分子生物学08-基因的表达调控(下)--真核生物-2010-12-22.ppt

第八章基因的表达与调控(下)真核基因表达调控的一般规律,真核生物的基因组真核生物基因表达调控的特点和种类真核生物DNA水平上的基因表达调控真核基因转录机器的主要组成蛋白质磷酸化对基因转录的调控蛋白质乙酰化、激素与热激蛋白对基因转录的调控其他水平上的表达调控,主要内容,研究基因调控的三个主要内容：诱发基因转录的信号。基因调控在哪一步(模板DNA的转录、mRNA的成熟或蛋白质合成)实现。不同水平基因调控的分子机制。,一、真核基因组结构特点,真核基因组结构庞大3109bp、染色质、核膜单顺反子基因不连续性断裂基因（interruptedgene）、内含子(intron)、外显子(exon)非编码区较多多于编码序列(9:1)含有大量重复序列,第一节真核生物的基因组,基因组很小，大多只有一条染色体结构简炼有操纵子结构。数个相关的结构基因串联在一起，受同一个调控区调节，合成多顺反子。（存在转录单元）有重叠基因只有一个复制起始点。,原核生物基因组结构特点:,二、真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异,试说明真核细胞与原核细胞在基因转录，翻译及DNA的空间结构方面存在的主要差异，表现在哪些方面？,在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。,真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分DNA是裸露的。,高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。,真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。,在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些调节区一般通过改变整个所控制基因5上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶的结合能力。在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。,真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。,许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程，才能顺利地翻译成蛋白质。,三、基本概念,（一）基因家族（genefamily),真核生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、功能相关的基因，将这些基因称为基因家族。,同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇(genecluster)。如rRNA、组蛋白基因等。,如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都属于基因家族,1、简单多基因家族简单多基因家族中的基因一般以串联方式前后相连。,TheeukaryoticribosomalDNArepeatingunit,2、复杂多基因家族,复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。现已发现存在不同形式的复杂多基因家族。,Organizationofhistonegenesintheanimalgenome,（二）断裂基因,基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为非编码序列所隔开，其中编码的序列称为外显子，非编码序列称内含子。,外显子(Exon)：真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。内含子(Intron)：真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪除而不翻译。,1、外显子与内含子的连接区,指外显子和内含子的交界或称边界序列，它有两个重要特征：内含子的两端序列之间没有广泛的同源性连接区序列很短，高度保守，是RNA剪接的信号序列5GTAG3,2、外显子与内含子的可变调控,组成型剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA。