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组蛋白修饰:基因表达的精细调控

组蛋白修饰:基因表达的精细调控

【概要描述】

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  • 分类:公司新闻
  • 发布时间:2023-07-25 17:16
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表观遗传学是一个涉及方方面面的概念,与细胞分化、特殊遗传病、x染色体基因表达、胚胎发育都息息相关。表观遗传修饰可以在不影响DNA序列的前提下通过在DNA分子上添加化学修饰,调整操作基因的表达水平,那么表观遗传修饰究竟是如何调控基因表达的呢?

 

严格来说组蛋白修饰并不是在DNA上的化学修饰,组蛋白是细胞装配DNA时使用的零件。人的基因组DNA拉直可以有三米长但是却要被塞进直径不到30微米的细胞里,一团乱麻的状态肯定是不行的,所以必须有序地包装好做成DNA.zip之后才能放进细胞,而组蛋白就是DNA的压缩软件之一。一个组蛋白由八个小珠子组成:H2AH2BH3H4各两个形成一个大珠子,DNA就会缠绕在组蛋白球上。不过这个大珠子并不怎么光滑,每个小珠子都会留一截小尾巴在外面长短不一,组蛋白修饰指的就是添加在这些小尾巴上的化学修饰。

 

 

组蛋白修饰有很多种类,常见的有甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等,并且同样的化学修饰如果放在尾巴的不同位置上起的作用也不一样,有时甚至完全相反。例如同样是在H3蛋白上添加甲基化修饰,如果添加在4号位上的赖氨酸上就会促进基因的表达,但如果添加在9号或者27号位的赖氨酸上就会反过来抑制基因的表达。

 

关于组蛋白修饰的命名,赖氨酸上最多可以添加三个甲基,但是氨基上只有两个氢怎么插得上三个甲基呢?这是因为氨基在溶液里会得到一个氢离子,带上正电荷,这样就有三个可以被甲基取代的位置了。赖氨酸的英文简写是K,例如H3蛋白9号位的赖氨酸上有三个甲基的话,就会标记为H3K9me3,这里的memethylation甲基化的简写,同理就能知道其他标记的意思。

 

另一种常见的组蛋白修饰是乙酰化,与功能相对复杂的甲基化相比乙酰化则更加简单直白。组蛋白乙酰化可以促进基因的表达,并且一般来说乙酰化修饰数量越多,对基因表达的促进功能越强。这是因为乙酰化修饰可以中和组蛋白的正电荷,由于DNA是带负电荷所以乙酰化越多,组蛋白和DNA结合得就轻松。DNA更加松散的话,转录因子和RNA聚合酶也就越容易接近DNA从而开启基因的转录。组蛋白修饰的添加和转移都很容易,甲基转移酶和乙酰转移酶分别可以将甲基化修饰和乙酰化修饰添加到组蛋白上,而移除也只需要使用到组蛋白去甲基化酶和组蛋白去乙酰化酶就可以了。这里提到的酶都是一个大类,而不是具体的某一个酶,毕竟不同位置的组蛋白修饰需要不同的酶来添加和移除。  

   

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