5.15
确定基因组中被转录并翻译成蛋白质的区域,是理解基因组及其表达的关键步骤。
这一目标通过一种称为核糖体谱分析(ribosome profiling)的技术实现,该技术也被称为核糖体测序(ribo-seq)。该方法可定位核糖体在mRNA上的位置,并鉴定出正在被主动翻译成蛋白质的mRNA分子。
为了分离RNA,首先需要裂解细胞以获取其中的分子。随后用RNase处理裂解液,这些酶会降解未被核糖体覆盖的mRNA,仅留下受保护的mRNA片段。
核糖体保护的片段随后通过蔗糖梯度离心与未受保护的、被切割的片段分离。
随后,核糖体从 mRNA 片段上被移除,再通过逆转录酶进行 RT-PCR,将 RNA 转化为 DNA。
接下来,对 DNA 进行测序并比对到参考基因组上,从而确定核糖体在每条 mRNA 上的精确位置。
核糖体谱分析还有助于识别尚未被发现的开放阅读框(ORF)。开放阅读框是指位于起始密码子与终止密码子之间、可被翻译为蛋白质的DNA区域。发现开放阅读框有助于新基因的鉴定。
以哺乳动物细胞系中基因表达模式的研究为例。实验步骤包括将细胞暴露于可能激活基因表达并启动mRNA合成的刺激因素中。
通过核糖体谱分析来鉴定正在被积极翻译的 mRNA。
本实验表明,基因B正在被翻译,而基因A和基因C则没有被翻译。
它还显示基因组中存在另一个长度约为一百个核苷酸的小区域正在被积极翻译。
该未被识别的区域是一个开放阅读框,可能编码一种由实验刺激上调的新型蛋白质。
核糖体分析或核糖测序是一种深度测序技术,可生成细胞中活跃翻译的快照。 它选择性地对受核糖体保护的 mRNA 进行测序,以深入了解细胞在任何给定时间点的翻译情况。
核糖体分析的应用
核糖体分析有许多应用,包括体内监测特定器官或组织类型内的翻译以及量化新的蛋白合成水平。
该技术有助于识别翻译的开放阅读框…