选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。,(三)假基因（pseudogene）,假基因是指基因组中与正常基因序列相似,但是缺乏功能的DNA序列。或基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。,1977年在爪蟾的5SrRNA基因系统中发现了假基因，以后在珠蛋白基因簇、免疫球蛋白基因簇以及组织相容性抗原基因簇中都发现有假基因，而且通常是散布于有活性的功能基因之间。关于假基因的来源一般认为是由mRNA反转录成cDNA，然后整合在基因组中。,一、真核生物基因表达调控的多级、多层次：,第二节真核生物基因表达调控的多级多层次调控,二、真核生物基因表达调控的特点1、RNA聚合酶2、多层次3、活性染色体结构变化：对核酸酶敏感、DNA拓扑结构变化等4、正性调节占主导5、转录与翻译间隔进行6、转录后修饰、加工,第三节真核生物DNA水平上的基因表达调控,基因丢失,基因扩增,基因重排,DNA甲基化状态与调控,染色体结构与调控,一、基因丢失：,在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。,二、基因扩增：,基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象。它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。如非洲爪蟾体细胞中rDNA的基因扩增是因发育需要而出现的基因扩增现象。(500拷贝200万拷贝（双线期）,基因组拷贝数增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。,将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达。（人血红蛋白基因表达也存在基因重排现象。）,三、基因重排：,四、DNA的甲基化与基因调控：,1、DNA的甲基化DNA的甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导基因的重新活化和表达。甲基化对转录的抑制强度与MeCP1(methylCpG-bindingprotein1)结合呈正相关。甲基化CpG的密度和启动子强度之间的平衡决定该启动子是否具有转录活性。DNA的甲基化可以提高该位点的突变频率。（如CT）,=O,=O,N,在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。CpG二核苷酸通常成串出现在DNA上，该区域称为CpG岛。,2、DNA甲基化抑制基因转录的机理,DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。,图8-14DNA甲基化对基因转录的抑制作用,第四节真核基因转录机器的主要组成,一、真核基因转录（一）真核基因结构,“基因”的分子生物学定义：是产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。,（二）顺式作用元件定义：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。例：启动子、增强子、沉默子等,（1）启动子：在DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。,核心启动子和上游启动子,（2）增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。,SV40的转录单元上发现，转录起始位点上游约200bp处有两段长72bp的正向重复序列。,增强子特点：,增强效应十分明显，一般能使基因转录频率增加10-200倍,增强效应与其位置和取向无关，不论增强子以什么方向排列（53或35），甚至和靶基因相距3kb，或在靶基因下游，均表现出增强效应；,大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T（G），该序列是产生增强效应时所必需的；,增强效应有严密的组织和细胞特异性，说明增强子只有与特定的蛋白质（转录因子）相互作用才能发挥其功能；,没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应；,许多增强子还受外部信号的调控，如金属硫蛋白的基因启动区上游所带的增强子，就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。