2024年4月12日发(作者：)

细胞核内的基因转录调控

生命的起源和演化，缘由于生物分子的不断自组装和相互作用，

构建成各种生物体系和功能模块。在这个过程中，基因成为了生

物学领域的核心和焦点，因为它直接操纵了生物体系的形态和特

质。基因是有遗传信息的DNA的一部分，DNA 转录后所得到的

RNA 是生物体现出生命活动的一种方式。正是在这个转录过程中，

基因转录调控才得以形成，使得细胞在不同的环境下能够表现出

多样的功能。

细胞是生命的基本单位，而几乎所有细胞都包含有细胞核，其

中主要包含有遗传信息和蛋白质的合成。细胞核内的染色质是

DNA及其相关蛋白质（如组蛋白）的组合体，相当于晶体中的螺

旋结构。在这样一个结构中，基因的转录必须经过复杂的调控过

程，才能够达到适当的时机，产生适合的RNA和蛋白质。

在细胞核内比较简单的细胞中，基因转录调控主要是通过翻译

因子或对应的启动子进行。启动子是与基因启动相关的DNA区域，

它可以通过转录因子（TFs）和共激活助因子的协同作用而完成基

因的激活。但在高级生物中，这种简单的调控已经无法胜任复杂

的基因转录工作。因此，在这种情况下，基因的转录调控变得复

杂，分子机制复杂，各种细胞核内蛋白质和转录调控因子都进入

了这个领域。

一个非常重要的因子是，染色质状态是随着基因转录的发生而

发生变化的。当前发现，这些差异性主要与基因组上的各种修饰

有关。一种常见的修饰是DNA甲基化，其结果是DNA片段中的

环胞嘧啶（CpG）位点被甲基化 – 一部分m6A甲基引发的催化反

应。这种修饰形式可以直接引起组蛋白的翻译性质的变化。例如，

对于组蛋白H3的信号修饰，可以通过组蛋白甲基转移酶的添加来

完成。除了组蛋白的修饰之外，还发现了一些新的修饰方式——

这些修饰方式通常涉及旁路修饰机制（例如orf155摄取淀粉酶和

沉默的siRNA）。例如，转录开始前或开始后的某些蛋白质修饰

物被认为是基因转录调控的信号源。

此外，还有许多核内转录调控因子来完成这种“信号转达”的或

是“直接绑定”的任务。这些核内转录调控因子直接或间接影响到

蛋白质中的特定功能区，并抑制或增强基因转录的产生。TF的基

本功能是定位水平和信号来源的转录因子发生相互作用，并协作

完成基因启动所必需的一系列逻辑活动。TFs主要激活或抑制特定

的基因转录，并在核转录起始位点周围形成复杂的使转录终止和

控制转录速率的网格。

总之，细胞核内基因转录调控是非常复杂的。其作为分子生物

学和肿瘤学等领域中最前沿的研究方向之一，已受到越来越多研

究人员的关注，也在全球范围内引起了广泛的兴趣。今后，我们

期待着这一领域更多深入的研究和发现，来增进我们对基因内转

录调控机制、细胞分化和发育、疾病的发生、基因治疗等领域的

更多了解。