新生物学:“信念”深刻影响基因表达和结构,深度精彩!(12)
2023-04-27 来源:飞速影视
感知控制基因的表达
为何我们需要激活基因来呢?是为了制造新的蛋白质支持细胞的各种行为。Njhout在文章如是陈述:“当细胞需要新的蛋白时, 启动基因表达程序的是环境信号,而非基因的自身属性。”听起来很复杂,让我们换个简单说法:“激活基因表达的是环境中的信号。”选中表达某个基因并非基因自己的选择,而是“对环境作出的回应”选择了要表达的基因。
所以如果你有个潜伏了35年的癌基因,你仍然活蹦乱跳的说著:“看,我没有癌症!”然后突然之间,癌症出现,那么我们到底该怪基因呢还是别的什么呢?罪魁祸首是环境信号!应该追究是什么环境因素促成那沉睡了35年基因的激活。哇...之前我们一直追究基因本身而现在我们应该集中追究真凶:环境中的信号源。
让我解释这是如何发生的。核内包括50%的蛋白质和50%的DNA。过去50年人们一直过于关注基因,为了研究DNA,他们找到细胞核,将它裂解以至暴露所有染色体,之后再将蛋白质和DNA分离并丢弃所有蛋白质。过去50年一直如此,而近几年大家突然发现一个问题:我们一直以来丢的是什么?答案是:把真正控制基因表达的成分丢了50年,只在单纯研究DNA。要知道在任何有机体中都没有所谓“纯粹的DNA”这种说法,DNA永远和蛋白质挂钩。那么蛋白质的功能是什么呢?蛋白质围绕DNA形成一个套筒,让我举个例子来说明我要表达的意思。假设我的手臂是表达“蓝色眼珠”性状的基因。DNA放回核内就等于我把袖子(代表蛋白套筒)放下来,挡住了手臂(DNA),现在就不能读取基因的信息。如果要读取基因的信息你需要干嘛?把袖子(蛋白套筒)卷起来!
问题是什么导致蛋白质构象发生改变来著?是环境的信号因子!信号分子使得蛋白质形状改变,并从DNA上松落(卷起袖子),我就能读取基因信息了。当信号因子脱离,蛋白结构重新变回,再次套住袖子。所以基因一直是静息状态,只是蛋白在与不在罢了。
记得Njhout文章里的话吗?“激活基因表达的是环境中的信号。”所以是环境信号介入并改变调节蛋白的构象,使蛋白套松落并暴露DNA,再接下来才能开始表达成蛋白质。所以真正占主导地位的是外环境,是环境在选择表达我们的基因而非基因本身。为了帮助理解,让我们回头看一看细胞的运作方式,激活顺序是:环境信号-受体蛋白-效应蛋白-二级信号-运作蛋白。假如细胞里缺乏需要的运作蛋白,但是我需要有蛋白对外界信号做出反应,那么我要进入核内并激活基因开始表达蛋白质。让我们看看将要发生什么,环境信号和受体结合,然后激活效应蛋白产生二级信号,当信号下来后找不到蛋白质,如果对环境信号做出反应的蛋白质没有了,我要做的是:让二级信号进入细胞核激活DNA。
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