真核转录

真核转录是真核生物将存储在DNA中的遗传信息复制到RNA中的复杂过程。转录既发生在真核生物中,也发生在原核生物中。原核生物中的RNA聚合酶可以启动所有类型的转录;不同于原核生物,真核生物(包括人类)的RNA聚合酶有三种变体,每种变体编码不同类型的基因。真核生物的转录与翻译在不同的场所进行。真核细胞的转录发生在细胞核内,核中的DNA一般被包装成核小体以及更高级的染色质结构。真核生物基因组的复杂性决定了基因表达控制的多样性和复杂性。

概述
转录是将存储在DNA链中的遗传信息复制到mRNA中的过程。 催化这一复杂过程的是三种多亚基RNA聚合酶。其中RNA聚合酶I负责转录编码核糖体RNA(rRNA)的基因。
这些非编码RNA在细胞中具有多种重要的功能。

RNA聚合酶I(Pol I)可以催化除5S外的所有rRNA基因的转录。 转录产生的rRNA与蛋白质结合形成核糖体。

RNA聚合酶II(Pol II)负责所有mRNA、siRNA、多数snRNA和所有miRNA的转录。

真核转录控制
真核生物中是通过几种控制水平的相互作用实现的,这些控制在局部起作用以响应特定的细胞需要打开或关闭单个基因,并在全局范围内维持染色质范围的基因表达模式,从而塑造细胞身份。 由于真核基因组包裹在组蛋白周围形成核小体和高阶染色质结构,转录机制的底物通常被部分隐藏。

转录中的所有步骤都受到一定程度的调节。

全局控制和表观遗传调控
真核基因组被组织成紧凑的染色质结构,只允许对DNA进行调节。 染色质结构可以是全局“开放的”和更多转录允许的,或全局“浓缩的”和转录失活的。 前者(真染色質)轻度包装(lightly packed),在活跃转录下富含基因。 后者(异染色质)包括基因贫乏区域,例如端粒和着丝粒,但也包括具有正常基因密度但转录沉默的区域。 转录可以通过组蛋白修饰(脱乙酰化和甲基化),RNA干扰和/或DNA甲基化来沉默。

定义细胞身份的基因表达模式是通过细胞分裂遗传的。 这个过程称为表观遗传调控。 DNA甲基化通过维持甲基化酶的作用可靠地遗传,甲基化酶修饰由复制产生的新生DNA链。 在哺乳动物细胞中,DNA甲基化是转录沉默区域的主要标记。 专门的蛋白质可识别标记并募集组蛋白脱乙酰酶和甲基化酶以重建沉默。 核小体组蛋白修饰也可以在细胞分裂过程中遗传,但是,目前尚不清楚它是否能在没有DNA甲基化指导的情况下独立发挥作用。

参阅
*

  • 转录调控
  • 转录因子
  • RNA聚合酶
  • 基因表达调控

参考文献

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