在高精度生物工程和合成生物学中，转录和转录后水平上基因表达的微调至关重要。这涉及对调节基因转录的启动子和终止子的详细理解和操作。

启动子控制基因表达的时间、位置和水平，而终止子则影响mRNA水平和各种转录后方面，如稳定性和翻译效率。目前的研究重点是剖析植物核心启动子和终止子的功能和特征，探索它们在基因表达调控中的作用。然而，在确定植物生物工程中有效转录的最佳启动子-终止子组合方面仍然存在重大挑战。

2023年7月，BioDesignResearch发表了一篇题为“高精度生物工程的植物启动子和终止子”的评论文章。

在这篇综述中，作者深入研究了植物核心启动子、近端和远端启动子以及终止子的复杂性，重点关注它们在调节基因表达中的作用和基准策略。在基因转录中至关重要的核心启动子在双子叶植物和单子叶植物之间存在差异，TATA-box、Inr和CCAAT-box等基序的分布和组成的差异就证明了这一点。

值得注意的是，TATA-box的存在显着影响核心启动子的强度。此外，GC中含量高的活性核心启动子中的核小体缺失区(NDR)表明核小体的动态性质，这对于转录机制的可及性至关重要。有趣的是，TATA盒或Inr元件的突变可以诱导核小体结构，阻碍表达。

这凸显了核心启动子染色质结构在基因表达中的重要性。该综述还涵盖了5'-UTR和前导内含子在基因表达中的重要作用。各种植物启动子的特征是其近端和远端区域有大量顺式调控元件，证明了工程合成启动子具有精确表达控制的潜力。

值得注意的是，启动子强度可以通过组合不同的顺式调控元件来调节，机器学习算法为预测合成启动子表达模式提供了有希望的途径。对转录终止和mRNA加工至关重要的终止子进行了深入研究。它们的复杂性，包括多个聚腺苷酸化信号和顺式终止元件，显着影响转基因表达水平。

研究表明，植物天然终止子在增强基因表达方面可以超过外源终止子。这篇综述还重点介绍了启动子和终止子在植物设计中的应用，强调了它们在转化、代谢工程、生物传感和基因组编辑中的关键作用。

启动子与终止子的组合是微调转基因表达的关键，多项研究表明启动子-终止子组合对基因表达的影响。最后，该综述强调需要对启动子和终止子进行全面分析和基准测试，以推进植物合成生物学。

总之，了解启动子和终止子的复杂性对于推进植物生物工程至关重要。RNA-seq和ATAC-seq等新型方法的持续整合有望增强顺式调控元件的发现和表征，从而实现植物合成生物学中的精确基因操作。

该综述强调了生物砖在异源系统中的背景功能的重要性，提倡将经验方法和微调方法相结合，以实现工厂设计中的预期结果。

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