美國生物學家在大腸桿菌上發(fā)現(xiàn)了新的基因調控機理,,在這種機理的作用下,,大腸桿菌在資源不足時會暫停自己的基因調控工作,,而當環(huán)境改善后,其基因調控功能將會恢復,。一種被稱為“6SRNA”的特殊分子在這一過程中起到了關鍵作用,,該分子能有效阻斷RNA聚合酶與啟動子序列結合,阻斷蛋白的表達,。這表明,,建立在DNA與RNA之間、控制RNA聚合酶的基因調控系統(tǒng),,是對“RNA世界”的一種回應。該研究成果發(fā)表在近期的《科學》雜志上,。
近年來,,RNA成為分子生物學領域一個非常熱門的研究方向。因為科學家發(fā)現(xiàn),,RNA在細胞的生命中起著重要作用,,而在10年前人們還認為,生命的基礎是蛋白質和DNA,,RNA只是發(fā)揮次要作用,。
在研究6SRNA的結構時,科研人員發(fā)現(xiàn),,該分子的大部分都形成了雙螺旋結構,,但中間包含了一段單鏈的RNA凸環(huán)結構,這個結構類似基因的啟動子上“開放性復合體”結構,,這意味著這些RNA分子可能會與啟動子競爭性結合RNA聚合酶(RNAP),。
進一步實驗表明,RNA聚合酶的確接受了存在于6SRNA上的核苷酸片段,,阻止RNA聚合酶與啟動子序列結合,,中斷了蛋白的表達。為了從這個故障中解脫出來,,RNA聚合酶開始以6SRNA為基合成6SRNA分子,,當合成的RNA片段達到20個核甙酸時,,這個片段開始與原來的6SRNA相互作用,進而與RNA聚合酶發(fā)生分離,。分離后的RNA聚合酶恢復了原有的功能,,仍然以DNA為基合成RNA,完成遺傳信息的轉錄,。
研究人員認為,,上述現(xiàn)象表明,在RNA上合成短鏈RNA時,,大腸桿菌的RNA聚合酶“回憶”起了自己早先的工作,,這是對“RNA世界”的一種回應。那時,,在RNA基礎上組成的生物,,已經(jīng)開始將DNA作為更可靠的遺傳信息存放庫來使用。在這個時期,,“RNA基因”與“DNA基因”已經(jīng)展開了控制RNA聚合酶的競賽,,這一競爭的發(fā)展過程,則是后來各種基因調控系統(tǒng)的基礎,。