【正文】 代之，因此mRNA是有一定壽命的、細(xì)胞中有控制mRNA壽命的機制。？⑴基因封閉：A: 組蛋白與DNA結(jié)合形成核小體，進一步形成超螺旋及螺旋管結(jié)構(gòu)，對DNA起封閉作用H2A、H2B、HH4等組蛋白中堿性氨基酸較多主要起封閉DNA使其不能轉(zhuǎn)錄的作用。B: H1為核小體間連接的DNA上的組蛋白，其N末端為酸性氨基酸,C末端為堿性氨基酸，H1的作用：與基因調(diào)控有關(guān)（以三種形式與DNA結(jié)合，其中的方式與接縫封閉有關(guān)），維持染色體高級結(jié)構(gòu)。⑵基因丟失：A：在個體發(fā)育中，細(xì)胞分化時一些不需要的基因被消除，目前只在低等真核生物中發(fā)現(xiàn)，高等生物尚未發(fā)現(xiàn)，也能存在高度分化的體細(xì)胞中，不易找到，也可能高等生物中無此現(xiàn)象。B：低等真核生物如：原生動物、昆蟲、甲殼綱動物等中，馬蛔蟲受精卵中只有一對染色體（2n=2），生殖細(xì)胞保存著個體發(fā)育必需的全部基因，在體細(xì)胞中，染色體碎裂成很多片斷—所謂小染色體，小染色體中具有著絲點的在細(xì)胞分裂中得以保存，其他丟失。從而決定了細(xì)胞分化的方向，許多原核生物有兩種類型的核：大核和小核，小核為生殖核。C：高等真核生物是否具有基因丟失，有試驗證明為丟失，核代換試驗：說明分化的腸細(xì)胞核未發(fā)生基因丟失，但在高等多倍體生物的數(shù)萬甚至數(shù)十萬基因中，丟失少數(shù)基因是否能用目前的實驗手段檢測出來，還有疑問。⑶基因擴增：A：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增加的現(xiàn)象，使細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量專一基因滿足生長發(fā)育的需要，使基因活性調(diào)控的一種方式，擴增基因不在染色體上，保證生物體基因組不變，或擴增基因不用后迅速消失或形成均染色區(qū)。B：非洲爪蟾卵母細(xì)胞rRNA的DNA水平調(diào)節(jié)。C：果蠅的不分離的多次赴致使基因擴增。D：生理適應(yīng)性擴增。⑷基因重排：基因重排在轉(zhuǎn)錄前發(fā)生，在分化細(xì)胞中尤為突出，基因重排分兩大類：A：非定向重排，如轉(zhuǎn)座子在染色體上的移動，可使某些基因缺失或失活致使遺傳不穩(wěn)定。B：定向重排，如小鼠免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，使遠(yuǎn)離啟動子的基因位置到距啟動子很近而被啟動。⑸基因修飾：A：基因修飾發(fā)生在DNA水平，主要包括甲基化修飾（主要出現(xiàn)在C、組蛋白CpG）及轉(zhuǎn)座子插入等。B：甲基化修飾因影響DNA構(gòu)象而影響DNA和參與起始轉(zhuǎn)錄的一些蛋白質(zhì)互相作用，從而影響轉(zhuǎn)錄起始。（現(xiàn)象、實驗），引起基因沉默的原因有哪些？通過對染色體區(qū)域的修飾來把排斥基因上大片段的DNA封閉，稱為基因沉默？基因不表達(dá)稱為基因沉默? 基因沉默有位置效應(yīng)，有轉(zhuǎn)錄水平的沉默，還有轉(zhuǎn)錄后水平的沉默。是一種位置效應(yīng)，基因因他所處的位置而沉默，而不是一種對環(huán)境某一特異信號的應(yīng)答反應(yīng)。最常見的沉默形成與被稱為異染色質(zhì)的一種致密形式的染色質(zhì)有關(guān)，在光學(xué)顯微鏡下的外觀與常染色體相比看起來很致密，如果用實驗方法將某個基因轉(zhuǎn)移到該區(qū)域，那么該基因通常被關(guān)閉。在酵母中，沉默由組蛋白的脫乙?；c甲基化作用介導(dǎo)。在哺乳動物中，DNA甲基化與沉默狀態(tài)的基因有關(guān)，事實上，哺乳動物基因組上大片段的區(qū)域，正是通過這種方式被標(biāo)記，并且DNA甲基化通常出現(xiàn)在異染色質(zhì)區(qū)域，這是因為甲基化的序列通常被DNA結(jié)合蛋白（如MeCP2）識別。