【正文】 代之，因此mRNA是有一定壽命的、細胞中有控制mRNA壽命的機制。？⑴基因封閉：A: 組蛋白與DNA結合形成核小體，進一步形成超螺旋及螺旋管結構，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：與基因調控有關（以三種形式與DNA結合，其中的方式與接縫封閉有關），維持染色體高級結構。⑵基因丟失：A：在個體發(fā)育中，細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），生殖細胞保存著個體發(fā)育必需的全部基因，在體細胞中，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胞分裂中得以保存，其他丟失。從而決定了細胞分化的方向，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：說明分化的腸細胞核未發(fā)生基因丟失，但在高等多倍體生物的數萬甚至數十萬基因中，丟失少數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專一性增加的現(xiàn)象，使細胞在短期內產生大量專一基因滿足生長發(fā)育的需要，使基因活性調控的一種方式，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：非洲爪蟾卵母細胞rRNA的DNA水平調節(jié)。C：果蠅的不分離的多次赴致使基因擴增。D：生理適應性擴增。⑷基因重排：基因重排在轉錄前發(fā)生，在分化細胞中尤為突出，基因重排分兩大類：A：非定向重排，如轉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構基因的表達，使遠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）及轉座子插入等。B：甲基化修飾因影響DNA構象而影響DNA和參與起始轉錄的一些蛋白質互相作用，從而影響轉錄起始。（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？基因不表達稱為基因沉默? 基因沉默有位置效應，有轉錄水平的沉默，還有轉錄后水平的沉默。是一種位置效應，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答反應。最常見的沉默形成與被稱為異染色質的一種致密形式的染色質有關，在光學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移到該區(qū)域，那么該基因通常被關閉。在酵母中，沉默由組蛋白的脫乙?；c甲基化作用介導。在哺乳動物中，DNA甲基化與沉默狀態(tài)的基因有關，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記，并且DNA甲基化通常出現(xiàn)在異染色質區(qū)域，這是因為甲基化的序列通常被DNA結合蛋白（如MeCP2）識別。DNA結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，因此DNA甲基化可以標記隨后異染色質形成的位點（見課本內容）。原因：①點突變、無義突變導致肽鏈長度變化，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干擾導致基因沉默（可加圖示），何謂突變掃描實驗，此技術在基因表達調控中有何用途。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錄效率的影響。用途：確定某基因表達的影響位點，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結合域一般較?。?090AA）已發(fā)現(xiàn)結構域有 A：Zn指，鋅指蛋白和類固醇受體中，有一小組AA與Zn2+結合形成指狀突起，識別DNA大、小溝中特異序列。B：螺旋—轉角—螺旋（HTH）通常會有多個與DNA相互作用的氨基酸殘基結合與DNA的大溝中。⑵活性結構域，與DNA結合的蛋白常是二聚體或四聚體，兩種結構：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。，但有負調控，請分別說明。答：在真核基因轉錄的調控中，既有用激活物的調控（正調控），也有用阻竭物的調控（負調控），二者同等重要，真核中雖然既有正調控又有負調控成分，但目前為止已知主要是正調控，而且一個真核基因通常有多個調控序列，必須有多個激活物同時特異結合上才能啟動基因的轉錄。（應該舉點例子）。內部啟動子啟動轉錄時所結合的轉錄因子分兩大類：即結合于起始位點處的必須因子和輔助因子（在下游），轉錄啟動后，下游輔助因子從結合位點脫落，故不影響轉錄產物的準確性，如RNApol酶III內部啟動子I、II；I：THIIIA結合于box C處THIII C結合與其下游協(xié)助THIII B結合在起始位點后，轉錄開始THIIIA、THIII C脫落； II：THIII C直接結合于boxA和boxC誘導THIII B結合在起始位點處，啟動轉錄THIII C脫落。上游元件使得更多的轉錄因子結合，使轉錄正確定位。⑴真核生物基因表達是一個精確過稱，只有多樣的上游元件才能滿足其特異性要求；⑵各種轉錄因子存在其自身缺點，如基礎因子保守、誘導因子隨機排列，單獨無法完成基因精確調控，故需要各類因子結合，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合，需上游因子誘導、啟動子需強啟動子增強轉錄）。⑶利用有限反式因子產生更多調控方式，減少物質能量的浪費，說明其特點及作用原理。⑴被誘導轉錄因子識別和結合的上游DNA短序列，受同一誘導因子（如激素、熱休克）等調控的基因，其應答元件相同，此應答元件被同一起調節(jié)作用的轉錄因子識別。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；轉錄因子結合區(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；一個元件可引起應答調節(jié)，但有時又多拷貝。⑶作用原理：當某一基因需要表達時，則與應答元件結合的轉錄因子合成或活化，與應答元件結合，此轉錄因子是聚合酶啟動轉錄的必須因子，其結合DNA啟動轉錄和蛋白質合成，使調節(jié)效應出現(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。真核表達調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雜的以正調控為主的體系，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成，同理，同一個反式因子可以作用于所有含有相應順式元件的基因上。