原核生物基因表达

《原核生物基因表达调控》练习题及答案一、名词解释1.基因表达调控答案：所有生物的信息，都是以基因的形式储存在细胞内的DNA（或RNA）分子中，随着个体的发育，DNA分子能有序地将其所承载的遗传信息，通过密码子-反密码子系统，转变成蛋白质或功能RNA分子，执行各种生理生物化学功能。

这个从DNA到蛋白质或功能RNA的过程被称之为基因表达，对这个过程的调节称之为基因表达调控。

2.组成性基因表达答案：是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。

其基因表达产物通常是对生命过程必须的或必不可少的，一般只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，且较少受环境因素的影响及其他机制调节，也称为基本的基因表达。

3.管家基因答案：某些基因产物对生命全过程都是必须的获必不可少的。

这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中均表达，被称为管家基因。

4.诱导表达答案：是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。

5.阻遏表达答案：是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。

6.反式作用因子答案：又称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。

它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另一基因的转录。

7.操纵子答案：是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。

8.SD序列答案：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。

根据首次识别其功能意义的科学家命名。

9.阻遏蛋白答案：是一类在转录水平对基因表达产生负控作用的蛋白质，在一定条件下与DNA结合，一般具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。

原核生物基因表达调控概述基因表达调控是生物体内基因表达调节控制机制，使细胞中基因表达的过程在时间，空间上处于有序状态，并对环境条件的变化做出适当的反应复杂过程。

1.基因表达调控意义在生命活动中并不是所有的基因都同时表达，代谢过程中所需各种酶和蛋白质基因以及构成细胞化学成分的各种编码基因，正常情况下是经常表达的，而与生物发育过程有关的基因则需在特定的时空才表达，还有许多基因被暂时的或永久的关闭而不来表达。

2.原核基因表达调控特点原核生物基因表达调控存在于转录和翻译的起始、延伸和终止的每一步骤中。

这种调控多以操纵子为单位进行，将功能相关的基因组织在一起，同时开启或关闭基因表达即经济又有效，保证其生命活动的需要。

调控主要发生在转录水平，有正、负调控两种机制在转录水平上对基因表达的调控决定于DNA的结构，RNA 聚合酶的功能、蛋白质因子及其他小分子配基的相互作用。

细菌的转录和翻译过程几乎在同一时间内相互偶联。

细胞要控制各种蛋白质在不同时期的表达水平，有两条途径：（1）细胞控制从其DNA模板上转录其特异的mRNA的速度，这是一条经济的途径，可减少从mRNA合成蛋白质的小分子物质消耗，这是生物长期进化过程中自然选择的结果，这种控制称为转录水平调控。

（2）在mRNA合成后，控制从mRNA翻译肽链速度，包括一些与翻译有关的酶及其复合体分子缔合的装配速度等过程。

这种蛋白质合成及其基因表达的控制称为翻译水平的调控。

二.原核生物表达调控的概念（1）细菌细胞对营养的适应细菌必须能够广泛适应变化的环境条件。

这些条件包括营养、水分、溶液浓度、温度，pH等。

而这些条件须通过细胞内的各种生化反应途径，为细胞生长的繁荣提供能量和构建细胞组分所需的小分子化合物。

（2）顺式作用元件和反式作用元件基因活性的调节主要通过反式作用因子与顺式作用元件的相互作用而实现。

反式作用因子的编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列在同一个DNA分子上。

RNA聚合酶是典型的反式作用因子。

原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节①结构基因均有调控序列；②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；2.不同点:①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。

真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。

②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。

③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。

④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。

⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。

原核生物基因以操纵子的形式存在。

转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。

翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。

真核生物基因表达的调控环节较多：在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。

在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TA TA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。

在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。

在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。

真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。

原核生物基因表达调控的基本结构单元介绍
原核生物是一类单细胞生物，其基因表达调控的基本结构单元通常包括以下几个主要组成部分：
1. 启动子（Promoter）：启动子是基因的调控区域之一，位于基因的上游区域，通常包含一个TATA盒等核酸序列。

