基因调控与表观遗传
基因表达(gene expression)
/ JEEN ex-PRESH-un /
想象一座巨大的厨房,每位厨师都拥有同一本厚重的菜谱,但在某一天里,每位厨师只做其中的几道菜——早餐厨师做煎饼,甜点厨师做蛋糕,尽管两人都能读到每一页。基因表达就是细胞版的“选择今天做哪几道菜”。细胞拥有它全部的基因,但在任一时刻只真正“使用”其中的一部分,把它们的指令变成真实工作的分子。
准确地说,基因表达是把一个基因里的信息取出来、并据此制造出一个有功能的产物(通常是一种蛋白质)的过程。它分步骤进行:基因的 DNA 被抄写成信使 RNA(转录),这条 RNA 再被读取来组装蛋白质(翻译)。当这一切正在发生时,就说这个基因被“表达”或处于“开启”状态;不发生时则是“沉默”或“关闭”。细胞在每一个环节都控制着表达,所以一个基因可以被微弱地低语,也可以被大声地呐喊,全看需要。
这之所以重要,是因为让细胞表现出行为的,是表达本身,而不是原始的 DNA。肌肉细胞和神经细胞携带着相同的基因组,行为却截然不同,正因为它们表达着不同的一组基因。表达也时时刻刻在变:当你进食时,肝细胞会加大处理糖分的那些基因。一种常见的混淆是把“拥有某个基因”等同于“表现出某个性状”——但一个你携带却从不表达的基因不会产生任何效果,这正是为什么调控是基因组实际运作的核心。
你的皮肤细胞和胰腺细胞都携带着胰岛素基因,但只有胰腺里的 β 细胞表达它——这就是为什么尽管这个基因到处都有,胰岛素却只在那里制造、别处没有。
同一个基因到处都有,却只在一处被表达。
表达不是全有或全无:一个基因可以被调高或调低到许多不同的水平,而“多少”往往和“是否”一样重要。
又称
另见