DNA結(jié)合蛋白可以募集組蛋白脫乙酰酶和組蛋白甲基化酶，而這兩種酶可以修飾鄰近的染色質(zhì)，因此DNA甲基化可以標(biāo)記隨后異染色質(zhì)形成的位點（見課本內(nèi)容）。原因：①點突變、無義突變導(dǎo)致肽鏈長度變化，原活性喪失，致死突變、使酶失活 ②抑制基因突變，抑制了該基因表型顯露 ③轉(zhuǎn)座子插入，使致失活 ④該基因修飾如甲基化使之封閉 ⑸RNA干擾導(dǎo)致基因沉默（可加圖示），何謂突變掃描實驗，此技術(shù)在基因表達(dá)調(diào)控中有何用途。突變掃描實驗：逐個改變起始位點上游堿基（點突變）觀察各位點對啟動子轉(zhuǎn)錄效率的影響。用途：確定某基因表達(dá)的影響位點，如DNA Pol酶II的啟動子、TATA、GCbox、CAAT等。也可確定增強子的作用片斷，從而可以深入研究基因的調(diào)控機制。啟動子研究方法：（可能是）阻滯電泳法、足跡法、甲基化修飾等。⑴DNA結(jié)合域一般較小（6090AA）已發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)域有 A：Zn指，鋅指蛋白和類固醇受體中，有一小組AA與Zn2+結(jié)合形成指狀突起，識別DNA大、小溝中特異序列。B：螺旋—轉(zhuǎn)角—螺旋（HTH）通常會有多個與DNA相互作用的氨基酸殘基結(jié)合與DNA的大溝中。⑵活性結(jié)構(gòu)域，與DNA結(jié)合的蛋白常是二聚體或四聚體，兩種結(jié)構(gòu)：亮氨酸拉鏈，兩分子蛋白α螺旋區(qū)通過疏水鏈形成二聚體，其間每6個AA有一個亮氨酸，其堿性區(qū)與DNA結(jié)合于DNA的大溝中；helix—loop—helix在不同條件下形成不同的二聚體。，但有負(fù)調(diào)控，請分別說明。答：在真核基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控中，既有用激活物的調(diào)控（正調(diào)控），也有用阻竭物的調(diào)控（負(fù)調(diào)控），二者同等重要，真核中雖然既有正調(diào)控又有負(fù)調(diào)控成分，但目前為止已知主要是正調(diào)控，而且一個真核基因通常有多個調(diào)控序列，必須有多個激活物同時特異結(jié)合上才能啟動基因的轉(zhuǎn)錄。（應(yīng)該舉點例子）。內(nèi)部啟動子啟動轉(zhuǎn)錄時所結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子分兩大類：即結(jié)合于起始位點處的必須因子和輔助因子（在下游），轉(zhuǎn)錄啟動后，下游輔助因子從結(jié)合位點脫落，故不影響轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的準(zhǔn)確性，如RNApol酶III內(nèi)部啟動子I、II；I：THIIIA結(jié)合于box C處THIII C結(jié)合與其下游協(xié)助THIII B結(jié)合在起始位點后，轉(zhuǎn)錄開始THIIIA、THIII C脫落； II：THIII C直接結(jié)合于boxA和boxC誘導(dǎo)THIII B結(jié)合在起始位點處，啟動轉(zhuǎn)錄THIII C脫落。上游元件使得更多的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄正確定位。⑴真核生物基因表達(dá)是一個精確過稱，只有多樣的上游元件才能滿足其特異性要求；⑵各種轉(zhuǎn)錄因子存在其自身缺點，如基礎(chǔ)因子保守、誘導(dǎo)因子隨機排列，單獨無法完成基因精確調(diào)控，故需要各類因子結(jié)合，因此需要多樣上游元件與之匹配，（RNApol酶不能直接與啟動子直接結(jié)合，需上游因子誘導(dǎo)、啟動子需強啟動子增強轉(zhuǎn)錄）。⑶利用有限反式因子產(chǎn)生更多調(diào)控方式，減少物質(zhì)能量的浪費，說明其特點及作用原理。