常说的转录调控是什么？(上)

经典的中心法则是指：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递到蛋白质，完成遗传信息的转录与翻译过程。

 

 

大家看到这个过程包括转录和翻译，转录是中心法则的第一步，即是从DNA到RNA信息传递的过程。近期我们先来就“转录”给大家科普，今天是第一期：组蛋白修饰。

 

转录过程是发生于细胞核内的，这就是为什么大家发现分子定位于细胞核，就推断分子从转录水平发挥功能的。

 

 

组蛋白修饰——染色质开放程度

 

核小体是染色质的基本构成单位，由组蛋白和DNA组成。组蛋白由于含有带正电荷的氨基酸，如赖氨酸（Lys，缩写为K）和精氨酸（Arg，缩写为R），因此带正电，而DNA带负电，因此两者吸附结合到一起，通过这样的方式DNA中的遗传信息被压缩。

多说一句：DNA带负点，高中生物实验里用玻璃棒来缠绕得到DNA就是这个原理。

基因转录发生的第一步就是染色质从紧密变为松散，即染色质的开放程度提高，这样后续的转录因子才能结合到DNA上。而组蛋白修饰就是调控染色质紧密程度的一个关键因素。

常见的组蛋白修饰是甲基化和乙酰化。即由于组蛋白中正电荷氨基酸，如赖氨酸K被添加甲基，导致正电荷变少，因此与DNA结合能力降低，结果就是染色质被打开。

 

1. 组蛋白有六种：H1、H2A、H2B、H3、H4及古细菌组蛋白；
2. 每种蛋白里面能够发生修饰的氨基酸又有很多种，比如赖氨酸（K）和精氨酸（R）；
3. 每种氨基酸能否发生的修饰类型也有很多种，比如甲基化（me）和乙酰化（ac）；
4. 每种修饰又有数量不同，比如甲基化有1甲基化，2甲基化和3甲基化。

 

所以我们看到这样的词H3K27me3时，意思就是组蛋白H3肽链中的27位赖氨酸上有三个甲基。

 

大家可以看一下组蛋白修饰的复杂程度：

而这些组蛋白修饰对基因表达的调控效果又是不同的：

下面我们再说一个概念：参与组蛋白修饰的酶，根据修饰类型分为甲基化酶、乙酰化酶等等，再看起是促进还是抑制作用，又包括甲基化酶和去甲基化酶，乙酰化酶和去乙酰化酶。一般把添加修饰的叫Writer，把去除修饰的叫Eraser。

 

最后打个比喻，组蛋白修饰导致染色质开放程度增加，就像解压文件的过程，文件处于被压缩状态是不能读取的，只有解压以后才能读取；同样的，父母各传下来一套处于压缩状态的染色体，只有解压以后才可能被转录，但是解压只是被转录的第一步，至于解压出来的文件你有没有对应的软件打开，就是下面的问题了。

 

有点像：

每个人死后都会变成一本书。书的内容就是那个人的生平。有人成了圣经，有人成了名著，有人成了禁书，有人成了乐谱，有人变成菜谱，有人变成地图…..整个世界就是一个巨大的图书馆，我们读着别人，做着自己，等着被读。你会是什么书？