基因表达调控

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一、名词解释

1.基因表达geneexpression2.管家基因housekeepinggene3.乳糖操纵子lacoperon4.顺式作用元件cis-actingelement5.反式作用因子trans-actingfactor6.单顺反子monocistron

二、问答题

1.简述基因表达的规律及方式。2.简述乳糖操纵子的结构及调控原理。3.转录激活调节的基本要素是什么?4.真核基因表达调控的特点是什么?5.简述真核基因启动子、增强子及转录因子的概念、结构和功能。6.RNAi是在什么水平上对基因表达进行调控的?

参考答案

一、名词解释

1.基因表达geneexpression基因表达就是基因转录及翻译的过程,即生成具有生物学功能产物的过程。2.管家基因housekeepinggene某些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少的。这类基因在--个生物个体的几乎所有细胞中持续表达,称为管家基因。

3.乳糖操纵子lacoperon大肠杆菌中与乳糖代谢功能相关的基因成簇地串联在一起共同组成一个转录单位即乳糖操纵子,包括:Z、Y及A三个结构基因,一个操纵序列O,一个启动序列Р及一个调节基因I。4.顺式作用元件cis-actingelement指可影响自身基因表达活性的DNA序列。5.反式作用因子trans-actingfactor真核转录调节因子由它的编码基因表达后,通过与特异的顺式作用元件的识别、结合,反式激活另一基因的转录,故称反式作用蛋白或反式作用因子。6.单顺反子monocistron真核基因的一个编码基因转录只生成一个mRNA分子、经翻译生成一条多肽链。

二、问答题

1.简述基因表达的规律及方式。基因表达具有严格的规律性,即时间、空间特异性。时间特异性是指基因表达按一定的时间顺序发生,空间特异性是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段,同一基因在不同的组织器官表达不同。有些基因几乎在所有细胞中持续表达,或变化很小,即:基本(或组成性)基因表达(constitutivegeneexpression)。有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏,即:诱导表达和阻遏表达。

2.简述乳糖操纵子的结构及调控原理。乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因,分别编码β-半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶,一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因I。I基因具有独立的启动序列(PI),编码一种阻遏蛋白,后者与О序列结合,使操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列Р上游还有一个分解(代谢)物基因激活蛋白(CAP)结合位点。在没有乳糖存在时,lac操纵子处于阻遏状态。当有乳糖存在时,乳糖经β半乳糖苷酶催化转变为半乳糖,结合阻遏蛋白,使蛋白质构象变化,lac操纵子即可被诱导。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时,cAMP与CAP结合,CAP结合在lac启动序列附近的CAP位点,可刺激RNA转录活性;当有葡萄糖存在时,cAMP浓度降低,cAMP与CAP结合受阻,因此lac操纵子表达下降。

3.转录激活调节的基本要素是什么?特异DNA序列决定基因的转录活性,在原核生物中包括:启动序列(promoter)、操纵序列(operator)以及其他调节序列;真核基因中包括:启动子、增强子及沉默子等顺式作用元件。转录调节蛋白可以增强或抑制转录活性,原核生物基因转录调节蛋白分为三类:特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白﹔真核基因转录调节蛋白又称转录调节因子或转录因子,可分为基本转录因子和特异转录因子。DNA元件与调节蛋白对转录激活的调节最终是由RNA聚合酶活性体现。

4、真核基因表达调控的特点是什么?真核基因转录有三种RNA聚合酶,多种转录因子参与﹔活性染色体发生结构变化:核酸酶敏感,碱基修饰变化,组蛋白乙酰化,拓扑结构变化,以正性调节为主﹔转录与翻译分隔进行﹔在转录及翻译后的修饰、加工及运输等环节均可进行调控。

5.简述真核基因启动子、增强子及转录因子的概念、结构和功能。真核基因启动子指的是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件,包括TATA盒,它的共有序列是TATAAAA。位于转录起始点上游一25~—30bp,控制转录起始的准确性及频率。TATA盒是基本转录因子TFⅡD结合位点。GC盒(GGGCGG)和CAAT盒(GCCAAT,位于转录起始点上游一30~—bp区域。典型的启动子则由TATA盒及上游的CAAT盒和(或)GC盒组成,具有一个转录起始点及较高的转录活性。增强子是指远离转录起始点(1~30kb)、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列,其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。增强子和启动子常交错覆盖或连续。从功能上讲,没有增强子存在,启动子通常不能表现活性﹔没有启动子时,增强子也无法发挥作用。沉默子是指某些基因含有的负性调节元件,当其结合特异蛋白因子时,对基因转录起阻遏作用。

6.RNAi是在什么水平上对基因表达进行调控的?细胞内存在一类双链RNA(double-strandedRNA,dsRNA),通过一定酶切机制,转变为双链~22个核苷酸的小(分子)干扰RNA(siRNA),参与RNA诱导的沉默复合体(RNA-inducedsilencing


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