⑴被誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子識別和結(jié)合的上游DNA短序列，受同一誘導(dǎo)因子（如激素、熱休克）等調(diào)控的基因，其應(yīng)答元件相同，此應(yīng)答元件被同一起調(diào)節(jié)作用的轉(zhuǎn)錄因子識別。⑵特點：是啟動子上游元件或增強子元件；都會有短的保守序列，在不同的基因中均有寶樹形，但不完全相同；轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合區(qū)大于元件保守序列；元件與起始點（+1）沒有固定距離，通常在上游小于200bp處；一個元件可引起應(yīng)答調(diào)節(jié)，但有時又多拷貝。⑶作用原理：當(dāng)某一基因需要表達(dá)時，則與應(yīng)答元件結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子合成或活化，與應(yīng)答元件結(jié)合，此轉(zhuǎn)錄因子是聚合酶啟動轉(zhuǎn)錄的必須因子，其結(jié)合DNA啟動轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成，使調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)。11．真核生物啟動子元件具有保守性，一種元件可以在多個基因啟動子中出現(xiàn)，而一個轉(zhuǎn)錄因子也可以作用于多個基因，以上說法對嗎？具體說明。⑴以上說法正確。真核表達(dá)調(diào)控的特點就是由多種不同的順式元件和反式因子組合而成的復(fù)雜的以正調(diào)控為主的體系，是模塊化的組合。不同基因的啟動元件可以由相同的元件構(gòu)成，同理，同一個反式因子可以作用于所有含有相應(yīng)順式元件的基因上。⑵比如SV40含有6個GC框；TK啟動子含有1個octamer框，1個CAAT框，2個GC框；H2B啟動子含有2個octamer框，2個CAAT框。每種順式元件需要特定的反式因子來識別，具有相同元件的基因，需要相同的反式因子來作用。各種啟動子中，上游元件的種類、數(shù)量、位置都不固定，造成了豐富多樣的組合，滿足了真核生物調(diào)控海量基因的需要。當(dāng)然，核心元件，如TATA框，各個啟動子中含有的數(shù)量和位置都是保守的。12. 說明真核中多種蛋白因子（轉(zhuǎn)錄因子）對基因特異性表達(dá)的意義。真核中多種蛋白因子（轉(zhuǎn)錄因子）對基因特異性表達(dá)具有非常重要的意義，表現(xiàn)在：（1） 真核生物基因組大，基因種類多，準(zhǔn)確選擇，使其某一個基因表達(dá)必然需要一個十分精細(xì)的過程。（2）轉(zhuǎn)錄因子中，基礎(chǔ)因子有較強的保守性（其結(jié)合序列的保守），單靠這些轉(zhuǎn)錄因子難以選擇特異性表達(dá)基因的啟動子。（3）調(diào)節(jié)（誘導(dǎo)）因子的隨機排列不能產(chǎn)生功能轉(zhuǎn)錄，一個有功能的轉(zhuǎn)錄過程必須有多個轉(zhuǎn)錄因子的順序性特異結(jié)合，并同時與具有一定序列的DNA序列匹配結(jié)合，才能保證正確選擇靶基因。（4）真核生物大多數(shù)細(xì)胞高度分化，在分化細(xì)胞中只有少數(shù)基因表達(dá)，多個因子形成精細(xì)的正調(diào)控。（5）若為負(fù)調(diào)控，則為了阻遏大多數(shù)基因表達(dá)。細(xì)胞要合成多個負(fù)調(diào)控因子—阻遏蛋白，必然給細(xì)胞造成大量能量和物質(zhì)的消耗。13. 簡述轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)。(1)真核生物在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)節(jié)主要是通過反式作用因子、順式作用元件和RNA聚合酶的相互作用來完成的。