協(xié)和醫(yī)學(xué)院2011基因分子生物學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、1基因分子生物學(xué)期末復(fù)習(xí)題總結(jié)（選擇和填空各五十分）(閉卷的話只背這些就夠了然后認(rèn)真看出填空題的老師的課件)一一controlofprokaryoticgeneexpression（原核原核）Ⅰ名詞名詞1.Operon操縱子，是基因表達(dá)調(diào)控的基本單位，包含結(jié)構(gòu)基因、操縱基因等一些相鄰基因組成的DNA片段，其中操縱基因可被調(diào)節(jié)蛋白識(shí)別并調(diào)控，結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)又受到操縱基因的調(diào)控。2.Inducibleoperon可誘導(dǎo)操縱子，當(dāng)環(huán)境出現(xiàn)某一

2、小分子時(shí)，與代謝相關(guān)的基因表達(dá)，即誘導(dǎo)物所誘導(dǎo)的操縱子為可誘導(dǎo)操縱子，如lac操縱子，在誘導(dǎo)物作用下可產(chǎn)生本身代謝所需要的酶。3.Operat操縱基因，是操縱子結(jié)構(gòu)基因前的DNA區(qū)段，可以結(jié)合阻遏物或活化物。常位于基因啟動(dòng)子的后面或與啟動(dòng)子重疊，可控制臨近結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。4.Corepress輔阻遏物，阻遏蛋白與某一個(gè)小分子結(jié)合后活性被激活，阻止產(chǎn)生合成這種小分子相關(guān)的酶，那么這種小分子稱為~~，例如色氨酸。5.Repressibleo

3、peron可阻遏操縱子，共阻遏物所抑制的操縱子為可阻遏操縱子，即共阻遏物的存在可以抑制結(jié)構(gòu)基因所編碼酶的表達(dá)，如trp操縱子等氨基酸合成相關(guān)的操縱子。6.Attenuat衰減子，是E.coliTrp操縱子一段特殊的調(diào)控序列。位于上游啟動(dòng)子與第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因之間，是Trp操縱子含有的一個(gè)特殊調(diào)節(jié)序列，色氨酸操縱子的前導(dǎo)序列有4個(gè)關(guān)鍵區(qū)，當(dāng)大腸桿菌細(xì)胞中色氨酸水平較高，核糖體迅速的翻譯前導(dǎo)序列中的序列1，生成14肽，并在轉(zhuǎn)錄序列3之前占據(jù)序列

4、2轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，以致前導(dǎo)序列轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物序列3和序列4互補(bǔ)，形成類似終止子的衰減子結(jié)構(gòu)。.7.Alarmones信號(hào)素，原核生物應(yīng)急反應(yīng)中所產(chǎn)生的信號(hào)分子，ppGpppppGpp(鳥苷45磷酸)它們通過(guò)與靶蛋白的結(jié)合來(lái)改變其活性即刻產(chǎn)生調(diào)控作用，從而對(duì)代謝做出調(diào)節(jié)。8.Prophage原噬菌體，某些溫和噬菌體侵染細(xì)菌后，其DNA整合到宿主染色體上，處于整合狀態(tài)的噬菌體DNA為原噬菌體。它是繁殖和傳遞噬菌體本身遺傳信息的一種重要方式。9.Ribo

5、switch核糖開關(guān)，是原核生物中一類調(diào)節(jié)RNA元件，它可以直接感受小分子的代謝來(lái)控制轉(zhuǎn)錄和翻譯，是不依賴調(diào)控蛋白的一種調(diào)節(jié)方式。10.sRNAs細(xì)菌內(nèi)小RNA，sRNAs是細(xì)菌內(nèi)長(zhǎng)80~100nt的RNA調(diào)控序列。它們一般不由大的RNA前體形成，而是被自身基因所編碼產(chǎn)生。大多數(shù)的sRNA通過(guò)與靶mRNA配對(duì)來(lái)抑制轉(zhuǎn)錄，有些情況也促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。11.AntisenseRNAs反義RNA，由DNA鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生。一個(gè)RNA可以與某一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄出的

6、mRNA互補(bǔ)，那么這個(gè)RNA則稱為此mRNA的反義RNA，抑制mRNA的翻譯，主要在翻譯水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)的一種RNA（少數(shù)可調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄）。Ⅱ簡(jiǎn)答簡(jiǎn)答1.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述lacoperon的調(diào)控機(jī)制的調(diào)控機(jī)制。Lac操縱子由操縱基因O、結(jié)構(gòu)基因Z、Y、A及調(diào)節(jié)基因組成。lac操縱子在啟動(dòng)子的35區(qū)缺乏UP元件，為弱啟動(dòng)子。CAP和Repress分別通過(guò)影響RNAP與啟動(dòng)子的結(jié)合來(lái)對(duì)lac基因進(jìn)行調(diào)控。是通過(guò)CAP蛋白的正調(diào)節(jié)和Repress的負(fù)

