基因表达调控及其生物学意义

苏言嘉语课程 2024-04-04 11:02:40

基因表达调控(Gene Expression Regulation)是生物体内细胞分化、形态发生和个体发育的分子基础,通过基因转录和基因翻译等一系列过程,指导生物体合成具有特异生物功能的产物。基因表达的产物包括蛋白质和功能性RNA,如tRNA、rRNA等。

中心法则是基因表达调控的理论基础之一。中心法则揭示了遗传信息从DNA到蛋白质的传递过程,通过基因表达,也揭示了DNA与蛋白质、基因型与表型的关系。

生物体为什么要进行基因表达调控呢?从根本意义上说,基因表达调控可以维持细胞正常的生长、分化、繁殖,以及生物体的发育。此外,基因表达调控,也会促使生物体更好地适应环境,并逐步完成优胜劣汰的生物进化过程。生物只有适应环境才能生存。在环境适应过程中,基因表达调控大致可以分成两类:

①组成性表达:指不易受环境变动而变化的一类基因表达。在这类基因表达中,需要重点了解下管家基因(House Keeping Gene),这些基因在整个生命过程中都是必需的,在一个生物体的全部细胞内基本上稳定的表达,可以看成是细胞基本的基因表达。需要注意的是,组成性基因表达也并非一成不变,其表达强弱会受一定机制的调控。

②适应性表达:指易受环境变化影响,其表达水平会随环境而变动的一类基因表达。基因表达水平因环境变化而增高的现象称为诱导,这类基因被称为可诱导基因(Inducible Gene);相反,基因表达水平随环境变化而降低的现象称为阻遏,相应的基因被称为可阻遏基因(Repressible Gene)。

换一种说法,基于生物体的独特性,不同生物体所包含的基因组信息不同,且不同个体因为外界环境及自身反应性的不同在基因表达上会有差异,比如在不同时期均只有一部分基因表达。在个体生长和发育过程中,基因的适度表达会产生特定的生物学效应,并随着环境变化呈现出一定的时间和空间特异性,这就是基因表达调控。

在基因表达调控研究过程中,小鼠是重要的模式动物。并在这一领域中发挥着重要的作用。如何快速有效的提取小鼠组织的基因组进行基因型鉴定,是科研工作者关注的问题之一。仅需1-2mm的小鼠组织,且可在5min钟内完成极速裂解的小鼠组织直接PCR扩增试剂盒越来越多的成为实验人员的首选。

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