當(dāng)反式作用因子和順式元件結(jié)合后，將影響轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成，從而影響轉(zhuǎn)錄的起始和效率。a、啟動子和增強子的順式作用元件真核細(xì)胞基因的啟動子由一些分散的保守序列組成，其中包括TATA框、CAAT框和多個GC框等，后兩個均屬于上游控制元件，由增強子、沉默子及其應(yīng)答元件進一步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性。增強子能促進轉(zhuǎn)錄，他由比較集中的保守序列組成，增強子具有組織特異性，他優(yōu)先或只能在某種類型的細(xì)胞中表現(xiàn)功能，增強子常存在與DNA酶的超敏感部位。增強子與啟動子之間距離對活性并無影響，因為DNA可以彎曲，結(jié)合在增強子的反式激活因子能與轉(zhuǎn)錄復(fù)合物相作用，位于增強子的應(yīng)答元件可調(diào)節(jié)增強子的活性。b、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的反式作用因子調(diào)解和控制轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)有三類：基本轉(zhuǎn)錄因子、上游因子和可誘導(dǎo)因子?；巨D(zhuǎn)錄因子結(jié)合在TATA框和轉(zhuǎn)錄起點，與RNA聚合酶一起形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物；上游因子結(jié)合在啟動子和增強子的上游控制位點；可誘導(dǎo)因子與應(yīng)答元件相互作用。所有結(jié)合DNA的反式作用因子都有結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)域，并由一些共同的結(jié)構(gòu)結(jié)合DNA的基序結(jié)構(gòu)主要有：螺旋轉(zhuǎn)角螺旋，鋅指結(jié)構(gòu)，亮氨酸拉鏈，螺旋環(huán)螺旋等。（2）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)在真核細(xì)胞中，基因轉(zhuǎn)錄的最初產(chǎn)物是前體mRNA，其長度比成熟mRNA的長的多，經(jīng)過剪切和拼接（剪切掉內(nèi)含子，把幾個外顯子拼接起來），戴帽（在轉(zhuǎn)錄后的mRNA5端加上一個甲基化的鳥嘌呤核苷酸），加尾（在3端加上多聚腺嘌呤核苷酸），可得成熟的mRNA分子，由不同的轉(zhuǎn)錄起點和終點轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，以及內(nèi)部不同拼接點進行拼接，加上不同編輯，可得到不同加工的mRNA，他們翻譯成不同的蛋白質(zhì)。14. 在生物中存在一個基因可編碼（表達(dá)出）多種蛋白的原因（轉(zhuǎn)錄水平剪切，可變剪切和翻譯剪切）。在真核生物中存在著一個基因可編碼多種蛋白的情況，可能機制如下：（1）翻譯剪切：在真核細(xì)胞中，基因轉(zhuǎn)錄的最初產(chǎn)物是前體mRNA，經(jīng)過剪切和拼接，戴帽，加尾，可得成熟的mRNA分子，由不同的轉(zhuǎn)錄起點和終點轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，以及內(nèi)部不同拼接點進行拼接，加上不同編輯，可得到不同加工的mRNA，他們翻譯成不同的蛋白質(zhì)。（2）可變剪切：有些基因產(chǎn)生的mRNA可按不同方式剪接，即可變剪接，產(chǎn)生兩種或多種mRNA?？勺兗艚赢a(chǎn)生的mRNA編碼框不同，因此產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。有以下三種情況：a、可變剪接使多種蛋白在同一細(xì)胞中產(chǎn)生。b、同一基因在不同細(xì)胞中產(chǎn)生出不同的蛋白質(zhì)（在不同細(xì)胞中有不同的剪接方式），表現(xiàn)出組織特異性。c、不同發(fā)育時期或不同條件下采取不同剪接方式，表達(dá)不同蛋白。