SD序列
定义与发现编辑本段
SD序列(Shine-Dalgarno sequence)是原核生物mRNA中用于结合核糖体的一段短序列。1974年,J. Shine和L. Dalgarno在细菌mRNA起始密码子AUG上游约10个碱基处发现了一段富含嘌呤的序列,该序列能与细菌16S rRNA 3'端互补配对,从而帮助核糖体从起始AUG处开始翻译,故命名为SD序列。 ADFASDFAF23RQ23R
位置与特征编辑本段
在细菌mRNA中,SD序列一般位于起始密码子AUG上游5~10个碱基处,典型序列为5'…AGGAGG…3'。该序列与16S rRNA 3'端的3'…UCCUCC…5'区段完全互补。SD序列的碱基组成、与起始密码子的距离以及其与16S rRNA互补的程度,均强烈影响翻译起始的效率。不同基因的mRNA具有不同的SD序列,它们与16S rRNA的结合能力不同,从而调控翻译起始复合物形成的数目,最终控制翻译速度。
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生物学功能编辑本段
SD序列的主要功能是作为核糖体结合位点,使mRNA与核糖体30S小亚基正确结合,确保翻译从正确的起始密码子开始。在肽链形成过程中,SD序列在第一个肽键形成前稳定核糖体-mRNA的相互作用,而一旦肽链形成,SD序列即被释放,核糖体沿mRNA滑动进行翻译延伸。 ADSFAEQWER353423413434
调控作用编辑本段
SD序列的强弱与基因表达水平密切相关。通过自洽聚类方法,可将大肠杆菌蛋白质编码基因的SD序列分为强、中、弱三类。强SD序列的最偏好模式为AAGGA,弱SD序列的最偏好模式为GGAGG。同一模式距起始密码子的距离不同时,调控作用也不同。例如,GGAG模式中的A在强SD序列中位于-8位点,而在弱SD序列中位于-7和-9位点。平均而言,各SD序列的-9位点碱基G出现概率最大。SD序列越强,基因表达水平越高;SD序列越弱,基因表达水平越低。 ADFASDFAF23RQ23R
在基因工程中的应用编辑本段
SD序列是原核表达载体构建中的重要元件。多数载体启动子下游含有SD序列,但也有些载体不含,适用于自带SD序列的基因表达。通过优化SD序列的序列和位置,可显著提高外源基因在原核宿主中的表达效率。 ADFASDFAF23RQ23R
与反义RNA的关系编辑本段
反义RNA可通过与mRNA的SD序列互补结合,抑制翻译起始。在原核生物中,针对SD序列及其附近区域的反义RNA通常更有效。反义RNA的设计需避免自身互补的二级结构,且不应含有AUG或开放阅读框。此外,可将核酶(ribozyme)结构连在反义RNA的3'端,用于切割靶mRNA。反义RNA技术已应用于抗病毒感染、癌基因功能研究及肿瘤基因治疗等领域。
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相关序列:Kozak序列编辑本段
Kozak序列是真核生物中起始密码子ATG周围的保守序列,典型为GCCACCATGG或GCCATGATGG,其中-3位的A对翻译效率至关重要。该序列由Marilyn Kozak于1984年报道,用于优化真核表达载体的翻译起始。 ADFASDFAF23RQ23R
参考资料编辑本段
- Shine J, Dalgarno L. The 3′-terminal sequence of Escherichia coli 16S ribosomal RNA: complementarity to nonsense triplets and ribosome binding sites. Proc Natl Acad Sci U S A. 1974;71(4):1342-1346.
- Kozak M. Compilation and analysis of sequences upstream from the translational start site in eukaryotic mRNAs. Nucleic Acids Res. 1984;12(2):857-872.
- Chen H, Bjerknes M, Kumar R, et al. Determination of the optimal aligned spacing between the Shine-Dalgarno sequence and the translation initiation codon of Escherichia coli mRNAs. Nucleic Acids Res. 1994;22(23):4953-4957.
- Ma J, Campbell A, Karlin S. Correlations between Shine-Dalgarno sequences and gene features such as predicted expression levels and operon structures. J Bacteriol. 2002;184(20):5733-5745.
- 李霞, 陈润生. 原核生物SD序列与翻译起始效率的关系. 生物化学与生物物理进展. 2003;30(3):398-403.
- 王金发. 基因工程原理. 第2版. 北京: 科学出版社; 2002.
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