重组LacZ′基因的非常规表达

从DNA→mRNA→蛋白质的过程是极其复杂的,原核生物及真核生物细胞合成的某些蛋白质的氨基酸顺序并不总能按通用的三联密码框架从DNA或mRNA顺序中推导出来,推导的顺序与真正的顺序的差异可能来源于转录后加工过程,也可能来源于翻译过程,这些包括RNA剪接(RNA splicing)、RNA编辑(RNA editing)、翻译的重新起动(reinitiation)及核糖体移码(ribosomal frameshifting)等.这些基因表达方式的发现大大推动了对生命规律的认识,并已经成为生命科学的重要基石.     

病毒基因组的全核苷酸序列

在病毒DNA或病毒RNA的核苷酸序列中,隐藏着生命的重要秘密.许多热心探索生命秘密的科学家,都很重视测定核苷酸序列的工作.但DNA或RNA是由几千到几百万个核苷酸组成,而且排列毫无规则;因此在十年以前,人们感到测定核苷酸序列要比登天还难.历史也正是这样记载的:人类遨游太空已经将近二十年了,可是测定简单的病毒DNA或病毒RNA的全核苷酸序列才是最近二、三年的事情. 进入七十年代后,测定核苷酸序列的技术和方法有了可喜的突破.1970年以来各种限制性内切酶的应用以及1975年和1977年快速分析DNA片段一级结构的桑格尔-考尔森(Sanger-Coulson)法和马克山姆-吉尔伯特(Maxam-Gilbert)法的先后建立,促使     

核糖体蛋白质对信使RNA的选择性

生命的两大支柱蛋白质和核酸是生命的两大支柱。脱氧核糖核酸(DNA)以密码的形式记录着遗传信息,负责传种接代。然而它所记录的只是密码,就和电报纸上的数字密码一样,并不直接表达电报内容,读起来索然无味。DNA密码必须经过转录(分子遗传学借用转录一词,来表示由DNA密码转抄成核糖核酸(RNA)密码)和翻译(分子遗传学借用翻译一词,表示将RNA密码翻译成蛋白质)的过程,就如同把电码译成电文那样,才能把那份电报的内容表达出来。DNA链、RNA链上的密码子顺序和蛋白质多肽链上的氨基酸顺序严格对应。生物界种类繁多,千变万化。但生物的一切性状,     

真核细胞基因中存在插入顺序

关于基因表达的知识,大部分来自对简单的原核细胞(如细菌)的研究。原核细胞中,基因的DNA首先转录为被叫作信使核糖核酸(mRNA)的相应的RNA分子,然后,mRNA又指导充当细菌细胞的酶或起结构成份作用的蛋白质的合成。真核细胞基因的表达则与细菌大不相同。例如,有些科学家发现,真核细胞的许多基因的某些核苷酸顺序,在相应的mRNA中不能找到,它们被称为插入或间隔顺序。     

试管内合成感染性前病毒

1970年坦明(Temin)和巴梯莫尔分别发现,在RNA肿瘤病毒成熟体中存在反转录酶。反向转录产物DNA(前病毒)整合于受侵染的细胞基因组中,可保持遗传信息的传递。1972年希尔(Hill)等人用RNA肿瘤病毒诱发肿瘤细胞的DNA作转移感染的实验获得成功,进一步支持了前病毒假说。能够在试管内合成完整的前病毒,显然更有利于分析RNA肿瘤     

信息传递过程中的错误增殖与机体老化

生物大分子间的信息传递是生命的基础。根据分子生物学中的所谓中心法则,信息储存于DNA分子的碱基序列中,再按遗传密码传给RNA分子和蛋白质分子。由热力学规律,信息传递过程(DNA复制、mRNA转录和蛋白质合成)中必然会有随机性错误产生。但生命物质有自我复制的能力,许多导致蛋白质失活的错误不会长期存在,因该分子很快会被无错的分子所取代;但有些错误则不然。虽然大分子间的信息传递有固定的方向性,但作为信     

原始生命体可能存在过仅由两种核苷酸构成的简单遗传信息系统

含有遗传信息的DNA双螺旋分子由互相配对的A、T、C、G 4种核苷酸构成,这些核苷酸的三连体排列组合对应约200种氨基酸,DNA的顺序决定了蛋白质的组成,构成了现在一切生命有机体世代相传的遗传系统。配对的核苷酸种类不可小于4种,否则信息量不     