,增强子作用机理：,（3）沉默子：某些基因含有负性调节元件沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。,（三）反式作用因子（trans-actingfactors）,1、定义：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。,如：TFD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1（GGGCGG）、HSF（热激蛋白启动区）,不同基因有不同的上游启动子元件组成，能与不同的转录因子结合，这些转录因子通过与基础的转录复合体影响转录的效率。能直接结合DNA序列的蛋白因子是少数的，但不同的蛋白因子间可以相互作用，因而多数转录因子是通过蛋白质-蛋白质间作用与DNA序列联系并影响转录效率的。转录因子之间或转录因子与DNA的结合都会引起构象的变化，从而影响转录的效率。,Transcriptionalactivatorproteinsfrequentlyconsistoftwomodulardomains:,作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：DNA结合域（DNAbindingdomain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成转录激活域（activatingdomain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类连接区，即连接上两个结构域的部分。,2、结构,DNA结合结构域：,螺旋-转折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）锌指结构（zincfinger）碱性-亮氨酸拉链（basic-leucinezipper,bZIP）碱性-螺旋-环-螺旋（basichelix/loop/helix，bHLH）,螺旋-转折-螺旋(识别或结合的顺式作用元件：CAAT、TATA等）,这一类蛋白质分子中有至少两个螺旋，中间由短侧链氨基酸残基形成“转折”，近竣基端的螺旋中氨基酸残基的替换会影响该蛋白质在DNA双螺旋大沟中的结合。,锌指结构,配位键,锌指（zincfinger）：一种常出现在DNA结合蛋白中的一种结构基元。是由一个含有大约30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cys或2个Cys和2个His配位的Zn构成，形成的结构像手指状。具有锌指结构的蛋白大多都是与基因表达的调控有关的功能蛋白。锌指环上的赖氨酸、精氨酸参与DNA的结合。,k,R,Cys2/Cys2锌指,Cys2/His2锌指,见于甾体激素受体,见于SP1，TFA等,碱性-亮氨酸拉链,亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。肽链氨基端2030个富含碱性氨基酸结构域与DNA结合。（如CAAT盒或增强子等）,这类蛋白质的DNA结合结构域实际是以碱性区和亮氨酸拉链结构域整体作为基础的。,碱性-螺旋-环-螺旋（如结合于增强子等区域）,具有DNA结合和形成蛋白质二聚体的功能，其主要特点是可形成一长一短两个双性-螺旋，螺旋之间由环状结构相连，其DNA结合功能是由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。,螺旋-环-螺旋与DNA结合模式图,CC,N,N,蛋白质磷酸化是指由蛋白质激酶催化的把ATP或GTP上位的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程。其逆转过程是由蛋白质磷酸酶催化的，称为蛋白质去磷酸化。,第五节蛋白质磷酸化对基因转录的调控,蛋白质磷酸化与去磷酸化过程是生物体内普遍存在的信息传导调节方式。被磷酸化的主要氨基酸残基：丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸。组氨酸和赖氨酸残基也可能被磷酸化。