基因結(jié)構(gòu)調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后修飾的分子生物學(xué)機(jī)制

基因結(jié)構(gòu)調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后修飾的分子生物學(xué)機(jī)制已經(jīng)成為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；蚪Y(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄后修飾的變化都可以影響基因表達(dá)，從而影響細(xì)胞命運(yùn)和生命過程。本文將從基因結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄后修飾的角度來介紹這些生物學(xué)機(jī)制的分子生物學(xué)機(jī)制，以期幫助讀者了解更多關(guān)于這些研究問題的內(nèi)容。1.基因結(jié)構(gòu)調(diào)控的分子生物學(xué)機(jī)制基因結(jié)構(gòu)指的是基因在DNA上的序列。從經(jīng)典的基因結(jié)構(gòu)分析研究中，我們可以大致分為三類：?jiǎn)?dòng)子區(qū)域、編碼區(qū)和末端區(qū)域。每個(gè)區(qū)域?qū)虮磉_(dá)都有不同的作用，啟動(dòng)子區(qū)域是基因表達(dá)的初始點(diǎn)，編碼區(qū)是基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯的地方，末端區(qū)域是基因逐漸結(jié)束的地方?；蚪Y(jié)構(gòu)調(diào)控是指通過改變基因結(jié)構(gòu)影響基因表達(dá)。影響基因表達(dá)的主要方式包括：DNA甲基化、組蛋白修飾、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合等。這些調(diào)控機(jī)制不是隨機(jī)進(jìn)行，而是遵循特定的生物學(xué)規(guī)律和分子生物學(xué)機(jī)制。（1）DNA甲基化DNA甲基化是指DNA堿基上甲基化作用的化學(xué)修飾。DNA甲基化的一種作用是：當(dāng)DNA甲基化出現(xiàn)在基因的起始點(diǎn)和啟動(dòng)子區(qū)域時(shí)，它可以破壞轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合和招募其他調(diào)控因子。這樣一來，基因就無法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,一般（除了細(xì)胞角質(zhì)化和干細(xì)胞）的身體細(xì)胞一般都是基因失活。（2）組蛋白修飾和表觀遺傳機(jī)制組蛋白是一類堿性蛋白質(zhì)，主要負(fù)責(zé)調(diào)控DNA的折疊和包裝。通過組蛋白修飾，可以改變DNA序列的可讀性和DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合的能力。一般的組蛋白修飾方式主要包括：（a）乙酰化修飾：使組蛋白更傾向于高效的轉(zhuǎn)錄。（b）甲基化修飾：通常和DNA甲基化相關(guān)。在一定條件下可以使某一段DNA更容易被轉(zhuǎn)錄和解除壓制性。（c）泛素化修飾：它是介于草酰化和甲基化之間，它的主要作用是參與各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，包括信號(hào)傳遞、穩(wěn)態(tài)狀況的維持、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變等。表觀遺傳機(jī)制就是指DNA序列不變的情況下，某些基因特定的表達(dá)模式僅在特定階段或細(xì)胞類型中表現(xiàn)。（3）轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子是一類特殊的蛋白質(zhì)，它們主要作用是在基因啟動(dòng)子區(qū)域互相調(diào)控。由于不同的轉(zhuǎn)錄因子具有不同的結(jié)合區(qū)域和互補(bǔ)性,不同的組合方式可以調(diào)控不同的基因表達(dá)模式。2.轉(zhuǎn)錄后修飾的分子生物學(xué)機(jī)制轉(zhuǎn)錄后修飾是指轉(zhuǎn)錄完成后對(duì)RNA分子的化學(xué)修飾，它可以調(diào)控RNA結(jié)構(gòu)和功能。這種轉(zhuǎn)錄后修飾可以通過兩種主要方式來進(jìn)行：RNA剪接和RNA修飾。（1）RNA剪接RNA剪接，顧名思義，就是對(duì)RNA分子進(jìn)行去除、連接和剪接，以形成不同的RNA亞型。RNA剪接可以調(diào)控基因表達(dá)模式，包括：細(xì)胞分化、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡等。RNA剪接執(zhí)行致命命令。嬰兒鼻咽癌1（blameless）幾乎總是由于剪接調(diào)控器損傷而致前途未卜的悲劇事件。（2）RNA修飾RNA修飾是指對(duì)RNA分子的化學(xué)修飾，可以改變RNA分子的結(jié)構(gòu)和代謝，影響RNA的功能。RNA修飾的一些常見類型包括：（a）N6-甲基腺嘌呤（m6A）修飾：可以影響轉(zhuǎn)錄后剪接、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、RNA穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)移等。（b）2'-O-甲基化修飾：可以影響RNA的RNA-ase和穩(wěn)定性，以及RNA的翻譯。（c）轉(zhuǎn)化：催化性地轉(zhuǎn)化不同的RNA亞型，改變基因表達(dá)模式?？傊?，基因結(jié)構(gòu)調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后修飾是生物體內(nèi)非常重要的生物學(xué)調(diào)控機(jī)制，它們可以影響基因表達(dá)方式和轉(zhuǎn)錄后