家蚕细胞质多角体病毒复制机制的研究

家蚕细胞质多角体病毒(CPV)用凝胶柱层析的方法代替氯化铯密度梯度超离心可以方便的大量地进行纯化,这样制备的CPV表现较高的感染力和RNA多聚酶活力。CPV的mRNA在体外条件下用病毒粒子所带的RNA多聚酶转录合成可达毫克水平。CPV的mRNA可以方便的从反应液中分离出来,于聚丙烯酰胺凝胶电泳分为九条带。小麦胚无细胞系统在CPV mRNA的存在下翻译合成的蛋白质,在对流免疫电泳中与CPV抗血清交叉反应形成沉淀。这些     

DNA vs. RNA:到底谁说了算

中心法则是现代生物学的理论基础之一。绝大部分生命体将遗传信息储存在DNA中,遗传信息通过转录流向RNA,再通过翻译流向蛋白质。随着研究的深入,人们逐渐认识到RNA不只充当了遗传信息由DNA流向蛋白质的桥梁,RNA层面的转录后调控过程还对基因表达进行了更为精准高效的调节,RNA在中心法则中的核心地位越来越突出。在转录后调控过程中,RNA修饰起到了至关重要的作用。对RNA修饰及其修饰酶、脱修饰酶和结合蛋白的研究已成为一个引人瞩目的新方向——RNA表观遗传学/表观转录组学。N~6-甲基腺嘌呤(m6A)是目前研究最为深入的RNA修饰。本文着重介绍m6A修饰对干细胞的分化过程的调控,对病毒侵染宿主和自我复制过程的影响,以及m6A在果蝇性别决定中起到的关键作用。RNA修饰对于其他各种生命过程的影响也在不断地被揭示出来,预示着RNA修饰的研究必将深刻地影响医疗、制药,乃至农业的发展。     

生物信息学与21世纪的生物学

约35亿年以前,地球上开始出现生命.最先出现的是原核蓝藻类;以后,经过漫长的演化,出现动、植物,形成了多种多样、千姿百态的各种生物.虽然生物的种类多种多样,形状千差万别,但是现代分子生物学的研究表明,组成各种生物的最基本的分子却是完全相同的.简单说,核酸是遗传信息的携带者,蛋白质则是遗传信息转化为生物结构与功能的表达者.而决定遗传信息的核酸(DNA和RNA)是由含4种不同碱基,即腺嘌呤(Adenine,缩写为A)、鸟嘌呤(Guanine,G)、胞嘧啶(Cytosine,C)和胸腺嘧啶(Thymine,T;在RNA中则为尿嘧啶,Uracil,U)的四种核苷酸组成.当遗传信息翻译为蛋白质时,它们都遵循统一的遗传密码,即每三个核苷酸翻译成蛋白质中一个特定的氨基酸,通常称为三联体密码子.这些密码子编码20种氨基酸,而不同氨基酸组成的肽链就形成不同结构的蛋白质,产生多种多样的生物功能.核酸和蛋白质构成生命活动的物质基础,要了解生命现象,揭开生命的奥秘就必须深入了解核酸与蛋白质.     

酶促DNA合成研究的进展

笔者介绍了酶促DNA合成研究的进展。科恩伯格和他的同事经历了从合成核苷酸、核苷三磷酸到合成DNA的历程。他们分离并提纯了DNA聚合酶,弄清了合成DNA的最直接的前体,揭示了DNA合成的化学机理,合成了具有感染性的噬菌体ΦX174DNA。     

遗传信息互相传递与生物学中心法则

生物学中心法则作为遗传信息载体的DNA具有两种重要功能。其一,DNA分子可进行自我半保留复制,以亲代DNA分子为模板,合成新的互补子代链。从而使遗传信息从亲代DNA分子传到子代DNA分子。其二,DNA分子还可作为模板指导RNA的合成,即所谓转录过程。通过转录,DNA分子中的遗传信息被转     

又一个例证——SV40 DNA的全核苷酸顺序

病毒SV40以及多瘤病毒作为直核细胞基因结构和表达的模型已被深入研究。 SV40 DNA是一个超螺旋的、环状的双链DNA,它的全核苷酸顺序(5224个碱基对)已发表。全顺序的测出,能够在基因组上确定已知基因的位置。基因组中至少有15.2％是不翻译成多肽的。全顺序可分为早转录区和晚转录区两大区段。早转录区编码两个蛋白质——t抗原和T抗原,二者的基因起始于同一位置,并共用一段约300个碱基对长的片     

生物体遗传物质主体的演化现象

长期以来,人们认为RNA只是遗传信息表达过程的中间环节,它主要担负着把遗传信息由DNA传递给蛋白质的使命。由1970年F.H.C.克里克修正的中心法则也可明显地看出在细胞的生命活动中两类生物大分子核酸和蛋白质的联系和分工:核酸的功能是储存和转移遗传信息,指导和控制蛋白质的合成;而蛋白质的主要功能是进行新陈代谢活动和作为细胞     