,真核细胞主要跨膜信号转导途径,补充1：受体与配体,受体（receptor）：是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合，起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。（位于细胞浆和细胞核中的受体称为胞内受体，它们全部为DNA结合蛋白。存在于细胞质膜上的受体则称为膜受体，它们绝大部分是镶嵌糖蛋白。）配体（ligand）：能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称为。,细胞间信息物质就是一类最常见的配体。除此以外，某些药物、维生素和毒物也可作为配体而发挥生物学作用。,补充2：受体（与配体结合）的特点高度专一性高度亲和力可饱和性可逆性特定的作用模式,补充3：跨膜信号转导的一般步骤,特定的细胞释放信息物质,信息物质经扩散或血循环到达靶细胞,与靶细胞的受体特异性结合,受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统,靶细胞产生生物学效应,一、受cAMP调控的A激酶A激酶（PKA）：即依赖cAMP的蛋白激酶，一种由环腺苷酸(cAMP)激活，催化将磷酸基从ATP转移至蛋白质的丝氨酸和苏氨酸残基上的蛋白激酶。,PKA全酶由4个亚基组成(R2C2）包括两个相同的调节亚基（R）和两个相同的催化亚基（C）。全酶的分子量为150-170kD。C亚基具有催化活性，R亚基具有调节功能，有两个cAMP结合位点。R亚基对C亚基具有抑制作用，所以，R和C聚合后的全酶（R2C2）无催化活性。R亚基与cAMP的结合导致C亚基解离并表现出催化活性。,补充：1、cAMP-A激酶信号传递途径:胞外信号物质(如激素)受体G蛋白腺苷酸环化酶蛋白激酶酶或功能蛋白生物学效应。例如：激素（肾上腺素或胰高血糖素）与其受体在肌肉细胞外表面相结合，诱发细胞质cAMP的合成并活化A激酶，再将活化磷酸基团传递给无活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最终将糖原磷酸化，进入糖酵解并提供ATP。,2、A激酶（PKA）的作用：（1）A激酶（PKA）对基因表达调节。例如，cAMP浓度升高可使某些基因表达量增加，这些基因转录调控区有共同的DNA序列，称为cAMP应答元件（CRE），转录因子称CRE结合蛋白能与CRE结合；C亚基还可催化CRE调节蛋白及转录因子磷酸化激活，促进基因转录表达。（2）A激酶（PKA）对代谢调节。PKA使物质代谢中关键酶磷酸化共价修饰，改变关键酶活性，可调节糖原代谢、脂肪动员等物质代谢过程。,二、C激酶与PIP2、IP3和DAGC激酶（PKC）：依赖于Ca2+的蛋白激酶。其分子量77KD，含737-872个氨基酸，C-末端是催化部位，N-末端是调节部位。磷酸肌醇级联放大的细胞内信使是磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）的两个酶解产物：肌醇1，4，5-三磷酸（IP3）和二酰基甘油（DAG）。由于IP3所引起的细胞质Ca2+浓度升高，导致C激酶从胞质转运到靠原生质膜内侧处，并被DAG和Ca2+的双重影响所激活。C激酶的活性也受磷脂酰丝氨酸的影响，原因是后者大大提高了C激酶对于Ca2+的亲和力，从而使得C激酶能被生理水平的Ca2+离子所活化。C激酶主要实施对丝氨酸、苏氨酸的磷酸化，它具有一个催化结构域和一个调节结域。,磷脂酶C（PLC-）,4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）,1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）,二酰基甘油（DAG）,三、CaM激酶及MAP激酶CaM激酶（CaM-kinase）：钙调蛋白激酶，是一类丝氨酸/苏氨酸激酶，仅应答于细胞内Ca2+水平。(钙调蛋白:是细胞内的重要调节蛋白,由一条多肽链组成,有4个结合位点,当胞浆内Ca2+增高,与其结合,其构象发生改变而激活Ca2+-CaM激酶.)MAP激酶（mitogen-activatedproteinkinase,MAP-kinase）：有丝分裂原激活蛋白激酶，其活性受许多外源细胞生长、分化因子的诱导，也受到酪氨酸蛋白激酶及G蛋白受体系统的调控。MAP-激酶的活性取决于该蛋白中仅有一个氨基酸之隔的酪氨酸、丝氨酸残基是否都被磷酸化。