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終止子
來源:互聯網

終止子(terminator T)是一種重要的合成生物學控制元件,作為基因元件獨立于編碼基因行使終止轉錄的功能。基因轉錄的終止則是跨過終止密碼結束在基因末端的一個特殊結構內,這個特殊結構即為終止子。終止子的作用有強有弱,其選擇會直接影響mRNA的量,并且隨著終止子結構與功能的逐漸清晰和對轉錄終止機理的深入解析,以短小、可控、可設計為特征的終止子工程得以快速發展。

終止子技術是1998年3月經美國專利及商標局批準的一項專利技術。專利獲得后,國際農業研究磋商小組指出,終止子技術必須禁止,不然將給全球食品保障帶來影響。這項技術會使農民無法留種、對遺傳多樣性有負影響,會出現出售或交換不能發芽的種子以及通過花粉非故意的傳播造成生物安全的風險。

簡介

一種位于poly(A)位點下游,長度在數百堿基以內的結構。在原核生物中,發現終止信號存在于核糖核酸真核生物中的聚合酶已經轉錄過的序列之中。這種提供終止信號的結構就稱為終止子。

終止子可分為兩類。一類不依賴于蛋白質輔因子就能實現終止作用。另一類則依賴蛋白輔因子才能實現終止作用。這種蛋白質輔因子稱為釋放因子,通常又稱ρ因子。兩類終止子有共同的序列特征。在轉錄終止點前有一段回文序列。回文序列的兩個重復部分(每個7~20bp)由幾個不重復的bp節段隔開。回文序列的對稱軸一般距轉錄終止點16~24bp。

兩類終止子的不同點是:不依賴ρ因子的終止子的回文序列中富含GC堿基對,在回文序列的下游方向又常有6~8個AT堿基對(在模板鏈上為A、在mRNA上為U);而依賴ρ因子終止子中回文序列的GC對含量較少。在回文序列下游方向的序列沒有固定特征,其AT對含量比前一種終止子低。

分類

不同的終止子的作用也有強弱之分,有的終止子幾乎能完全停止轉錄;有的則只是部分終止轉錄,一部分核糖核酸聚合酶能越過這類終止序列繼續沿脫氧核糖核酸移動并轉錄。如果一串結構基因群中間有這種弱終止子的存在,則前后轉錄產物的量會有所不同,這也是終止子調節基因群中不同基因表達產物比例的一種方式。有的蛋白因子能作用于終止序列,減弱或取消終止子的作用,稱為抗終止作用(antitermination),這種蛋白因子就稱為抗終止因子(antiterminator)。

以上5種元件是每一個操縱元必定含有的。其中啟動子操縱子位于緊鄰結構基因群的上游,終止子在結構基因群之后,它們都在結構基因的附近,只能對同一條脫氧核糖核酸鏈上的基因表達起調控作用,這種作用在遺傳學實驗上稱為順式作用(cis?action),啟動子、操縱子和終止子就屬于順式作用元件(cis acting element)。調控基因可以在結構基因群附近、也可以遠離結構基因,它是通過其基因產物調控蛋白來發揮作用的,因而調控基因不僅能對同一條DNA鏈上的結構基因起表達調控作用,而且能對不在一條DNA鏈上的結構基因起作用,在遺傳學實驗上稱為反式作用(trans action),調控基因就屬于反式作用元件(trans acting element),其編碼產生的調控蛋白稱為反式調控因子(trans acting factor)。

由此也可窺測到,基因表達調控機理的關鍵在蛋白質與核酸的相互作用上。

參考資料 >

酵母終止子工程:從機理探索到人工設計.合成生物學.2023-12-31

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