⑶RNA編輯：RNA水平上的堿基變異，導(dǎo)致編碼改變。⑷RNA再編碼：RNA讀碼方式的變化，也會影響蛋白質(zhì)的合成。15. 舉例說明mRNA前體剪切的意義和機制。真核生物的結(jié)構(gòu)基因中具有可表達(dá)活性的外顯子，也含有無表達(dá)活性的內(nèi)含子，但內(nèi)含子序列下是無意義的，越來越多的實驗證明有許多基因中的內(nèi)含子參與基因表達(dá)調(diào)控，在轉(zhuǎn)錄時，外顯子及內(nèi)含子均轉(zhuǎn)錄到hnRNA中。在細(xì)胞核中hnRNA進行剪接作用，首先在核酸內(nèi)切酶作用下剪切掉內(nèi)含子；然后在連接酶作用下，將外顯子各部分連接起來，而變?yōu)槌墒斓膍RNA，這就是剪接作用，也有少數(shù)基因的hnRNA不需進行剪接作用。mRNA前體中的內(nèi)含子（intron)必須精確的剪切掉，剪切位置發(fā)生一個核苷酸的差異，即會導(dǎo)致閱讀框（readingframe)的改變，從而合成非功能蛋白。剪切位點特征：a. 是保守序列，有共同的結(jié)構(gòu)基元：5′AGGUAAGU。 b. 無互補。 c. 位于內(nèi)含子和外顯子交界處。d. 以GU開始，以AG告終。內(nèi)含子的剪切機制：剪切由2個轉(zhuǎn)酯反應(yīng)完成（酵母）。a. 分支點腺苷2′OH 攻擊5′外顯子剪切位點，形成2′5′磷酸二酯鍵，從而形成分支結(jié)構(gòu)。b. 上游外顯子3′OH 攻擊內(nèi)含子與外顯子2（下游）之間的磷酸二酯鍵，使外顯子1和外顯子2聯(lián)結(jié)。c. 釋放內(nèi)含子環(huán)。 d. 整個反反應(yīng)中磷酸二酯鍵數(shù)未變。16 說明基因序列變異但功能未變的可能原因（同第14題）16. 簡述真核生物基因表達(dá)調(diào)控的不同層次。（同第2題）真核生物的基因表達(dá)調(diào)控比原核生物更復(fù)雜和精細(xì)，也分為更多的層次。（1）DNA和染色體水平的調(diào)控包括：基因擴增、基因重排、DNA修飾、基因封閉（染色體結(jié)構(gòu)）。（2）轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控，是最重要的調(diào)控水平包括：轉(zhuǎn)錄起始、延伸的弱化、終止，都會對mRNA前體水平產(chǎn)生影響。（3）轉(zhuǎn)錄后RNA前體加工及轉(zhuǎn)運的調(diào)控：真核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯不偶聯(lián)，轉(zhuǎn)錄出的mRNA前體經(jīng)加工才能成熟為可作為翻譯模板mRNA 。此過程包括剪切、拼接、編輯、5′ 和3′端的修飾及轉(zhuǎn)運到翻譯場所等。（4）翻譯水平調(diào)控，包括核糖體的磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)，poly(A)的調(diào)節(jié)，移碼和通讀等等。（5）翻譯后水平的調(diào)控：包括翻譯產(chǎn)物剪切、修飾—如糖基化，磷酸化、切除信號肽、脂化及構(gòu)象形成、轉(zhuǎn)運和裝配成復(fù)合蛋白等。（6） mRNA 降解的調(diào)控：隨生長發(fā)育及外界環(huán)境改變，細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類也在不斷改變。原有mRNA要降解并以新mRNA代之。因此mRNA是有一定壽命的，細(xì)胞中有控制mRNA壽命的機制。17. 從基因和蛋白質(zhì)數(shù)量及互作說明真核生物基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性18．真核基因啟動子的結(jié)構(gòu)特點，已知某一基因受熱激表達(dá)，試設(shè)計一個實驗克隆其啟動子，并研究其結(jié)構(gòu)。⑴可以以cDNA為核心，有內(nèi)切酶消化cDNA兩側(cè)序列，自身