关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

概述转录后基因沉默的基本内容

2022.11.11

  PTGS在多种生物中有共性,对PTGS的激活和与其相关的RNA降解调控过程有了初步的认识。也发现植物病毒在转基因植物和非转基因植物中都能和转基因一样诱发转录后基因沉默。令人吃惊的是,转基因植物的共抑制现象(转基因与同源的内源基因一起失活)、转基因植物的病毒抗性和非转基因植物对病毒正常自然侵染的抗性、真菌的quelling现象(真菌中的共抑制)、各种动物的RNA干扰(RNA interference,RNAi)以及转座因子的转座失活等这些表面看来完全不相关的现象中竟然存在着非常相似的基因沉默机制,即PTGS。这种基因沉默可能是生物体的本能的反应,因为无论是转基因、转座因子还是病毒,对植物而言都是诱发突变的外来侵入的核酸,植物为保护自己,在长期的生物进化中,形成了基因沉默这种限制外源核酸入侵的防卫保护机制。 在线虫Caenorhabditis elegans中,RNAi敏感性缺失突变体中转座子的转座活性增强,表明转座子的转座失活是被一种类似PTGS的过程调控的,这一过程与RNAi作用有关,是通过细胞内双链RNA互作引起同源特异性的RNA降解。

  PTGS中的RNA在细胞质中的特异性降解并不需要RNA结合到核糖体上,这与通常的RNA降解代谢调控需要与翻译相关连不同。Bass对RNAi激发的RNA特异性降解机制进了体外研究,发现通过添加外源的双链RNA或靶标mRNA可以激活PTGS,这与早期在植物中发现的双链RNA介导PTGS一致。通过对发生PTGS的转基因植物进行嫁接实验和分析植物病毒病的恢复现象观察到,PTGS是一种系统性的过程,称为系统获得性沉默(systemic acquired silencing,SAS)。PTGS的系统传播性在真菌和线虫中也得到了证明。进一步研究发现,转基因或病毒侵染介导的PTGS植物中普遍存在着大量的序列特异性正义和反义的大约25个核苷酸的小分子RNA,而正常的非转基因植物和没有发生PTGS的植物中则没有。这些小分子RNA作为信号分子,在植物中与特定的运输蛋白特异结合,防止被核酸酶的降解,通过胞间连丝和韧皮部筛管运送到植物体的各个部位,使PTGS具有系统持久性。这一运转过程与植物病毒在植物体内的运输有着十分相近的机制。这些-25nt RNA的积累需要转基因的转录或病毒的复制,与其它双链RNA等多种异常RNA相比,-25nt RNA对于PTGS的激发、靶标RNA的特异性降解以及PTGS的系统性维持更为重要。

推荐
关闭