基因沉默是指由於基因失活而使轉基因植株不能正常表達的現象,實系植物基因組抵抗外源基因侵入的基因免疫機制。已知有3種類型的基因沉默,即位置效應(positioneffect)造成的基因沉默、轉錄水平的基因沉默(transcriptionalgenesilencing)和轉錄後基因沉默(post-transcriptionalgenesilencing)。外源基因在基因組中的整合座位,對其表達有重要影響。外源基因若整合到甲基化程度高、轉錄活性低的異染色質上,常不能表達。若整合到甲基化程度低、轉錄活性高的常染色質上,其表達受兩側DNA序列的影響。例如,插入的外源基因與其兩側序列的GC含量不同,生物體可據以識別外源基因,激活了甲基化酶,使外源序列甲基化從而降低了轉錄活性。轉基因重複序列可造成轉錄水平的基因沉默。當外源基因的多複製整合到同一座位上,則形成正向或反向重複序列,複製數越多,基因沉默就越嚴重。這種外源基因失活現象被稱之為重複序列誘導的基因沉默(repeatinducedgenesilencing,RIGS),其原因可能是重複序列間異位同源配對,此種配對結構被甲基化酶識別,而使之甲基化,外源基因轉錄被抑制。重複序列間的配對還可能被異染色質化相關蛋白質所識別,而導致異染色質化。基因啟動子間同源序列相互作用引發的基因失活,被稱為反式失活(trans-inactivation),也是在轉錄水平的基因沉默。轉錄後基因沉默發生較多,此時外源基因雖然可以轉錄成mRNA,但不能積累,mRNA合成後即被降解,或者被相應的反義RNA或蛋白質所封閉,喪失了功能。當引入與植物內源基因同源或部分同源的外源基因表達結構時,不但外源基因未能高效表達,與之同源的內源DNA表達也受到抑制,因而這一現象亦稱為共抑制(co-suppression)。例如,Jacobs等(1997)用菸草的β-1,3葡聚糖酶基因轉化菸草,不但外源基因沒有表達,反而抑制了菸草本身的β-1,3葡聚糖酶基因表達。共抑制現象與反式失活雖然都與基因間的同源性有關,但前者引起基因沉默同源序列主要位於基因的編碼區而不在啟動子區。植物細胞中可能有一種RNA監測機制,當外源重複序列或同源基因表達了過量的mRNA後,啟動該機制,降解與外源基因同源的所有RNA。
基因沉默是指由於基因失活而使轉基因植株不能正常表達的現象,實系植物基因組抵抗外源基因侵入的基因免疫機制。已知有3種類型的基因沉默,即位置效應(positioneffect)造成的基因沉默、轉錄水平的基因沉默(transcriptionalgenesilencing)和轉錄後基因沉默(post-transcriptionalgenesilencing)。外源基因在基因組中的整合座位,對其表達有重要影響。外源基因若整合到甲基化程度高、轉錄活性低的異染色質上,常不能表達。若整合到甲基化程度低、轉錄活性高的常染色質上,其表達受兩側DNA序列的影響。例如,插入的外源基因與其兩側序列的GC含量不同,生物體可據以識別外源基因,激活了甲基化酶,使外源序列甲基化從而降低了轉錄活性。轉基因重複序列可造成轉錄水平的基因沉默。當外源基因的多複製整合到同一座位上,則形成正向或反向重複序列,複製數越多,基因沉默就越嚴重。這種外源基因失活現象被稱之為重複序列誘導的基因沉默(repeatinducedgenesilencing,RIGS),其原因可能是重複序列間異位同源配對,此種配對結構被甲基化酶識別,而使之甲基化,外源基因轉錄被抑制。重複序列間的配對還可能被異染色質化相關蛋白質所識別,而導致異染色質化。基因啟動子間同源序列相互作用引發的基因失活,被稱為反式失活(trans-inactivation),也是在轉錄水平的基因沉默。轉錄後基因沉默發生較多,此時外源基因雖然可以轉錄成mRNA,但不能積累,mRNA合成後即被降解,或者被相應的反義RNA或蛋白質所封閉,喪失了功能。當引入與植物內源基因同源或部分同源的外源基因表達結構時,不但外源基因未能高效表達,與之同源的內源DNA表達也受到抑制,因而這一現象亦稱為共抑制(co-suppression)。例如,Jacobs等(1997)用菸草的β-1,3葡聚糖酶基因轉化菸草,不但外源基因沒有表達,反而抑制了菸草本身的β-1,3葡聚糖酶基因表達。共抑制現象與反式失活雖然都與基因間的同源性有關,但前者引起基因沉默同源序列主要位於基因的編碼區而不在啟動子區。植物細胞中可能有一種RNA監測機制,當外源重複序列或同源基因表達了過量的mRNA後,啟動該機制,降解與外源基因同源的所有RNA。