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Nature Video:DNA中的空白片段有什么用

2019-02-28
Nature Video:DNA中的空白片段有什么用?

原創: Nature自然科研

你的DNA含有組成身體所需的一切信息。DNA中含有編碼關鍵蛋白的基因,但也充滿了空白區域,這些空白又叫做內含子。內含子是不編碼蛋白的片段,但它們存在于各種基因和生物體中。

內含子到底有什么用呢?這是一個需要長期探索的問題。如果要讓特定基因中的DNA翻譯成蛋白,首先要在RNA中對基因進行拷貝。與原始基因一樣,這個RNA序列中充滿了內含子,需要先將這些內含子去除,RNA才能翻譯成蛋白。

這種剪切或剪接由剪接體完成。剪接體幫助剪掉內含子,并將剩余部分重新接合起來,最后這個經過剪接的RNA序列會翻譯成蛋白。

但為何要有內含子呢?所有額外的轉錄和剪接都會消耗能量,那么這種情況為何仍如此常見呢?

RNA剪接的一大主要好處是它能對一個基因的片段進行重排。這意味著一個基因可以合成多種不同蛋白。多數情況下,內含子本身會被細胞立刻降解,但科學家也發現了內含子繼續存在的例子。

有些內含子會幫助保護DNA不受損傷,另一些內含子可以加速基因表達。如今,關于酵母細胞的研究發現,內含子可能存在一種新功能。

合成蛋白需要消耗很多能量,處于應激或饑餓狀態的細胞可能想要放慢蛋白合成速度。一種實現方式是放慢剪接速度,看起來內含子本身可以幫助控制剪接速度;一旦剪接體放慢速度,經過剪接的RNA就會減少,合成的蛋白也就變少,這一機制或有助于控制酵母細胞的生長,并使其能夠抵抗饑餓。

人體內是否具有類似機制尚不可知,但是隨著時間的推移,內含子的秘密越來越多地被揭開,幫助我們更進一步地認識生命所蘊含的遺傳復雜性。



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本欄目主要介紹基因工程方面,包括人類基因組計劃、轉基因、基因技術、Nature Video:DNA中的空白片段有什么用等。特別關注有關人與文化方面的研究。

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