核糖開關

生物核糖開關（Riboswitch）是2002年在細菌中作為一種基於RNA的胞內維生素衍感測器而被發現的。在最近的十年里，發現天然存在的RNA感測元件能與一系列小分子代謝物和鐵離子結合併對轉錄、翻譯、剪下、RNA穩定性實施調控作用。廣泛的生化、結構和遺傳學研究已建立了核糖開關在所有三大生命王國中發揮功能的基本原理，並對開發抗生素、設計新型分子感測器、以及將核糖開關整合進合成迴路具有重要的指導意義。

基本介紹

• 中文名：核糖開關
• 外文名：Riboswitch
• 調控範圍：轉錄、翻譯、剪下、mRNA穩定性

簡介

核糖開關（riboswitches）指的是mRNA一些非編碼區的序列摺疊成一定的構象，這些構象的改變應答於體內的一些代謝分子，從而通過這些構象的改變達到調節mRNA轉錄的目的。

結構

核糖開關主要由兩部分組成，分別是感受外界配體的適體域（aptamer domain AD）和調控基因表達的結構域-表達平台（expression platform EP），兩部分的作用機理可簡單敘述為，配體同適體域特異性地結合，引起適體域構象的變化，從而影響到表達平台構象的變化，進而調控基因的表達。

調控機制

1：轉錄水平的調控 ：主要是控制終止子和抗終止子的形成，達到調控的目的

2：翻譯水平的調控：控制剪下功能

舉例

在革蘭氏陽性菌中，6-磷酸-葡糖胺（GlcN6P）的結合誘導glmS核糖開關型核酶在5’-UTR內的裂解，所形成片段的5’-OH刺激RNaseJ降解其下游的全mRNA鏈。由此造成基因翻譯的6-磷酸-葡糖胺抑制效應。

特徵

核糖開關並非總是作為單個調控單位發揮功能，有時整個核糖開關或者兩個感測結構域會彼此相鄰排列。例如，很多甘氨酸核糖開關由兩個甘氨酸感測器組成，兩者為一端短小的連線臂隔開，而且還能與第三者相互作用。此外，具有不同特徵的核糖開關串聯在一起的意義是很明顯的：僅當兩種適配性化合物同時共存於一個細胞中時，這種串聯型核糖開關才會調節基因的表達，因此屬於一種雙輸入的邏輯門控開關。