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5.基因調控的立體化
粗略地講，如果我們把決定一條蛋白質的DNA片段叫做一個基因，那麽在從DNA到蛋白質這一過程中的任何調控行為都可以看作是基因表達的調控。它至少可以分為這幾個層次，轉錄前、轉錄、轉錄後、翻譯、翻譯後，構成了基因調控的立體化圖象。轉錄水平的調控我們已經了解到，讓我們來看看其他水平的調控。
5.1回文結構、重複順序與基因擴增在世界上各種語言文化，都會有有趣的回複詩、對話或對聯。如英語中，據《聖經》記載，亞當見到夏娃時的第一句話就是：“Madam，I′Adam(夫人，我是亞當)”。這就是個回文句子：“madamImadam”，倒讀順讀都是一樣的。我國文化中的回文詩和對聯更多，如一個寺廟的上聯是“人過大佛寺寺佛大過人”，這就是回文結構。
在DNA結構中普遍存在著起調控作用的回文結構，如TATAT。DNA轉錄終止區具有回文結構，可以發出轉錄終止的信號。DNA複製起點也有回文結構，以利於複製時被識別。
除了回文結構，在細胞中大約含有30%的重複順序。我們在抄寫文章時經常會見到個別詞或句子抄重的現象，在基因組中也有這樣的現象，DNA重複一個“句子”(被重複的核苷酸順序單位較多)時，這個句子重複大約幾次到幾十次之間，這就是中度重複順序；但如果是重複一個詞(通常是一個核苷酸或兩個核苷酸)則可以重複千次以上，這就是高度重複順序。在我們的腦海中，雖然基因組的結構偶爾發生變化，如交換、轉座子等，但其DNA的總量還是恒定的。現在看來，這種觀念也要發生改變了，實際上，基因組也會發生變化，如刪除一些DNA(基因刪除)等，不過這都是小變化。在真菌(我們食用的蘑菇)中，發生一種準性生殖過程：細胞在進行雜交之後，兩套染色體會逐漸一條條丟失，最後隻剩下一套染色體。基因變化饒有興趣的現象是基因擴增，在一些脊推動物和昆蟲的卵母細胞(卵細胞前體細胞)，轉錄rRNA的基因(DNA)會大量擴增，數目由1500個劇增到2×106個；而當胚胎發育開始後，這些DNA又因失去需要而漸漸消失。
5.2基因斷裂，內含子和外顯子轉錄後調節有趣的現象所謂“斷裂基因”。1977年，在美國冷泉港學術會議上，有兩位科學家羅伯茨和夏普報告了他們發現的“斷裂基因”。
我們知道，RNA是以DNA有意義鏈按堿基互補配對原則轉錄的，如果讓RNA和這段有意義鏈混和，它們就會形成互補配對的雙鏈，這叫DNA-RNA雜交分子。羅伯茨和夏普各自發現的現象是，雜交分子中，DNA似乎比RNA長得多，所以每隔一段距離有一段DNA小環，這段環狀DNA無法與RNA配對形成雙鏈，它是單鏈的。如果決定RNA的單鏈DNA是一個基因的話，那麽這個基因好像在轉錄時中間斷裂了幾截沒有轉錄。因此被叫做斷裂基因。
怎樣解釋這種現象呢？我們很容易想到兩種方案。第一個方案是，RNA轉錄時跳過了呈環狀的那些DNA片段。這是當時大家都想到的一種方案。
第二個方案，DNA全部轉錄為RNA，然後切除與環狀部分DNA對應的部分。
夏普證明是第二個方案，這出乎於人們的預料。從前體RNA到成熟RNA的過程叫做RNA剪接。斷裂基因就是外顯子被內含子所隔斷。
我們在第三章中已經提到，切赫和奧爾特曼就是在研究斷裂基因的RNA剪接時發現酶性RNA而獲得了1989年諾貝爾化學獎的。
而羅伯茨和夏普在1993年才獲得諾貝爾生理醫學獎。有一個傳聞，羅伯茨在領取諾貝爾獎時，一名記者拿了一根長繩作DNA，拿一根短繩作RNA，叫羅伯茨演示RNA-DNA雜交分子，羅伯茨很快就作出了演示。應該指出的是，羅伯茨在冷泉港宣讀的論文第一作者是來自中國的博士周芷女士，遺憾的是，她的名字沒有列上獲獎者名單(根據諾貝爾的遺囑，獲獎人數不超過三人)，這是耐人尋味的！
5.3信息體反義RNA和翻譯阻遏一般而言，mRNA的壽命很短，少則幾分鍾，長則幾個小時。可是，在高等植物的種子和動物的卵細胞中，mR-NA的壽命極長。如遼寧普蘭店出土的蓮實在1700年以後仍能萌發，這種mRNA叫做長壽命mRNA，亦稱預存mR-NA。
長壽命mRNA原來是與蛋白質結合在一起的，形成了非常穩定的結構，叫信息體。長壽命mRNA通常結合有一段反義RNA，可以保持它的穩定。
我們知道，mRNA是單鏈，而不是雙鏈，之所以是單鏈，是因為DNA雙鏈隻有一條鏈轉錄(不對稱轉錄)。但是如果另一條鏈也能轉錄一段不長的RNA，那麽這段RNA
就會與mRNA形成互補鏈，這段RNA就叫做反義RNA(與mRNA的“意義”相反)
1983年，米竹羅、西門斯和克萊克勒同時發現反義RNA能夠阻遏翻譯。反義RNA結合到mRNA的起始部位，這樣mRNA就不能與核糖體結合，也就不能開始翻譯。
