问题 问答题

真核生物中有些核基因的转录前体可以通过不同的拼接方式(differential splicing)形成不同的蛋白质合成模板,从而指导合成不同的蛋白质产物。试解释这一现象的生物学意义。

答案

参考答案:

解析:绝大多数真核基因的mRNA前体(pre-mRNA),有时也叫核内不均一RNA(hnRNA),都含有许多间隔子。它们需要在mRNA分子穿过核膜进入细胞质进行翻译之前,通过一种叫做两步机制的剪辑作用而被删除掉。 mRNA剪辑作用是在一种称为拼接体的特殊颗粒中发生的。这是一种高分子质量的颗粒,它含有pre-mRNA和高密度的核内小核糖核蛋白(snRNP),如U1、U2、U4/6以及各种剪辑因子。 两步剪辑的第一步是在剪辑位点发生切割反应,第二步涉及3′剪辑位点的切割及表达子的连接。在间隔子的两端总是具有5′GU和3′AG的二核苷酸结构。这类特异性的二核苷酸连同围绕它们的25~30个核苷酸一起构成了表达子一间隔子的剪辑位点,有时也叫做剪辑点,它是起始RNA剪辑作用的一段特定的核苷酸序列。因剪辑作用而被释放或删除下来的间隔子形成套索RNA,这是在真核基因mRNA剪辑过程中形成的一种分支状中间体。有些基因的初级转录体,在不同的细胞类型当中或是在发育的不同阶段,可以按不同的途径剪辑形成不同的RNA分子,编码不同的蛋白质。这种现象叫做mRNA的差异剪辑或可变剪辑。它首先是在腺病毒、多瘤病毒及SV40病毒的mRNA分子中发现的,随后研究表明在许多细胞基因中同样也存在着mRNA的可变剪辑现象。 同一种蛋白质的mRNA前体,经过可变剪辑之后往往会产生出不同形式的蛋白质,即蛋白质的异形体,以满足生物体的不同发育阶段或不同细胞类型的特殊需求。因此,剪辑在发育过程中起到一种开关的作用。例如,IgM类的免疫球蛋白,有位于细胞表面的膜结合蛋白和分泌到血液中的可溶蛋白两种异形体。膜结合蛋白异形体是B细胞发育期间首先表达的,其后随着B细胞分化成血浆细胞,膜结合蛋白异形体便逐渐停止表达,而产生出可溶蛋白异型体。 目前尚不知道这种细胞类型特异的剪辑作用究竟是按何种机理进行的。已经提出的一种模型认为,存在着特异的剪辑因子来指导优先使用(优先选择使用)一组特殊的表达子组合。可变剪辑可能是十分复杂的。例如,编码α-原肌球蛋白的基因有14个表达子。在骨架肌肉、光滑肌肉和非肌肉细胞中,是使用不同的表达子组合形成成熟的原肌球蛋白mRNA。这种复杂的过程,极可能涉及到形成具有特殊结构的、能满足每种细胞类型特殊需要的原肌球蛋白。虽然说每一种原肌球蛋白质的总体结构都是类似的,但其细胞类型特异的氨基酸序列则可能起到其他蛋白质结合位点的作用。

单项选择题
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