7、調(diào)節(jié)這兩種調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的3原核激活蛋白作用的主要機(jī)制有二：1）通過(guò)募集RNA聚合酶激活轉(zhuǎn)錄，如lac操縱子的激活蛋白；2）通過(guò)變構(gòu)作用激活RNAP：ⅰ改變RNAP的構(gòu)象使啟動(dòng)子活化，如glnA啟動(dòng)子的NtrC激活蛋白；ⅱ誘導(dǎo)啟動(dòng)子DNA構(gòu)象改變，如merT啟動(dòng)子的MerR激活蛋白。1）CAP:募集作用，與RNAP協(xié)同來(lái)起始轉(zhuǎn)錄；2）NtrC：與RNAP作用，利用NtrC的ATPase的活性，水解ATP所釋放的能量來(lái)改變RNAP的構(gòu)象，使得

8、它從close狀態(tài)變?yōu)閛pen；3）MerR：改變啟動(dòng)子區(qū)的DNA的構(gòu)象，縮短DNA35區(qū)和10區(qū)之間的距離，并且使DNA發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而使35區(qū)和10區(qū)朝同一側(cè)。6.舉例說(shuō)明原核舉例說(shuō)明原核represss的主要作用機(jī)制。的主要作用機(jī)制。原核阻遏蛋白的作用機(jī)制有二：1）抑制RNAP跟啟動(dòng)子的結(jié)合，由于阻遏蛋白結(jié)合位點(diǎn)與RNAP的結(jié)合位點(diǎn)有重疊區(qū)，因此RNAP被排斥，如laz操縱子中的Lac阻遏蛋白；2）阻遏蛋白結(jié)合到非啟動(dòng)子位點(diǎn)，與RN

9、AP相互作用，從而抑制轉(zhuǎn)錄起始，如E.coli的Gal阻遏蛋白。8.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述trpoperon的調(diào)控機(jī)制的調(diào)控機(jī)制。Trp操縱子（typoperon）負(fù)責(zé)Trp的生物合成，包括啟動(dòng)子，操縱基因及5個(gè)結(jié)構(gòu)基因。在第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因的上游有一段簽到序列，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以分為4個(gè)區(qū)域，通過(guò)配對(duì)調(diào)控基因表達(dá)。當(dāng)培養(yǎng)基中有足夠的Trp時(shí)，這個(gè)操縱子自動(dòng)關(guān)閉，缺乏Trp時(shí)操縱子被打開，trp基因表達(dá)，Trp或與其代謝有關(guān)的某種物質(zhì)在阻遏過(guò)程中起作用。Tr

10、p操縱子的調(diào)控機(jī)制主要有兩種：1）阻遏作用：trp操縱子轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控是通過(guò)Trp阻遏蛋白實(shí)現(xiàn)的。在色氨酸的存在下，它結(jié)合到Trp抑制子上，誘導(dǎo)該蛋白構(gòu)象改變，可結(jié)合于操縱基因，抑制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。但該負(fù)調(diào)控的能力相對(duì)較低，此過(guò)程中色氨酸為輔阻遏物。2）衰減作用：trp操縱子轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控是通過(guò)衰減作用實(shí)現(xiàn)的。原核生物轉(zhuǎn)錄翻譯偶聯(lián)，當(dāng)轉(zhuǎn)錄開始后一段時(shí)間，若E.coli中Trp水平較高，核糖體迅速地翻譯出前導(dǎo)序列中的序列1，生成14肽，并

11、占據(jù)序列2區(qū)域，使前導(dǎo)序列轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3和4互補(bǔ)，形成類似終止子的衰減子結(jié)構(gòu)；如果Trp水平較低，核糖體在序列1處翻譯出9肽產(chǎn)物，使得序列2和3互補(bǔ)，阻止了衰減子的形成，使轉(zhuǎn)錄繼續(xù)進(jìn)行。通過(guò)Trp的濃度在轉(zhuǎn)錄、翻譯2個(gè)層次調(diào)節(jié)基因表達(dá)。9.細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)環(huán)境極差（如缺乏氨基酸）時(shí)如何進(jìn)行應(yīng)急反應(yīng)？細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)環(huán)境極差（如缺乏氨基酸）時(shí)如何進(jìn)行應(yīng)急反應(yīng)？在缺乏氨基酸的環(huán)境下，細(xì)菌會(huì)停止大部分活動(dòng)，應(yīng)急反應(yīng)會(huì)使RNA水平降低5~10%，使兩種信號(hào)素ppG

12、pp及pppGpp聚集，它們通過(guò)與靶蛋白的結(jié)合來(lái)改變其活性。未負(fù)載的tRNA與A位點(diǎn)結(jié)合，觸發(fā)應(yīng)急反應(yīng)，RelA被活化，合成（p）ppGpp，它們降低了某些基因如rDNA的轉(zhuǎn)錄或者是增加另一些基因的轉(zhuǎn)錄，部分是因?yàn)楦淖兞伺cRNAP的結(jié)合及改變RNAP啟動(dòng)子的特異性。10.細(xì)菌如何利用細(xì)菌如何利用Riboswitch調(diào)控基因表達(dá)？調(diào)控基因表達(dá)？核糖開關(guān)常包含兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：適體結(jié)構(gòu)域(AD)及表達(dá)結(jié)構(gòu)域(EPD)。調(diào)控機(jī)制：核糖開關(guān)的適體結(jié)構(gòu)