科学家把能同时催化这两个氨基酸残基磷酸化的酶称为MAP-激酶-激酶，它的反应底物是MAP激酶。MAP-激酶-激酶本身能被MAP-激酶-激酶-激酶所磷酸化激活，后者能同时被C激酶或酪氨酸激酶家族的Ras蛋白等激活，从而在信息传导中发挥功能。,四、酪氨酸蛋白激酶（Tyrosineproteinkinase，TPK)特异地催化蛋白质的酪氨酸残基磷酸化，蛋白质酪氨酸磷酸化在细胞生长，分化和转化的调节中起重要作用。例：经典的src激酶家族具有酪氨酸蛋白激酶活性的蛋白质，是连接许多细胞外和细胞内重要信号途径的膜结合开关分子。原癌基因c-src蛋白产物Src是一种酪氨酸蛋白激酶，它有三个基本结构域：从C-端至N-端依次为SH1、SH2，SH3。SHl结构域：具酪氨酸激酶活性；SH2结构域：能识别并结合含磷酸化酪氨酸的短序列；SH3结构域：通过脯氨酸和疏水性氨基酸残基与靶蛋白结合。,五、蛋白质磷酸化与细胞分裂调控,p21蛋白过量时，细胞分裂受阻：细胞通过p53及p21蛋白控制CDK（cyclin-dependentproteinkinase)活性，调控细胞分裂的进程。如果p21蛋白过量，大量细胞周期蛋白E-CDK2复合物与p21蛋白结合，使CDK2丧失磷酸化pRb蛋白的功能。没有被磷酸化的pRb蛋白与转录因子E2F结合并使后者不能激活一系列与DNA合成有关的酶，导致细胞无法由G1进入S，细胞分裂受阻。,第六节蛋白质乙酰化、激素与热激蛋白对基因转录的调控,一、蛋白质乙酰化对基因转录的调控1、组蛋白的乙酰化与去乙酰化（1）乙酰化与去乙酰化的修饰位点“尾巴”“尾巴”：核心组蛋白的朝向外部的N端部分。其修饰酶分别为组蛋白乙酰基转移酶（HAT）和去乙酰化酶（HDAC）。,（2）组蛋白的乙酰化与去乙酰化对基因转录的调控的影响组蛋白的乙酰化影响：组蛋白的乙酰化提高基因转录的活性。（组蛋白N端“尾巴”上赖氨酸残基的乙酰化中和了组蛋白尾巴的正电荷，降低了它与DNA的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质相结合的变化，从而提高基因转录的活性。）组蛋白的去乙酰化影响：组蛋白的去乙酰化，导致染色质结构发生不利于基因转录的变化，降低基因转录的活性。DNA甲基化可诱导组蛋白的去乙酰化作用，使靶基因转录受抑制。（P322：图8-42）,2、p53乙酰化对转录活性的影响p53蛋白是p53基因(位于人类17号染色体短臂)编码的一种肿瘤抑制因子，能参与多种信号通路,如细胞周期调控、DNA损伤修复、血管的生成与抑制以及细胞凋亡等调控。（p53蛋白的正常功能是调控细胞增殖，在白血病、骨肉瘤、肺癌和结直肠癌中有p53蛋白的突变和缺失。）,p53蛋白乙酰化对转录活性的影响:乙酰化使p53蛋白的DNA结合区域暴露，增强了DNA结合能力，从而促进靶基因转录。,Rb蛋白（视网膜母细胞瘤蛋白）是另一类肿瘤抑制因子，该蛋白主要与E2F类转录激活因子相互作用，抑制靶基因的转录活性。（原因之一：与E2F类转录激活因子相结合的Rb蛋白能进一步募集去乙酰化酶1（HDAC1），使这一类基因的启动子区发生特异性的去乙酰化反应，导致该区段染色质浓缩，靶基因转录活性消失。）,二、激素与热激蛋白对基因转录的调控1、激素对基因转录的调控激素由一类细胞分泌，然后将信号转移给另一类细胞。靶细胞具有大量的激素受体蛋白，通过激素与专一受体蛋白相互作用，导致三维结构甚至化学性质的变化，进一步控制基因转录的起始或关闭。如类固醇激素是脂溶性的，可以穿过细胞膜与被称作类固醇激素受体的转录因子相互作用。在没有类固醇激素存在的条件下，该受体与抑制蛋白结合，游离在细胞质中，对转录有阻抑作用。当类固醇激素与受体结合后，可以使受体从抑制蛋白上游离出来，然后受体二聚化，进而转移到细胞核中，转化为转录激活因子。,激素的作用机理：第一种方式：通过cAMP起作用。第二种方式：通过导致磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)而起作用。第三种方式：通过激素对受体中酪氨酸的磷酸化作用而起作用。第四种方式：通过基因形成特异的蛋白质而起作用。,2、热激蛋白对基因转录的调控(1)定义;热激蛋白：又称为热休克蛋白，是在高温诱导下迅速产生的一种蛋白质，在生物体细胞内含量特别丰富。热激蛋白的主要作用有：提高生物体的耐寒、耐热性；对生物体的一些疾病（如微粒子病、肿瘤等）有很好的治疗作用；在生物体内充当分子伴侣的角色，帮助肽链的折叠；由于其基因序列的高度保守性为生物分子进化研究提供了依据。