2013年6月11日 星期二

基因表現的調控 摘要The Control of Gene Expression

探索生命《生物學》97
1.        雖然多細胞有機體的每一個細胞內的基因資訊是一樣的,但是體內每一個細胞的結構與功能都不同。大約只有1%的基因材料是任何時候都會表現出來。許多種調控機制決定細胞何時以及如何對它的基因下指令。
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2.        在細菌的世界,雅各與莫諾模型歸納出染色體有三個地方與調控結構基因structural genes轉錄有關,分別是調節基因regulator gene、操縱子operator促進子promoter
3.        調節基因的密碼提供合成抑制蛋白的資訊。當抑制蛋白DNA上的操縱子區域結合,它擋住DNA促進子提供給RNA聚合酶鍵結的位置,因此阻止了結構基因被轉錄。
4.        誘導型調控系統,特定酵素的基因平常是沒有活性的,一直到誘導物質出現才被活化開啟。
5.        在(細胞核內)負向調控系統 negative control system,抑制蛋白與DNA上的操縱子區域結合關閉轉錄;乳醣操縱組 lac operon就是一種負向調控系統。當抑制蛋白失去活性,操縱子打開,細胞自然開始進行轉錄與轉譯。
6.        正向調控系統positive control systems,蛋白質與DNA上的啟動子結合,扮演促成轉錄的活化子的角色。
7.        真核細胞的基因表現調控遠比原核細胞複雜。真核細胞擁有的官能性基因也比原核細胞多,大部分的真核細胞的DNA含有內插子(廢棄基因),轉錄之後的RNA必須先移除內插子才能送去轉譯。
8.        真核染色體大約有10%的基因材料由重覆數千次的鹼基序列組成,形成高度重複性的DNA highly repetitive DNA;其他20%是重複數百次的鹼基序列,稱為中度重複性的DNA moderately repetitive DNA;剩下的70%為單拷貝的鹼基序列。
9.        真核細胞大約只有1%的基因是同時被轉錄與轉譯的,原核細胞則有90%的基因是同時被轉錄與轉譯的。
10.     在真核細胞最重要的基因控制方式是「基因轉錄的調控」,調控過程涉及mRNA用不同比例裁切與保留,以及對DNA以不同比例轉譯出mRNA
11.     染色體上的真染色質euchromatic(活化基因)和異染色質heterochromatic(非活化基因)區域,燈刷染色體lambrush chromosomes染色體鬆散區chromosomal puffs,這些都是染色體上的基因進行各種不同活動的明證。
12.     真核細胞的基因活化過程可能是,先鬆開一段緊緊纏繞在核仁的DNA,然後在鬆脫的DNA線圈上,活化特定的一個或一組基因。
13.     胞嘧啶甲基化的程度會決定,哪些基因是活化的,哪些基因是非活化的;活化的哺乳動物基因,它們的甲基化胞嘧啶的數量,少於,非活性的基因。
14.     如果沒有轉錄因子蛋白transcription factor proteins,真核細胞無法進行轉錄;轉錄因子幫助RNA聚合酶,咬住DNA啟動子區域promoter region
15.     DNA啟動子一段距離的是強化子區域enhancer regions;與強化子結合的蛋白質,能夠協助轉錄因子啟動子結合,進而幫助RNA聚合酶DNA啟動子結合,不過某些情況是,強化子的蛋白質會阻止RNA聚合酶與DNA結合。
16.     後轉錄調控包括mRNA的加工、mRNA不同比例的斷裂,以及各種不同比例的轉錄,在基因調控機制中扮演十分重要的角色。
17.     癌細胞最重要的特徵是它們無節制地生長,造成癌細胞入侵周遭組織或轉移metastasis,擴散到身體其他地方;要轉一到其他地方,癌細胞必須從腫瘤破裂而出,挖穿血管壁或淋巴管壁,旅行到某個遙遠的位置,再穿越管壁到新環境發展,然後刺激血管形成供給營養,繁殖成新腫瘤。
18.     癌細胞突變的比例很高,這些癌細胞具有特殊的染色體重組現象,例如易位translocations刪除deletions微小染色體minute chromosomes
19.     與正常細胞相比,癌細胞長得比較圓滾滾,並且癌細胞比正常細胞更會移動,當癌細胞與周遭細胞接觸時,它失去正常細胞應有的抑制分裂能力或者固定分裂數量的控制能力。
20.     癌細胞表面不正常,無法分辨哪些細胞與自己是同類,正常細胞能夠分辨哪些細胞與自己同類。基本上,癌細胞一長出來,身體的免疫系統就會摧毀掉它,免疫系統應該會摧毀大部分的癌細胞。
21.     一個正常的細胞要變成癌細胞需要許多獨立的基因事件。因此,正常細胞從第一個突變事件開始,逐漸發展成癌細胞,期間歷經數年。
22.     致癌基因oncogenes,就是會造成癌症的基因。有些致癌基因是病毒感染細胞造成的;其他致癌基因是由某些正常基因(原致癌基因proto-oncogenes)經過基因改變而成為致癌基因。要將一個正常細胞轉變成癌細胞可能需要1個以上活化的致癌基因。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology

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