细菌转录翻译偶联机制研究

中心法则描述了遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程。转录过程是RNA聚合酶以DNA为模板合成信使RNA的过程,翻译过程是核糖体利用信使RNA合成蛋白质的过程。与真核生物不同,细菌和古菌没有细胞核膜的分隔,其转录过程和翻译过程在相同时间、相同位置上进行。其中,RNA聚合酶与核糖体相互协同,同步完成转录和翻译的现象被称为转录翻译偶联。转录翻译偶联是细菌和古菌的一种重要基因调控机制,能同时有效地调控转录过程和翻译过程,是细菌适应复杂环境的重要生物学基础。数十年来,大量的研究逐步揭示了细菌转录翻译偶联机制在细菌基因表达调控中的作用,一系列参与转录翻译偶联过程的调控因子也被鉴定发现。近期,基于不同偶联状态的转录翻译偶联复合体结构的突破性研究,首次系统地展示了在不同信使RNA间距下,转录翻译偶联过程的动态变化,为后续研究转录翻译偶联基因调控机制提供了理论基础。     

RNA化学修饰成为研究焦点

<正>随着科学家对RNA化学修饰研究的深入,表观转录组学的研究工具进一步增加。2004年,以色列特拉维夫大学的肿瘤学家吉迪恩·雷肖比(Gideon Rechavi)和同事们比较了所有人类基因组DNA序列和对应的信使RNA序列,信使RNA(m RNA)携带着基因制造蛋白质的所需信息。他们正在寻找一种改变,组成RNA序列的一种核苷酸组件——腺嘌呤核苷(简称A)被换成了另一种     

基因为何分成小段?——一个基因模型

许多实验室对真核细胞基因的分析,对球蛋白、卵白蛋白、免疫球蛋白、猿猴病毒(SV40)及多瘤病毒的研究,都显示出DNA上的密码顺序,一般并不是连续的,而是间断的,中间插入了“不表达”的DNA。甚至那些产物不是蛋白质的基因,如酵母的tRNA基因和果蝇的rRNA基因,以及腺病毒、劳斯肉瘤病毒和白血病病毒的信息,其原始的RNA转录物也都含有在成熟期间将被切除的内部区域,故最终的tRNA或信使是一种拼接物。     

RNA剪辑——是一种新的遗传现象吗?

关于遗传信息被编码在核酸(DNA或RNA)内、并以单向流动的方式确定蛋白质的主要氨基酸顺序的理论,自开始形成以来,在基本概念上未被怀疑过.可将RNA转录成DNA的逆转录酶,无疑是在信息流通道中附加了一条有趣的回径.而RNA酶的发现,可以说是概念上的较大变化,但并没能动摇信息流理论的基础.     

核酸,能否主宰我们生老病死

人们在发现核酸之前,曾认为蛋白质是生命的基础,因为生命活动中的新陈代谢、免疫功能等,都是通过蛋白质的不同作用体现出来的.然而,当人们发现核酸以后才知道,在复杂的生命活动中,需要合成哪些蛋白质来参与新陈代谢或免疫功能,是根据带有遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA)所发出的指令,由核糖核酸(RNA)具体参与合成过程来完成的.     

TNV-AC亚基因组表达及基因编码产物对局部枯斑症状的影响

利用烟草坏死病毒A中国大豆分离物(Tobacco necrosis virus A Chinese isolate, TNV-AC)的全长侵染性cDNA克隆构建系列突变体进行体外转录. 在枯斑寄主苋色藜(Chenopodium amaranticolor)上的侵染性检测结果表明, TNV-A^C亚基因组RNA1的转录起始位点位于基因组RNA的G²¹⁸⁴, 亚基因组RNA2的转录起始位点位于基因组RNA的G²⁴⁶⁰. 进一步分析表明, 亚基因组RNA1中p8和p6基因的翻译灭活突变可导致病毒在苋色藜上的侵染症状消失, 但不影响病毒在烟草原生质体中的复制, 说明p8和p6基因产物可能影响病毒在细胞之间的移动, 是病毒造成枯斑所必需的基因. 通过原核表达产物分析, 证明了亚基因组RNA2 中外壳蛋白(coat protein, CP)基因的可读框起始于基因组RNA的2612~2614位AUG. CP可读框核苷酸替换或缺失突变分析表明, 完整的CP蛋白虽不是病毒建立侵染所必需的, 但其翻译起始密码子区域的核苷酸序列保守性及可读框核酸序列的完整性对病毒侵染苋色藜后产生枯斑的数量、显症时间和病毒RNA的积累量具有明显影响. 综合以上结果, 对 TNV-A^C的cp基因在侵染枯斑寄主苋色藜过程中的其他功能进行了讨论.