十三章基因表达调控

第十三章基因表达调控

【大纲要求】

一、掌握

1．基因表达的概念；

2．基因表达的方式；

3．原核生物操纵子调控模式。

二、了解

1．基因表达调控的基本原理；

2．真核生物基因表达调控。

【重点及难点提要】

一、重点难点

1．重点：乳糖操纵子基本结构及其在原核生物转录水平调控中的作用；真核生物基因组结构特点、参与转录水平调控的重要成分及其作用。

2．难点：原核生物阻遏蛋白的负性调节与CAP的正性调节及其相互协调；真核生物顺式作用元件与反式作用因子的相互识别与作用。

二、教学内容概要

基因表达就是指基因转录及翻译的过程，基因表达均表现为严格的规律性，即时间、空间特异性，其特异性由特异基因的启动序列和增强子与调节蛋白相互作用决定。某些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少的，这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，称为管家基因，管家基因表达方式称基本的或组成性基因表达；另有一些基因表达很易受环境变化影响，有些基因对环境信号应答时被激活，基因表达产物增加，这种基因表达方式称为诱导；有些基因对环境信号应答时被抑制，基因表达产物水平降低，这种基因表达方式称为阻遏。原核生物、单细胞生物调节基因的表达是为适应营养环境变化，维持生长和细胞分裂，而多细胞生物调节基因的表达除为适应环境，还有维持组织器官分化、个体发育的功能。基因表达调控是在多级水平上进行的复杂事件，其中转录起始是基因表达的基本控制点。基因转录激活调节基本要素涉及DNA序列、调节蛋白以及这些因素对RNA聚合酶活性的影响。除了转录起始水平的调节，其他水平如基因激活、转录后加工、翻译及翻译后加工对原核及真核生物的基因表达均有调节作用。

大多数原核基因调控是通过操纵子机制实现的。E.coli操纵子含Z、Y及A三个结构基因，还有包括一个阻遏蛋白结合位点O序列、一个启动序列P在内的调控区以及一个调节基因I。I基因与lac操纵区相邻，编码一种lac阻遏蛋白，阻遏蛋白、分解代谢物基因激活蛋白（CAP）与调控区结合位点的结合调节着操纵子基因的转录。

真核基因转录激活受顺式作用元件与反式作用因子相互作用调节。真核基因顺式作用元件按功能特性分为启动子、增强子及沉默子，真核基因启动子就是决定RNA聚合酶转录起始位点的DNA序列，增强子是远离转录起始点，决定基因的时间、空间特异表达、增强启动子转录活性的DNA序列。反式作用蛋白就是指转录调节因子（或转录因子，TF），可分为基本转录因子和特异转录因子，基本转录因子是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA（tRNA、mRNA及rRNA）转录的类别，特异转录因子通过结合它的调节序列激活或阻遏特异基因的转录。所有基因的转录调节都涉及包括RNA聚合酶在内的转录起始复合物的形成。

【自测题】

一、选择题

【A型题】

1．操纵子学说的创立者是

A．Watson & Crick B．Nirenberg C．Krebs

D．Jacob & Monod E．Hens Kebs & Kurt Henseleit

2．诱导乳糖操纵子转录的诱导剂是

A．乳糖B．葡萄糖C．阿拉伯糖D．半乳糖E．AMP

3．在乳糖操纵子的表达中，半乳糖的作用是

A．作为辅阻遏物结合了阻遏物B．作为阻遏物结合了操纵区C．引物D．使阻遏物变构而失去结合DNA的能力E．该操纵子结构基因的产物

4．cAMP在转录的调控元件中作用是

A．cAMP转变为CAP

B．CAP转变为cAMP

C．cAMP—CAP形成复合物

D．葡萄糖分解活跃，使cAMP增加，促进乳糖利用来扩充能源

E．cAMP是激素作用的第二信使，与转录无关

5．原核生物转录起始前—10区的核苷酸序列称为

A．TATA盒B．CAAT盒C．增强子D．Pribnow盒E．调节子

6．与DNA结合并阻止转录进行的蛋白质称为

A．正调控蛋白B．反式作用因子C．诱导物D．分解代谢物基因活化蛋白E．阻遏物7．下列哪些不是操纵子的组成部分

A．结构基因B．启动子C．阻遏物D．Pribnow盒E．操纵基因8．转录因子（TF）

A．是原核生物RNA聚合酶的组分

B．是真核生物RNA聚合酶的组分

C．有α、β、γ三个亚单位

D．是转录调控中的反式作用因子

E．是真核生物的启动子

9．转录前起始复合物是指

A．RNA聚合酶与TATAAT序列结合

B．RNA聚合酶与TATA序列结合

C．σ因子与RNA聚合酶结合

D．阻遏物变构后脱离操纵基因的复合物

E．各种转录因子互相结合后再与RNA聚合酶、DNA模板结合

10．关于锌指的叙述正确的是

A．凡含Zn2+的蛋白质均可形成

B．凡含Zn2+的酶皆可形成

C．必须有Zn2+和半胱氨酸或组氨酸形成配价键

D．DNA与Zn2+结合就可形成

E．含有很多半胱氨酸通过二硫键形成

11．致癌病毒

A．使人体直接生癌

B．含有转化酶

C．遗传信息都贮存在DNA上

D．可以将正常细胞转化为癌细胞

E．用RNA作模板直接合成RNA

12．AATAAA序列是

A．原核生物的启动子

B．真核生物的启动子

C．真核生物mRNA加尾修饰点

D．原核生物的转录终止信号

E．真核生物的外显子、内含子交界序列

13．基因表达过程中仅在原核生物中出现而真核生物没有的是

A．tRNA的稀有碱基B．σ因子C．冈崎片段D．DNA连接酶E．AUG用作起始密码子14．与RNA聚合酶结合，启动转录的是

A．操纵基因B．调节基因C．启动基因D．结构基因E．以上都不是

15．以乳糖代替葡萄糖培养细菌时可引起

A．诱导B．阻遏C．两者都是D．两者都不是E．衰减

16．顺式作用元件是指

A．基因的5’侧翼序列

B．具有转录调节功能的特异RNA序列

C．基因的5’、3’侧翼序列

D．具有转录调节功能的特异蛋白质序列