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，滿足了真核生物調控海量基因的需要。當然，核心元件，如TATA框，各個啟動子中含有的數量和位置都是保守的。12. 說明真核中多種蛋白因子（轉錄因子）對基因特異性表達的意義。真核中多種蛋白因子（轉錄因子）對基因特異性表達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，準確選擇，使其某一個基因表達必然需要一個十分精細的過程。（2）轉錄因子中，基礎因子有較強的保守性（其結合序列的保守），單靠這些轉錄因子難以選擇特異性表達基因的啟動子。（3）調節(jié)（誘導）因子的隨機排列不能產生功能轉錄，一個有功能的轉錄過程必須有多個轉錄因子的順序性特異結合，并同時與具有一定序列的DNA序列匹配結合，才能保證正確選擇靶基因。（4）真核生物大多數細胞高度分化，在分化細胞中只有少數基因表達，多個因子形成精細的正調控。（5）若為負調控，則為了阻遏大多數基因表達。細胞要合成多個負調控因子—阻遏蛋白，必然給細胞造成大量能量和物質的消耗。13. 簡述轉錄水平調節(jié)和轉錄后調節(jié)。(1)真核生物在轉錄水平上的調節(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。當反式作用因子和順式元件結合后，將影響轉錄起始復合物的形成，從而影響轉錄的起始和效率。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、沉默子及其應答元件進一步調節(jié)轉錄活性。增強子能促進轉錄，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，結合在增強子的反式激活因子能與轉錄復合物相作用，位于增強子的應答元件可調節(jié)增強子的活性。b、調節(jié)轉錄的反式作用因子調解和控制轉錄活性的蛋白質有三類：基本轉錄因子、上游因子和可誘導因子?；巨D錄因子結合在TATA框和轉錄起點，與RNA聚合酶一起形成轉錄起始復合物；上游因子結合在啟動子和增強子的上游控制位點；可誘導因子與應答元件相互作用。所有結合DNA的反式作用因子都有結合DNA的結構域，并由一些共同的結構結合DNA的基序結構主要有：螺旋轉角螺旋，鋅指結構，亮氨酸拉鏈，螺旋環(huán)螺旋等。（2）轉錄后水平的調節(jié)在真核細胞中，基因轉錄的最初產物是前體mRNA，其長度比成熟mRNA的長的多，經過剪切和拼接（剪切掉內含子，把幾個外顯子拼接起來），戴帽（在轉錄后的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，由不同的轉錄起點和終點轉錄的產物，以及內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。14. 在生物中存在一個基因可編碼（表達出）多種蛋白的原因（轉錄水平剪切，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：在真核細胞中，基因轉錄的最初產物是前體mRNA，經過剪切和拼接，戴帽，加尾，可得成熟的mRNA分子，由不同的轉錄起點和終點轉錄的產物，以及內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。（2）可變剪切：有些基因產生的mRNA可按不同方式剪接，即可變剪接，產生兩種或多種mRNA?？勺兗艚赢a生的mRNA編碼框不同，因此產生不同的蛋白質。有以下三種情況：a、可變剪接使多種蛋白在同一細胞中產生。b、同一基因在不同細胞中產生出不同的蛋白質（在不同細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，表達不同蛋白。⑶RNA編輯：RNA水平上的堿基變異，導致編碼改變。⑷RNA再編碼：RNA讀碼方式的變化，也會影響蛋白質的合成。15. 舉例說明mRNA前體剪切的意義和機制。真核生物的結構基因中具有可表達活性的外顯子，也含有無表達活性的內含子，但內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含子參與基因表達調控，在轉錄時，外顯子及內含子均轉錄到hnRNA中。在細胞核中hnRNA進行剪接作用，首先在核酸內切酶作用下剪切掉內含子；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，也有少數基因的hnRNA不需進行剪接作用。mRNA前體中的內含子（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，有共同的結構基元：5′AGGUAAGU。 b. 無互補。 c. 位于內含子和外顯子交界處。d. 以GU開始，以AG告終。內含子的剪切機制：剪切由2個轉酯反應完成（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，從而形成分支結構。b. 上游外顯子3′OH 攻擊內含子與外顯子2（下游）之間的磷酸二酯鍵，使外顯子1和外顯子2聯(lián)結。c. 釋放內含子環(huán)。 d. 整個反反應中磷酸二酯鍵數未變。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調控的不同層次。（同第2題）真核生物的基因表達調控比原核生物更復雜和精細，也分為更多的層次。（1）DNA和染色體水平的調控包括：基因擴增、基因重排、DNA修飾、基因封閉（染色體結構）。（2）轉錄水平調控，是最重要的調控水平包括：轉錄起始、延伸的弱化、終止，都會對mRNA前體水平產生影響。（3）轉錄后RNA前體加工及轉運的調控：真核生物轉錄和翻譯不偶聯(lián)，轉錄出的mRNA前體經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′端的修飾及轉運到翻譯場所等。（4）翻譯水平調控，包括核糖體的磷酸化/去磷酸化調節(jié)，poly(A)的調節(jié)，移碼和通讀等等。（5）翻譯后水平的調控：包括翻譯產物剪切、修飾—如糖基化，磷酸化、切除信號肽、脂化及構象形成、轉運和裝配成復合蛋白等。（6） mRNA 降解的調控：隨生長發(fā)育及外界環(huán)境改變，細胞中蛋白質種類也在不斷改變。原有mRNA要降解并以新mRNA代之。因此mRNA是有一定壽命的，細胞中有控制mRNA壽命的機制。17. 從基因和蛋白質數量及互作說明真核生物基因表達調控的復雜性18．真核基因啟動子的結構特點，已知某一基因受熱激表達，試設計一個實驗克隆其啟動子，并研究其結構。⑴可以以cDNA為核心，有內切酶消化cDNA兩側序列，自身