(2)热激蛋白诱导的基因表达举例：受热后，果蝇细胞内hsp70mRNA水平提高1000倍,就是因为热激因子与hsp70基因TATA区上游60bp处的HSE结合,诱发转录起始.,第七节其他水平上的表达调控,一、RNA的加工成熟1、rRNA和tRNA的加工成熟（1）rRNA的加工成熟rRNA的加工方式：A、分子内切割；B、化学修饰真核生物分子切割：45S18S、28S、5.8S化学修饰：甲基化（原核主要是碱基甲基化；真核主要是核糖甲基化）（2）tRNA的加工成熟tRNA的初级转录产物在进入细胞质后，经过核苷修饰、剪接成成熟的tRNA（4S）。,2、mRNA的加工成熟（1）真核生物mRNA前体加工三过程:、在新生的mRNA前体5端加一个甲基化的帽子(鸟嘌呤核苷酸);、在3端加一个多聚腺苷酸的尾巴;、将mRNA前体内含子部分切去,将外显子连在一起,实现mRNA前体的拼接。选择性剪接或可变剪接:同一个mRNA前体分子通过不同的拼接途径产生不同的mRNA的过程。,（2）真核生物基因转录后加工的多样性:简单转录单位：这类基因只编码一个多肽，其原始转录产物有的不一定需要加工。A、组蛋白基因：没有内含子，不存在转录后加工问题，其mRNA3端没有多聚腺苷酸尾巴，但只有一个保守的回文序列作为转录终止信号。B、腺病毒蛋白、-干扰素和许多酵母蛋白基因：没有内含子，所编码的mRNA不需要剪接，但需要加多聚腺苷酸尾巴。C、-和-珠蛋白基因及许多细胞蛋白基因：具有内含子，需要进行mRNA剪接和加多聚腺苷酸尾巴。,复杂转录单位：编码组织和发育特异性蛋白质的基因，通过选择性剪接，切去部分内含子,连接外显子,产生不同的成熟mRNA。A、利用多个5端转录起始位点或剪接位点产生不同的蛋白质。下图说明肌球蛋白碱性轻链基因选用了不同的5转录起始位点及剪接不同外显子产生蛋白质异构体LCl和LC3的过程。,B、利用多个加polyA位点和不同的剪接方式产生不同的蛋白质。这类基因调控点在于有两个或多个加poly(A)位点，可通过不同的剪接方式得到不同的蛋白质。例如大鼠降钙素基因就是如此。,C、虽无剪接，但有多个转录起始位点或加polyA位点的基因，如二氢叶酸还原酶基因和酵母乙醇脱氢酶基因都具有不同的5端和polyA位点。,（3）mRNA有效性的调控真核生物能否及时、长时间利用成熟的mRNA翻译出蛋白质，与mRNA的稳定性相关。（3poly（A）和5帽子结构）原核生物mRNA的半衰期平均大约3min。高等真核生物迅速生长的细胞中mRNA的半衰期平均约为3h。在高度分化的终端细胞中许多mRNA极其稳定，有的寿命长达十几天，加上强启动子的多次转录，使一些终端细胞特有的蛋白质合成达到惊人的水平。,二、翻译水平调控1、mRNA的稳定性与基因表达调控（1）在高等真核生物中转运铁蛋白受体（TfR）和铁蛋白负责铁吸收和铁解毒。这两个mRNA上存在相似的顺式作用元件铁应答元件(ironresponsiveelement，IRE)，IRE与IRE结合蛋白(IREBP)相互作用控制了这两个mRNA的翻译效率。当细胞处于缺铁或高铁水平时，能产生两个数量级的蛋白水平差异，却没有在mRNA水平上发现存在显著差异。,研究表明，位于5非翻译区的IRE控制了铁蛋白mRNA的翻译效率，去掉这个非翻译区IRE，可造成铁蛋白的永久性高水平翻译。当细胞缺铁时，IREBP与IRE具有高亲和力，两者的结合有效地阻止了铁蛋白mRNA的翻译。与此同时，TfRmRNA上3非翻译区中的IRE也与IREBP特异结合，有效地阻止TfRmRNA的降解，促进TfR蛋白的合成。,（2）催乳素能明显延缓酪蛋白(casein)mRNA的降解。不加入催乳素时，体系中的酪蛋白mRNA在1小时内降解50%，而加入催乳素后40小时，酪蛋白mRNA才降解50。这就是说，催乳素能调节酪蛋白mRNA有更多机会进行翻译，产生更多的酪蛋白。,2、可溶性蛋白因子的修饰与翻译起始调控,许多可溶性蛋白因子(起始因子)，对蛋白质合成的起始有着重要的作用，对这些因子的修饰会影响翻译起始。例如：eIF-2磷酸化对翻译起始的影响:用兔网织红细胞粗提液研究蛋白质合成时发现，如果不向这一体系中添加氯高铁血红素，几分钟之内蛋白质合成活性急剧下降，直到完全消失。这是由于没有氯高铁血红素存在时，网织红细胞粗提液中的蛋白质合成抑制剂会被活化，从而抑制蛋白质合成。,抑制剂（HCI）是eIF-2的激酶，可以使eIF-2的亚基磷酸化，从而由活性型变成非活性型。氯高铁血红素能够阻断HCI的活化过程。eIF-2的亚基磷酸化以