细胞如何实现对大量基因的同时调控?
生活随笔
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细胞如何实现对大量基因的同时调控?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
細胞很小,但是細胞內又有很多的亞細胞結構,整個細胞之中都是縱橫交錯的細胞骨架結構。盡管如此,細胞內部總體還是空蕩蕩的,其間游蕩著的各種物質就包括調節基因表達的蛋白、受體、配體、非編碼RNA等,這些物質對基因的調節就是“此消彼長”的關系,那種調節功能占據上風,就會有相應的調節效果,相互之間相對還是獨立的。
細胞同時關閉大量基因表達的一個方式是將這些基因送到細胞核的邊緣,遠離細胞核中心地帶的區域,從而使這些基因沉默。這一過程的實現需要基于一定的DNA序列和一組特殊蛋白質的參與,具體過程是這樣的:細胞內的細胞核是個近似圓形的區域,其中充滿了雙鏈DNA,大部分都是呈懸浮狀態,以便隨時打開雙鏈,被蛋白質剪切或修補,等等一系列操作。但位于細胞核邊緣區域的DNA,尤其是靠近細胞核“圍墻”區域的基因,將很容易被“圍墻樣”結構關閉,且可以一次性關閉多個基因。這層“圍墻”屬于一種靈活性的結構,它不僅能幫助細胞核維持其形狀和給予細胞核一定的機械支持,而且對某些特定結構的DNA具有一定的“磁引力”,能夠吸引它們粘附在這個薄層網絡結構上,從而可以使那些蛋白質無法靠近它們,導致相應基因的關閉。這種調控方式對很多細胞的發育是很有幫助的,因為每個細胞體內都有同一套的染色體,即同一套的遺傳物質,但卻最終可以發育成為各種不同類型的功能細胞,即從干細胞發育為功能細胞,在這一過程中,細胞就是依靠細胞核內的這層“圍墻”結構來實現對大量基因的同時調控的。這個結果是科學家們通過對比小鼠的未成熟的皮膚樣胚胎干細胞和已成熟的免疫系統細胞來發現的,當對比到兩類細胞中粘附在細胞核外圍網狀結構上的DNA片段時,他們發現這些片段相鄰的基因在兩類細胞中有了不同的應用方式,雖然粘附在網狀結構上的DNA區域幾乎是一成不變的,在DNA序列上并不存在偶爾與網狀結構有關聯的“灰色地帶”。隨后科學家們將這段與網狀結構粘附的DNA區域切割下來,并分別插入幾個測試細胞的染色體中后,他們發現這些被插入的片段能夠結合一種YY1蛋白,而這種蛋白具有將周圍DNA送至網狀結構身邊的能力。最終,他們發現了兩類蛋白都與這一過程相關,一個是一種組蛋白,可參與基因的表觀遺傳調控;另一種就是這個YY1蛋白。
細胞同時關閉大量基因表達的一個方式是將這些基因送到細胞核的邊緣,遠離細胞核中心地帶的區域,從而使這些基因沉默。這一過程的實現需要基于一定的DNA序列和一組特殊蛋白質的參與,具體過程是這樣的:細胞內的細胞核是個近似圓形的區域,其中充滿了雙鏈DNA,大部分都是呈懸浮狀態,以便隨時打開雙鏈,被蛋白質剪切或修補,等等一系列操作。但位于細胞核邊緣區域的DNA,尤其是靠近細胞核“圍墻”區域的基因,將很容易被“圍墻樣”結構關閉,且可以一次性關閉多個基因。這層“圍墻”屬于一種靈活性的結構,它不僅能幫助細胞核維持其形狀和給予細胞核一定的機械支持,而且對某些特定結構的DNA具有一定的“磁引力”,能夠吸引它們粘附在這個薄層網絡結構上,從而可以使那些蛋白質無法靠近它們,導致相應基因的關閉。這種調控方式對很多細胞的發育是很有幫助的,因為每個細胞體內都有同一套的染色體,即同一套的遺傳物質,但卻最終可以發育成為各種不同類型的功能細胞,即從干細胞發育為功能細胞,在這一過程中,細胞就是依靠細胞核內的這層“圍墻”結構來實現對大量基因的同時調控的。這個結果是科學家們通過對比小鼠的未成熟的皮膚樣胚胎干細胞和已成熟的免疫系統細胞來發現的,當對比到兩類細胞中粘附在細胞核外圍網狀結構上的DNA片段時,他們發現這些片段相鄰的基因在兩類細胞中有了不同的應用方式,雖然粘附在網狀結構上的DNA區域幾乎是一成不變的,在DNA序列上并不存在偶爾與網狀結構有關聯的“灰色地帶”。隨后科學家們將這段與網狀結構粘附的DNA區域切割下來,并分別插入幾個測試細胞的染色體中后,他們發現這些被插入的片段能夠結合一種YY1蛋白,而這種蛋白具有將周圍DNA送至網狀結構身邊的能力。最終,他們發現了兩類蛋白都與這一過程相關,一個是一種組蛋白,可參與基因的表觀遺傳調控;另一種就是這個YY1蛋白。
總結
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