理论要点之生物化学：基因表达调控
大纲要求：
1.基因表达的概念及基因调控的意义
2.基因表达的时空性
3.基因的组成性表达、诱导与阻遏
4.基因表达的多级调控
5.基因表达调控基本要素
6.原核基因表达调控（乳糖操纵子）
7.真核基因表达调控（顺式作用元件、反式作用因子）
第一节 基因表达调控概述
1.基因表达的概念及基因调控的意义
概念：
基因表达就是指基因转录和翻译的过程。
意义：
在内、外环境变化的情况下，机体通过基因表达，调节代谢，以适应环境的改变。
2.基因表达的时间特异性和空间特异性
时间或阶段特异性：
某一特定基因的表达随时间、环境而变化，严格按特定时间顺序发生。
空间或组织特异性
同一基因产物在不同的组织器官含量不一样，是按一定空间顺序出现。
3.基因的组成性（基本）表达、诱导与阻遏
组成性（基本）表达：
有些基因产物在整个生命过程中都是需要的，在几乎所有细胞中持续表达。
诱导与阻遏：
有些基因表达受外环境变化升高或降低。
4.基因表达的多级调控
基因的表达可在基因活化、转录起始、转录后加工、mRNA降解、蛋白质翻译、翻译后加工修饰及蛋白质降解等环节被调控。
5.基因表达调控的基本要素：
（1）DNA元件
具有调节功能的DNA序列
原核：启动序列，操纵序列
真核： 顺式作用元件，启动子，增强子，抑制子
（2）调节蛋白：
原核：阻遏蛋白：负性调节
激活蛋白：正性调节
真核：转录因子——基本转录因子
（反式因子）激活因子
抑制因子
（3）RNA聚合酶：
DNA元件与酶蛋白相互作用影响酶活性。
第二节 基因表达调控基本原理
6. 原核基因表达调控
操纵子：
由功能上相关的一组基因在染色体上串联共同构成的一个转录单位。
乳糖操纵子：
①组成：
大肠杆菌乳糖操纵子：
Z、Y、A三个编码基因，操纵序列（O），启动序列
（P），调节基因（I），CAP位点。
②阻遏蛋白的负性调节：
阻遏蛋白与O结合，抑制转录（解离，转录开始）。
操纵序列（O）
启动序列（P）
调节基因（I）
7.真核基因表达调控（顺式作用元件、反式作用因子）
顺式作用元件：
是转录调节因子的结合位点，包括启动子、增强子和沉默子。
反式作用因子：
三种：
基本转录因子
转录激活因子
转录抑制因子
练习
基因表达调控的基本控制点是：
A.基因结构活化 B.转录起始 C.转录后加工 D.蛋白质翻译及翻译后加工 E.mRNA从细胞核转运到细胞浆
答案：B
本题考点：基因表达调控特点
特异基因的表达受多级调控，它包括复制水平，转录起始，转录后加工和蛋白质翻译及翻译后加工的调节。但调控基因表达开、关的关键机制主要发生在转录起始。
反式作用因子确切地定义是
A.通过DNA---蛋白质或蛋白质---蛋白质相互作用控制任意基因转录的某一基因编码蛋白质
B.通过DNA---蛋白质或蛋白质---蛋白质相互作用控制另一基因转录的某一基因编码蛋白质
C.具有转录调节功能的小RNA因子 D.具有翻译调节功能的蛋白质因子 E.具有基因表达调控功能的核因子
答案：B
本题考点：反式作用因子的概念
绝大多数真核转录调节因子由某一基因表达后,通过与特异的顺式作用元件相互作用（DNA-蛋白质相作用）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。
真核基因处于活化状态时对DNase Ⅰ的敏感性表现为
A.高度敏感 B.中度敏感 C.低度敏感 D.不敏感 E.不一定
答案：A
本题考点：活性染色体结构变化特点
真核基因转录特点有三个方面，染色体转录区的多样性结构变化是其中之一。活化基因一个明显特性是对核酸酶高度敏感。另外还有DNA拓扑结构的变化，DNA碱基修饰变化及组蛋白的变化。
阻遏蛋白识别操纵子中的
A.启动基因 B.结构基因 C.操纵基因 D.内含子 E.外显子
答案：C
本题考点：操纵子结构
E.coli的乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因，此外还有一个操纵序列O；一个启动序列P及一个调节基因I。I基因编码一种阻遏蛋白，它与O序列结合，使糖操纵子受阻遏而处于关闭状态。
原核生物基因表达调控的乳糖操纵子系统属于
A.复制水平调节 B.转录水平调节 C.逆转录水平调节 D.翻译水平调节 E.翻译后水平调节
答案：B
本题考点：原核生物基因表达调控特点
原则上讲，原核特异基因的表达也受多级调控，但调控基因表达开、关的关键机制主要发生在转录起始。
下面哪些关于启动子的描述是正确的？
A.作为模板转录成RNA B.是DNA上的专一碱基顺序 C.具有多聚U尾巴和回文结构 D.作为转录酶的结合位点
答案：B、D
本题考点：顺式作用元件的作用
真核基因顺式作用元件有启动子、增强子和沉默子。启动子是RNA聚合酶结合位点周围的转录调控组件。
真核基因结构特点是
A.基因不连续性 B.单顺反子 C.含重复序列 D.一个启动基因后接有几个编码基因
答案：A、B、C
本题考点：真核基因的结构特点
真核基因的结构特点包括：基因组结构庞大，基因转录产物为单顺反子，真核基因组中普遍含重复序列，真核结构基因两侧及编码基因内部，尚有不被转录的非编码序列，因此真核基因具有基因不连续性。
2000年考题
DNA分子上能被RNA聚合酶特异结合的部位叫作
A.外显子 B.增强子 C.密码子 D.终止子 E.启动子
答案:E
考点: 基因表达
2000年考题
细菌经紫外线照射会发生DNA损伤，为修复这种损伤，细菌合成DNA修复酶的基因表达增强，这种现象称为
A.DNA损伤 B.DNA修复 C.DNA表达 D.诱导 E.阻遏
答案：D
本题考点：基因表达的诱导