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真核生物基因表達(dá)調(diào)控與原核生物有很大的差異。原核生物同一群體的每個(gè)細(xì)胞都和外界環(huán)境直接接觸,它們主要通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控,以開(kāi)啟或關(guān)閉某些基因的表達(dá)來(lái)適應(yīng)環(huán)境條件(主要是營(yíng)養(yǎng)水平的變化),故環(huán)境因子往往是調(diào)控的誘導(dǎo)物。而大多數(shù)真核生物,基因表達(dá)調(diào)控最明顯的特征時(shí)能在特定時(shí)間和特定的細(xì)胞中激活特定的基因,從而實(shí)現(xiàn)“預(yù)定”的,有序的,不可逆的分化和發(fā)育過(guò)程,并使生物的組織和器官在一定的環(huán)境條件范圍內(nèi)保持正常的生理功能。真核生物基因表達(dá)調(diào)控?fù)?jù)其性質(zhì)可分為兩大類:第一類是瞬時(shí)調(diào)控或叫可逆調(diào)控,相當(dāng)于原核生物對(duì)環(huán)境條件變化所做出的反應(yīng)。瞬時(shí)調(diào)控包括某種代謝底物濃度或激素水平升降時(shí)及細(xì)胞周期在不同階段中酶活性和濃度調(diào)節(jié)。第二類是發(fā)育調(diào)節(jié)或稱不可逆調(diào)控,這是真核生物基因表達(dá)調(diào)控的精髓,因?yàn)樗鼪Q定了真核生物細(xì)胞分化,生長(zhǎng),和發(fā)育的全過(guò)程。據(jù)基因調(diào)控在同一時(shí)間中發(fā)生的先后次序,又可將其分為轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控,轉(zhuǎn)錄后的水平調(diào)控,翻譯水平調(diào)控及蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控,研究基因調(diào)控應(yīng)回答下面三個(gè)主要問(wèn)題:①什么是誘發(fā)基因轉(zhuǎn)錄的信號(hào)? ②基因調(diào)控主要是在那個(gè)環(huán)節(jié)(模板DNA轉(zhuǎn)錄,mRNA的成熟或蛋白質(zhì)合成)實(shí)現(xiàn)的?③不同水平基因調(diào)控的分子機(jī)制是什么?
回答上述這三個(gè)問(wèn)題是相當(dāng)困難的,這是因?yàn)檎婧思?xì)胞基因組DNA含量比原核細(xì)胞多,而且在染色體上除DNA外還含有蛋白質(zhì),RNA等,在真核細(xì)胞中,轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程分別是在兩個(gè)彼此分開(kāi)的區(qū)域:細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。 一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈;真核細(xì)胞DNA與組蛋白及大量非組蛋白相結(jié)合,只有小部分DNA是裸露的;而且高等真核細(xì)胞內(nèi)DNA中很大部分是不轉(zhuǎn)錄的;真核生物能夠有序的根據(jù)生長(zhǎng)發(fā)育階段的需要進(jìn)行DNA片段重排,并能根據(jù)需要增加細(xì)胞內(nèi)某些基因的拷貝數(shù)等。盡管難度很大,科學(xué)家們還是建立起多個(gè)調(diào)控模型。
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