相關文章
Related Articles詳細介紹
基因沉默指生物體內特定基因的表達被抑制或wan全關閉的現象,不依賴基因序列本身的改變,而是通過表觀遺傳或RNA層面的調控實現。其核心特征包括:
非破壞性:基因結構保持完整,外部機制阻斷其表達流程。
可逆性:沉默狀態可通過環境或細胞信號解除。
層級性:
轉錄水平沉默(TGS) :抑制DNA到RNA的轉錄過程。
轉錄后水平沉默(PTGS) :在RNA翻譯為蛋白質前降解mRNA。
實例:轉基因植物中引入的花色素基因因沉默而失效,導致花瓣呈白色而非預期深色。
通過改變染色質結構阻斷基因轉錄:
DNA甲基化
機制:胞嘧啶添加甲基基團(-CH?),抑制轉錄因子結合。
調控酶:DNMT(DNA甲基轉移酶)催化甲基化。
組蛋白修飾
關鍵修飾:組蛋白H3的K9甲基化(H3K9me)、H3K27me3等標記促進異染色質形成。
效應:染色質高度濃縮,阻止RNA聚合酶訪問。
染色質重塑
復合物:SWI/SNF等重塑復合物改變核小體位置,物理性遮蔽基因。
以RNA干擾(RNAi)為核心機制:
RNAi通路
觸發分子:雙鏈RNA(dsRNA)被Dicer酶切割為小RNA(siRNA/miRNA)。
效應復合物:RISC(RNA誘導沉默復合體)結合小RNA,靶向切割互補mRNA。
siRNA vs. miRNA
類型 | 來源 | 作用模式 | 功能 |
---|---|---|---|
siRNA | 外源病毒/轉基因 | wan全互補,降解mRNA | 抗病毒防御 |
miRNA | 內源基因組編碼 | 部分互補,抑制翻譯 | 發育調控 |
生物學意義:RNAi是古老的免疫機制,防御病毒和轉座子入侵。
抗病毒:植物通過PTGS降解病毒RNA,如番茄抗煙草花葉病毒。
抑制轉座子:沉默跳躍基因,維持基因組穩定性。
胚胎發育:miRNA沉默特定基因,指導細胞命運(例:線蟲發育時序調控)。
X染色體失活:女性一條X染色體被沉默,依賴Xist RNA介導的異染色質化。
疾病類型 | 沉默機制 | 后果 | 實例 |
---|---|---|---|
癌癥 | 抑癌基因(如p53)甲基化 | 細胞無限增殖 | 結直腸癌中MLH1基因沉默 |
神經退行疾病 | 致病蛋白基因RNAi失效 | 毒性蛋白累積 | Huntington病中突變HTT表達 |
自身免疫病 | 免疫調節基因異常沉默 | 免疫系統過度激活 | 紅斑狼瘡中CDKN1B沉默 |
產品咨詢