细胞如何实现对大量基因的同时调控？？

横岗2020 2021-05-25 16:57

细胞很小，但是细胞内又有很多的亚细胞结构，整个细胞之中都是纵横交错的细胞骨架结构。尽管如此，细胞内部总体还是空荡荡的，其间游荡着的各种物质就包括调节基因表达的蛋白、受体、配体、非编码RNA等，这些物质对基因的调节就是“开发者_如何学编程此消彼长”的关系，那种调节功能占据上风，就会有相应的调节效果，相互之间相对还是独立的。

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_WB6****553 2021-05-25开发者_StackOverflow 16:59

细胞同时关闭大量基因表达的一个方式是将这些基因送到细胞核的边缘，远离细胞核中心地带的区域，从而使这些基因沉默。
这一过程的实现需要基于一定的DNA序列和一组特殊蛋白质的参与，具体过程是这样的：
细胞内的细胞核是个近似圆形的区域，其中充满了双链DNA，大部分都是呈悬浮状态，以便随时打开双链，被蛋白质剪切或修补，等等一系列操作。但位于细胞核边缘区域的DNA，尤其是靠近细胞核“围墙”区域的基因，将很容易被“围墙样”结构关闭，且可以一次性关闭多个基因。这层“围墙”属于一种灵活性的结构，它不仅能帮助细胞核维持其形状和给予细胞核一定的机械支持，而且对某些特定结构的DNA具有一定的“磁引力”，能够吸引它们粘附在这个薄层网络结构上，从而可以使那些蛋白质无法靠近它们，导致相应基因的关闭。
这种调控方式对很多细胞的发育是很有帮助的，因为每个细胞体内都有同一套的染色体，即同一套的遗传物质，但却最终可以发育成为各种不同类型的功能细胞，即从干细胞发育为功能细胞，在这一过程中，细胞就是依靠细胞核内的这层“围墙”结构来实现对大量基因的同时调控的。
这个结果是科学家们通过对比小鼠的未成熟的皮肤样胚胎干细胞和已成熟的免疫系统细胞来发现的，当对比到两类细胞中粘附在细胞核外围网状结构上的DNA片段时，他们发现这些片段相邻的基因在两类细胞中有了不同的应用方式，虽然粘附在网状结构上的DNA区域几乎是一成不变的，在DNA序列上并不存在偶尔与网状结构有关联的“灰色地带”。随后科学家们将这段与网状结构粘附的DNA区域切割下来，并分别插入几个测试细胞的染色体中后，他们发现这些被插入的片段能够结合一种YY1蛋白，而这种蛋白具有将周围DNA送至网状结构身边的能力。最终，他们发现了两类蛋白都与这一过程相关，一个是一种组蛋白，可参与基因的表观遗传调控；另一种就是这个YY1蛋白。

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