病毒基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯(連載二)

我讀博士一年級的時(shí)候,和劉文華老師同在紅島實(shí)驗(yàn)室做課題。關(guān)于一個(gè)轉(zhuǎn)錄的話題,至今令我難忘。人都是這樣,當(dāng)受到別人知識恩惠的時(shí)候,總是難忘。

按照我在大學(xué)里學(xué)到的《生物化學(xué)》常識,典型的真核RNA轉(zhuǎn)錄是如下過程:RNA聚合酶結(jié)合到雙鏈DNA,雙鏈打開,聚合酶沿著5’端向3’端(生成鏈方向)滑動,生成單鏈RNA,直至遇到轉(zhuǎn)錄終止信號,合成的RNA脫離下來,完成加帽(實(shí)質(zhì)上,加帽是在RNA剛合成的時(shí)候就已經(jīng)完成了),polyA化,內(nèi)含子剪切。整個(gè)過程叫做轉(zhuǎn)錄!我之所以記得這么牢固,是因?yàn)榇髮W(xué)的《生物化學(xué)》掛掉了,由于要補(bǔ)考,我就比其他同學(xué)多學(xué)了一遍《生化》,自然記得牢固。也感謝萊農(nóng)生科院的易老師,讓我掛掉《生化》,才使我對這門課程(包括《分子生物學(xué)》)有足夠的敬畏之心。

???? 嘮叨這么多,還沒切入正題。在博士一年級之前,我一直認(rèn)為,只有從DNA到mRNA,才叫轉(zhuǎn)錄。但和劉文華老師在同一實(shí)驗(yàn)室工作的時(shí)候,她就告訴我,從RNA到mRNA也叫轉(zhuǎn)錄。這件事,我記憶猶新。

好吧,好吧,回歸正題吧。今天我想和大家聊聊病毒的轉(zhuǎn)錄。病毒的轉(zhuǎn)錄從宿主種類來分,有兩種,一是原核轉(zhuǎn)錄,例如在依賴于原核細(xì)胞的病毒轉(zhuǎn)錄;二是真核轉(zhuǎn)錄,例如依賴于真核細(xì)胞的病毒轉(zhuǎn)錄。第一種情況,我就不聊了,因?yàn)樵宿D(zhuǎn)錄比較簡單。第二種情況就比較復(fù)雜:因?yàn)橛蠨NA→mRNA和RNA-mRNA兩種情況。第一種情況,尤其是雙鏈DNA→mRNA,和我文章開場白講的差不多。關(guān)鍵是第二種情況,RNA-mRNA就比較有意思了。

一個(gè)典型RNA-mRNA轉(zhuǎn)錄的例子就是副粘病毒的轉(zhuǎn)錄。以麻疹病毒為例,該病毒是單股負(fù)鏈RNA病毒,從3’端到5’端的基因分布為:N, P, M, F, H, L。L是RNA依賴性RNA聚合酶(RdRp)。該酶首先結(jié)合到病毒基因組的3’端,然后沿著5’端向3’端(生成鏈方向)滑動,連續(xù)轉(zhuǎn)錄N, P, M, F, H, L六類mRNA。有趣的是,RdRp有個(gè)特性,越滑動,就越容易從基因組模板中脫落下來。那么這就導(dǎo)致了六類mRNA的含量不一樣,呈一個(gè)梯度式(N, P, M, F, H, L)下降的趨勢,最終導(dǎo)致麻疹病毒的蛋白含量也呈一個(gè)梯度式下降的趨勢。這就是RNA-mRNA轉(zhuǎn)錄最好玩的一個(gè)例子。但,具體分子機(jī)制較為復(fù)雜,大家感興趣可以搜優(yōu)秀的論文閱讀,在此不展開討論。

請學(xué)好《生物化學(xué)》(或《分子生物學(xué)》)吧,也請珍惜給你授課的《生物化學(xué)》(或《分子生物學(xué)》)老師吧。因?yàn)檫@門課程太重要了,簡直就是生命科學(xué)之母。

改天再聊!2020-03-16

F. Liu

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