转录,基因活动的AI控制器

2019-04-13 science后花园

       如果说基因保存了整个生命的信息,那么转录可以称为这个生命世界绚丽多彩的起点。基因再厉害,也不过是保存信息的载体,还要靠转录打开这个神秘画卷。只有转录起始的那一刻,所有的生命奇迹才算开始。

      转录就是以DNA为模板合成RNA的过程,一般在细胞核这个工厂进行。



      启动子是启动按钮,RNA聚合酶则是奋斗在生产第一线的技术工人,每一个基因车间都被一类甚至几类转录因子负责,这些转录负责人将RNA聚合酶带到启动子区域,整个转录机器才开始运行。后面挥舞着指挥棒的家伙则是一个神秘组织,它们更像生产调度中心的AI,通过整合各方面的环境信息,然后向转录因子下达任务,何时何地生产RNA(转录起始),何时何地停止生产(转录终止),每秒的生产量是多少(RNA表达量)。这一切都在转录机器启动的时候上已经定好了。当聚合酶站在启动子上,仿佛站在了生命的原点。

       表达量是需要精确调控的。话不多说,我举两个例子吧。

      第一,对于农业生产来说,抗病和产量一直是认为两个相互拮抗的指标。也就是所抗病品种一般产量偏低,而产量高的品种抗病性一般比较差。一个转录因子IPA1跳出来表示不服,它偏偏突破了这个限制。通过变幻自己的状态,结合不同的启动子区域,一个转录因子两肩挑,同时促进抗病和提高产量,没办法转录因子就是这么牛气。

      第二个,大家在看如懿传的时候,不知道有没有注意到这个细节。如懿她儿子吃的毒蘑菇,产生了幻觉,从此萎靡不振。我想那个毒蘑菇应该长成这样。

对你猜的没错,这种蘑菇破坏的就是转录过程。这种毒蘑菇会产生一种毒素叫鹅膏蕈碱(amanitin),它会干扰甚至完全抑制RNA聚合酶的活性,轻者致幻,严重者会致人死亡,老外又称其为“死亡天使”。那个可怜的小阿哥估计就是被喂了这一类的毒蘑菇。

哈哈,读到这里,恭喜你又了解了生命基本活动的第二个过程,转录。

我是凌俊杰,从纳米尺度全面解析生命,带你更了解你自己。

主要参考资料:

  1. http://science.sciencemag.org/content/361/6406/976

  2. Molecular biology(Robert F. Weaver)