第四讲+转录后调控及信号传导通路PPT.ppt

卵母细胞贮藏性mRNA的性质 ①有些mRNA的产物是卵裂需要的蛋白质，因为卵裂期胚胎需要合成大量的染色质单体、细胞膜和细胞骨架成分。 ②另一些mRNA编码决定细胞命运的蛋白质。 贮藏mRNA的定位 在卵母细胞中，有些动物的某些mRNA在细胞质中定位分布，如蜗牛、果蝇、被囊类动物、海胆和蛙等。 爪蟾：虽然大多数母源性mRNA在未受精的爪蟾卵中均匀分布，但有些贮藏mRNA是定位分布于细胞质的动物极（1.2%）或植物极（0.2%） 卵源mRNA的翻译调控机制 卵母细胞多核糖体中的mRNA与胚胎细胞多核糖体中的mRNA并不完全相同。 ①卵母细胞特有蛋白质的mRNA 卵母细胞中：存在于多聚核糖体上； 胚胎细胞中：并不与胚胎细胞的多聚核糖体结合。 ②胚胎细胞特有蛋白质的mRNA 卵母细胞中：以不翻译的核糖核蛋白（RNP）形式存在； 胚胎细胞中：与多聚核糖体结合并翻译。 卵母细胞质中沉睡的mRNA如何突然获得了翻译的能力？ 卵源mRNA的翻译调控机制假说 掩蔽母源性mRNA假说 多聚腺苷酸尾巴假说 翻译效率假说 其他机制 大多数动物使用不止一种方法来调控其卵母细胞的翻译。最基本的问题是mRNA如何结合到多聚核糖体上。 1.掩蔽母源性mRNA假说 母源性mRNA在细胞中被一些蛋白质物理性地隐蔽起来，卵母细胞成熟后起隐蔽作用的蛋白质脱落而使mRNA能够被翻译。 2. poly(A)尾巴假说 poly（A）尾巴控制卵母细胞mRNA翻译的时间选择和翻译效率。 poly（A）的变化是由mRNA的3’末端UTR调控的。 3’末端UTR可以通过控制poly（A）“尾巴”的大小来调控卵母细胞mRNA的翻译效率。 ①那些用于卵母细胞生长和代谢的mRNA保留较长的poly（A）“尾巴”并且合成后立即翻译；到卵母细胞成熟时则去掉它们的poly（A）“尾巴”丧失翻译功能； ②那些贮藏在卵母细胞中的、在排卵时和受精后才翻译的mRNA，一般在进入细胞质时就立即去掉了它们poly（A）“尾巴”的大部分序列，仅保留15—90个腺苷酸残基。到卵母细胞成熟重新获得较长的poly（A）“尾巴”(150-600个腺苷酸)并被翻译。 3.翻译效率假说 卵母细胞中的蛋白质合成装置能够有效翻译任何mRNA，但是由于mRNA与核糖体之间被某些物理或化学因素隔离，使翻译不能进行。 引发因素：PH值，离子浓度等 4.其他假说 无帽mRNA：烟草天蛾卵母细胞中mRNA无5’甲基化帽结构，受精后迅速甲基化。 封存mRNA：蛋白合成装置或mRNA物理隔绝在一定的区域，无法互相靠近。 三、翻译调控与蛋白质合成的协调性 基因表达调控的一个重要作用是协调基因组不同区域的几个表达产物的产生。 发育中的红细胞合成血红蛋白时，必须保证α-珠蛋白链、β-珠蛋白链和血红素按照2：2：4的比例合成。 偏离这一比例的任何较大的偏差都会引起严重的疾病。 血红素分子调控血红蛋白各成分按比例合成的功能： 首光，血红素过多可负反馈抑制血红素合成。 其次，多余的血红素可刺激珠蛋白的产生。 四、翻译后的调控 一些新合成的未经进一步修饰的蛋白质是无活性的，这种修饰可能涉及蛋白质的某些抑制性片段的除去。 某些蛋白质可能被选择性地失活。 有些蛋白质必须被运送到细胞内特定的区域。 有些蛋白质需要与其他蛋白质装配成为功能单位。 所以遗传信息的表达必须受到翻译后水平的调控。 第三节 信号通路 概念 信号传导是细胞间通讯的主要形式，即由信号细胞产生信号分子，诱导靶细胞发生某种反应。 靶细胞通常通过特异性受体识别细胞外信号分子，并把细胞外信号转变为细胞内信号，引起细胞发生反应，这一过程称为信号传导。 参与早起胚胎发育的信号调节途径 TGFβ 信号途径 Wnt信号途径 Hedgehog [hed?h?g]信号途径 Notch信号途径 酪氨酸激酶受体途径 JAK-STAT信号途径 视黄酸途径 一、TGFβ信号途径 TGFβ：即转化生长因子β是一类分泌性的信号分子。 TGFβ超家族因子包括30多个成员，可分为TGFβ、BMP、Activin等亚类。 TGFβ家族因子在早期发育中起着关键作用： TGFβ l，2，3，5：参与了细胞外基质形成和细胞分裂的调节； BMP因子：在脊椎动物及果蝇的胚胎背-腹轴图示形成过程中具有重要作用； Nodal(属于BMP因子亚类)：在脊椎动物胚胎中胚层的图示形成及左-右轴的建立过程中起着关键作用。 一、TGFβ信号途径 TGFβ类分子是以前体形式合成的，需要经过加工才能成为有活性的成熟形式，其成熟单体之间通过二硫键形成二聚体。 TGFβ类配体（与受体专一性结合的分子）通过其受体复合体激活下游信号传递。 其受体具有丝氨酸／苏氨酸激酶活性，包括2个亚类，即I型和II型受体。 I型和II型受体均为