基因表达量少,影响下游变化,怎样区分本身还是下游的原因

2025-04-03 23:15:53
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回答1:

一、掌握基因表达(gene expression)的定义及概念:基因表达是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经转录、翻译等一系列过程,合成特定的蛋白质,进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。必须明确并非所有基因的表达过程都产生蛋白质,rRNA和tRNA编码基因转录生成RNA的过程也属于基因表达。
二、熟悉基因表达的几种主要模式:①组成性表达(constitutive gene expression)和管家基因(housekeeping gene);②诱导性表达(inducible gene expression)。

组成性表达指在一个生物生命的全过程中以及一个个体的所有细胞类型中均持续表达,很少受环境因素影响的基因,通常还把他们称为“管家基因”。诱导性表达指某些基因 的表达极易受环境变化的影响,在特定环境信号的刺激下,有的基因表达开放或增强;有的 基因表达关闭或下降。根据环境诱导物的不同,又可具体分为可诱导的表达(inducible expression)、可阻遏的表达(repressible expression)和协调(coordinance expression)表达。

三、熟悉基因表达调控的概念:指相同的结构基因并非在各种细胞中同时表达,而是根据机体生长、发育、繁殖的需要,随着环境的变化,有规律的选择性、程序性、适度的表达以适应环境,发挥其生理功能,这个调节的过程称之为基因表达的调控。

整个基因表达的过程是分阶段的,如基因活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工等,因此基因表达的调控也是在多级水平上进行的。

四、了解转录水平的调控是基因表达调控的基本控制点,涉及到特异的DNA序列、调节蛋白、DNA-蛋白质/蛋白质-蛋白质的相互作用,RNA聚合酶的活性调节等方面。他们可以归结为以顺式和反式作用两大类调节模式。

五、熟悉基因表达的组织/细胞/空间特异性(tissue /cell /spatial specificity)和时相/阶段特异性(temporal/stage specificity)。

1 原核生物的基因表达调控

一、掌握和了解影响原核转录的主要因素。

(一)掌握原核启动子的功能和结构与转录的关系:启动子决定转录方向及模板链。启动子的结构至少包括三个功能区:转录起始部位(initiation site),即+1区;结合部位(binding site),是指RNA聚合酶和启动子牢固结合的部位,位于-10bp(TATA box)处;识别部位(recognition site),位于-35bp处。启动子中-35和-10区含有保守的一致性序列(consensus sequence),他们与转录效率的强弱有关。

(二)掌握RNA聚合酶的σ因子:σ因子可以与RNA聚合酶紧密结合,参与转录的起始,然后与RNA聚合酶解离,不参与延长过程。不同的σ因子可以竞争RNA聚合酶,从而决定基因转录的特异性,如在高温环境中σ32对热休克蛋白基因表达的调控。

(三)掌握阻遏蛋白(repressor):是一类在转录水平对基因表达产生负调控作用的蛋白质,在一定的条件下与DNA结合,一般有诱导和阻遏两种类型。在诱导类型中,信号分子(诱导物)使阻遏蛋白从DNA释放下来;在阻遏类型中,信号分子使阻遏蛋白结合DNA,不管是哪一种情况,只要阻遏蛋白与DNA结合,基因的转录均将被抑制。

(四)掌握正调控蛋白:指他们与特异的DNA序列结合后,促进基因的转录的一类蛋白质,如E.coli中的代谢物基因活化蛋白(catabolite gene activator protein,CAP),他们对基因表达的调控方式属于正调控,例如CAP对Lac 操纵子的正调节作用。

(五)熟悉倒位蛋白(inversion protein):实质上是一种由倒位基因编码的位点特异性的重组酶,该基因片段常将另一基因的启动子序列包含在其内部,所表达的倒位蛋白可将其编码序列原地翻转使启动子的方向转向其调控基因的上游,不能启动原基因的转录,例如沙门氏菌H1和H2鞭毛蛋白相变的基因表达调节。

(六)熟悉RNA聚合酶抑制物的作用。

(七)了解衰减子的定义:利用原核生物翻译和转录过程的偶联特点,位于一些操纵子中第一个结构基因之前的一端DNA序列可以在转录的过程中,借助翻译过程最终达到减弱转录的目的,这段序列称为衰减子。

二、掌握原核生物转录调节机制中操纵子(operon)模式的普遍性以及操纵子的正、负复合式调节概念。操纵子作为原核生物的基本转录单位由调控区和信息区组成。信息区是由功能相关的结构基因串连在一起;信息区上游的调控区包括启动序列和操纵序列两部分所构成。启动序列是RNA聚合酶结合并启动转录的特异性DNA序列;操纵序列是特异性的阻遏物结合区。一个操纵子