核糖體是由rRNA與蛋白質結合形成的，rRNA和蛋白質的結合是有一定比例的，如果蛋白質比rRNA有過剩，
這些過剩的蛋白質就會與mRNA結合從而阻止翻譯，這就叫做翻譯阻遏。
5.1回文結構、重複順序與基因擴增在世界上各種語言文化，都會有有趣的回複詩、對話或對聯。如英語中，據《聖經》記載，亞當見到夏娃時的第一句話就是：“Madam，I′Adam(夫人，我是亞當)”。這就是個回文句子：“madamImadam”，倒讀順讀都是一樣的。我國文化中的回文詩和對聯更多，如一個寺廟的上聯是“人過大佛寺寺佛大過人”，這就是回文結構。
在DNA結構中普遍存在著起調控作用的回文結構，如TATAT。DNA轉錄終止區具有回文結構，可以發出轉錄終止的信號。DNA複製起點也有回文結構，以利於複製時被識別。
除了回文結構，在細胞中大約含有30%的重複順序。我們在抄寫文章時經常會見到個別詞或句子抄重的現象，在基因組中也有這樣的現象，DNA重複一個“句子”(被重複的核苷酸順序單位較多)時，這個句子重複大約幾次到幾十次之間，這就是中度重複順序；但如果是重複一個詞(通常是一個核苷酸或兩個核苷酸)則可以重複千次以上，這就是高度重複順序。在我們的腦海中，雖然基因組的結構偶爾發生變化，如交換、轉座子等，但其DNA的總量還是恒定的。現在看來，這種觀念也要發生改變了，實際上，基因組也會發生變化，如刪除一些DNA(基因刪除)等，不過這都是小變化。在真菌(我們食用的蘑菇)中，發生一種準性生殖過程：細胞在進行雜交之後，兩套染色體會逐漸一條條丟失，最後隻剩下一套染色體。基因變化饒有興趣的現象是基因擴增，在一些脊推動物和昆蟲的卵母細胞(卵細胞前體細胞)，轉錄rRNA的基因(DNA)會大量擴增，數目由1500個劇增到2×106個；而當胚胎發育開始後，這些DNA又因失去需要而漸漸消失。
5.2基因斷裂，內含子和外顯子轉錄後調節有趣的現象所謂“斷裂基因”。1977年，在美國冷泉港學術會議上，有兩位科學家羅伯茨和夏普報告了他們發現的“斷裂基因”。
我們知道，RNA是以DNA有意義鏈按堿基互補配對原則轉錄的，如果讓RNA和這段有意義鏈混和，它們就會形成互補配對的雙鏈，這叫DNA-RNA雜交分子。羅伯茨和夏普各自發現的現象是，雜交分子中，DNA似乎比RNA長得多，所以每隔一段距離有一段DNA小環，這段環狀DNA無法與RNA配對形成雙鏈，它是單鏈的。如果決定RNA的單鏈DNA是一個基因的話，那麽這個基因好像在轉錄時中間斷裂了幾截沒有轉錄。因此被叫做斷裂基因。
怎樣解釋這種現象呢？我們很容易想到兩種方案。第一個方案是，RNA轉錄時跳過了呈環狀的那些DNA片段。這是當時大家都想到的一種方案。
第二個方案，DNA全部轉錄為RNA，然後切除與環狀部分DNA對應的部分。
夏普證明是第二個方案，這出乎於人們的預料。從前體RNA到成熟RNA的過程叫做RNA剪接。斷裂基因就是外顯子被內含子所隔斷。
我們在第三章中已經提到，切赫和奧爾特曼就是在研究斷裂基因的RNA剪接時發現酶性RNA而獲得了1989年諾貝爾化學獎的。
而羅伯茨和夏普在1993年才獲得諾貝爾生理醫學獎。有一個傳聞，羅伯茨在領取諾貝爾獎時，一名記者拿了一根長繩作DNA，拿一根短繩作RNA，叫羅伯茨演示RNA-DNA雜交分子，羅伯茨很快就作出了演示。應該指出的是，羅伯茨在冷泉港宣讀的論文第一作者是來自中國的博士周芷女士，遺憾的是，她的名字沒有列上獲獎者名單(根據諾貝爾的遺囑，獲獎人數不超過三人)，這是耐人尋味的！
5.3信息體反義RNA和翻譯阻遏一般而言，mRNA的壽命很短，少則幾分鍾，長則幾個小時。可是，在高等植物的種子和動物的卵細胞中，mR-NA的壽命極長。如遼寧普蘭店出土的蓮實在1700年以後仍能萌發，這種mRNA叫做長壽命mRNA，亦稱預存mR-NA。
長壽命mRNA原來是與蛋白質結合在一起的，形成了非常穩定的結構，叫信息體。長壽命mRNA通常結合有一段反義RNA，可以保持它的穩定。
我們知道，mRNA是單鏈，而不是雙鏈，之所以是單鏈，是因為DNA雙鏈隻有一條鏈轉錄(不對稱轉錄)。但是如果另一條鏈也能轉錄一段不長的RNA，那麽這段RNA
就會與mRNA形成互補鏈，這段RNA就叫做反義RNA(與mRNA的“意義”相反)
1983年，米竹羅、西門斯和克萊克勒同時發現反義RNA能夠阻遏翻譯。反義RNA結合到mRNA的起始部位，這樣mRNA就不能與核糖體結合，也就不能開始翻譯。
核糖體是由rRNA與蛋白質結合形成的，rRNA和蛋白質的結合是有一定比例的，如果蛋白質比rRNA有過剩，
這些過剩的蛋白質就會與mRNA結合從而阻止翻譯，這就叫做翻譯阻遏。