启动子的作用是吸引RNA聚合酶，这是一个关键的酶，用于合成RNA 的新链。

RNA聚合酶结合到启动子后，开始转录过程。

2. 运算子（Operator）：运算子是原核生物中的一段DNA序列，通常位于启动子和基因之间。

它是一种特定的序列，可以与调控蛋白质（如诱导子或抑制子）结合，以控制基因的转录。

当运算子结合到调控蛋白质时，可以影响RNA聚合酶的能力。

3. 基因（Gene）：基因包含了编码蛋白质的DNA序列，其转录和翻译会产生蛋白质。

基因的启动子和终止子之间的DNA序列被转录为RNA，然后通过翻译产生蛋白质。

4. 调控蛋白质：原核生物中，调控蛋白质是一类能够与运算子结合的蛋白质，可以在基因表达调控过程中起到关键作用。

有诱导子（inducers）和抑制子（repressors）两种类型的调控蛋白质。

诱导子能够激活基因的转录，而抑制子能够阻止或减慢基因的转录。

5. RNA聚合酶：RNA聚合酶是一种酶，它负责合成RNA链的新链。

RNA聚合酶在启动子的帮助下结合到DNA，并开始转录过程。

它在原核生物的基因表达调控中起到关键作用，因为它决定了是否会合成特定基因的RNA。

这些基本结构单元共同协同工作，以确保原核生物的基因表达调控能够适应环境的变化，使细胞能够在不同条件下产生所需的蛋白质。

这一过程是原核生物的适应性和生存的关键。

原核基因的表达原核基因的表达是指在原核生物中，基因通过转录和翻译的过程转化为蛋白质的过程。

原核基因的表达是生物体正常生理活动的基础，对维持细胞的功能和生存至关重要。

原核基因的表达主要包括两个过程：转录和翻译。

转录是指DNA 的信息通过RNA聚合酶酶的作用，转录为mRNA的过程。

在原核生物中，转录发生在细胞质中，无需核糖体的参与。

转录的过程包括启动、延伸和终止三个阶段。

启动阶段是指RNA聚合酶与DNA 结合，形成开放复合物的过程。

延伸阶段是指RNA聚合酶沿着DNA链进行移动，合成mRNA链的过程。

终止阶段是指RNA聚合酶遇到终止信号，停止合成mRNA链的过程。

翻译是指mRNA的信息通过核糖体的作用，转化为蛋白质的过程。

在原核生物中，翻译发生在细胞质中的核糖体上。

翻译的过程包括起始、延伸和终止三个阶段。

起始阶段是指核糖体与mRNA的起始密码子结合，形成起始复合物的过程。

延伸阶段是指核糖体沿着mRNA链进行移动，合成蛋白质的过程。

终止阶段是指核糖体遇到终止密码子，停止合成蛋白质的过程。

原核基因的表达受到多种调控因子的调控。

其中包括启动子、转录因子和启动子区域的甲基化等。

启动子是指位于基因上游的DNA 序列，与RNA聚合酶结合，启动转录过程。

转录因子是指能够结合到启动子上的蛋白质，调控转录的起始和速率。

启动子区域的甲基化是指DNA上的甲基基团与转录因子结合，影响启动子的结构和功能。

原核基因的表达还受到环境因素的影响。

一些环境条件，如温度、pH值和营养物质的浓度等，可以改变细胞内的代谢状态，进而影响基因的表达。

例如，一些细菌在低温下可以产生一种特殊的蛋白质，帮助它们适应寒冷环境。

原核基因的表达异常会导致细胞功能的紊乱甚至细胞死亡。

例如，某些细菌感染病原体时，病原体的基因可以通过改变宿主细胞的基因表达来逃避免疫系统的攻击。

此外，某些基因的表达异常还与一些遗传疾病的发生相关。

例如，某些突变导致基因的表达异常，从而引起先天性疾病。

原核生物基因表达特点
以下是 8 条关于原核生物基因表达特点的内容：
1. 嘿，你知道吗，原核生物基因表达那可是相当直接啊！就好像短跑选手，听到发令枪响就立马冲出去。

比如说大肠杆菌，它的基因表达快速得很呢！基因说启动就启动，一点都不拖泥带水，这多干脆呀！
2. 哇塞，原核生物基因表达还有个特点呢，它很高效呀！就如同一个精密的机器，迅速而准确地运转。

像双歧杆菌，在适宜的环境下，基因表达那效率，高得惊人，你能不佩服吗？
3. 原核生物基因表达可不简单呐！它具有连续性哦。

想象一下，如同一场接力赛跑，一个环节紧接一个环节，不间断。

就拿枯草芽孢杆菌来说，基因表达就是这样持续进行，多厉害呀！
4. 嘿呀，原核生物基因表达还能快速调整呢，这简直太神奇了！就跟我们根据不同情况换衣服一样灵活。

比如说乳酸菌，在不同条件下，基因表达能够快速地做出改变，牛不牛？
5. 原核生物基因表达真的很特别哟！它有协同性呢。

就好像一群人一起合作完成一件大事，紧密配合。

就像蓝细菌，它的基因表达可不是单打独斗，而是相互协同，这感觉多棒啊！
6. 哎呀呀，原核生物基因表达还有个好玩的特点，多顺反子呀！这就像是一个大礼包，里面好多好东西呢。

举个例子，沙门氏菌就是这样，一个mRNA 可以编码多个蛋白质，多有意思呀！
7. 原核生物基因表达的调控相对简单呢，这是不是很让人惊讶？就像操作一个简单的玩具一样，容易上手。

比如变形杆菌，它的基因表达调控没那么复杂，多直接呀！
8. 原核生物基因表达真的是独具特色啊！简单高效，快速灵活，还能协同合作，多有意思呀！所以说，原核生物的基因表达有着自己独特的魅力，千万不要小看它们哦！。