生物化学_基因表达的调控
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生物化学中的基因表达调控生物体内的基因表达调控是一项关键的生物化学过程,它决定了基因的表达水平和基因产物的功能。
这个调控系统以多种复杂的方式调节基因的表达,以适应细胞内和细胞外环境的变化。
本文将介绍基因表达调控的机制和其在生物化学中的重要性。
一、基因表达调控的概述基因表达调控是指细胞如何决定在何时、何地和何种程度上表达特定基因的过程。
这种调控是细胞内复杂网络的结果,涉及到DNA序列、蛋白质因子和其他细胞组分的相互作用。
二、转录调控在基因表达的第一步中,DNA序列被转录成RNA,这一过程称为转录。
转录调控是一种主要的基因表达调控机制,通过控制转录的起始和终止来调节基因的表达水平。
这种调控包括DNA序列中的启动子区域和转录因子的相互作用。
三、转录后调控转录后调控是指在转录结束后,通过调节RNA的处理、稳定性和翻译效率来调控基因表达。
这种调控包括RNA修饰、剪接和降解等过程。
转录后调控对于基因调控的精确性和适应性具有重要作用。
四、表观遗传调控表观遗传调控是指通过改变染色质结构和DNA甲基化状态来调控基因表达。
这种调控是长期稳定的,可以由环境因素和遗传变异所影响。
表观遗传调控在细胞分化、发育和疾病发生中起着重要的作用。
五、信号传导调控细胞内外的信号分子可以通过信号传导通路直接或间接地调节基因的表达。
这种调控机制可以迅速地响应环境变化,调节基因表达以满足细胞的需要。
信号传导调控在细胞生命活动中起着非常关键的作用。
六、miRNA调控miRNA是一类小分子RNA,通过与靶基因的mRNA结合来抑制其翻译或降解,从而调节基因表达。
miRNA调控是一种重要的基因表达调控机制,参与细胞增殖、分化和生理病理过程。
七、基因表达调控的重要性基因表达调控在生物化学中具有重要的意义。
它使细胞能够对环境变化做出适应性反应,并在细胞生命周期的不同阶段保持基因表达的稳定性和精确性。
基因表达调控的异常可能导致疾病的发生和发展。
总结:基因表达调控在生物化学中是一个复杂而重要的过程。
第十三章基因表达调控一、基因表达调控基本概念与原理:1.基因表达的概念:基因表达(gene expression)就是指在一定调节因素的作用下,DNA 分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA,或由此引起特异性蛋白质合成的过程。
2.基因表达的时间性及空间性:⑴时间特异性:基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生,以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。
故又称为阶段特异性。
⑵空间特异性:基因表达的空间特异性(spatial specificity)是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段,同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同,从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。
故又称为细胞特异性或组织特异性。
3.基因表达的方式:⑴组成性表达:组成性基因表达(constitutive gene expression)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需的或必不可少的,且较少受环境因素的影响。
这类基因通常被称为管家基因(housekeeping gene)。
⑵诱导和阻遏表达:诱导表达(induction)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。
这类基因称为可诱导基因。
阻遏表达(repression)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。
这类基因称为可阻遏基因。
4.基因表达的生物学意义:①适应环境、维持生长和增殖。
②维持个体发育与分化。
5.基因表达调控的基本原理:⑴基因表达的多级调控:基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段,因此基因表达的调控可分为转录水平(基因激活及转录起始),转录后水平(加工及转运),翻译水平及翻译后水平,但以转录水平的基因表达调控最重要。
⑵基因转录激活调节基本要素:①顺式作用元件:顺式作用元件(cis-acting element)又称分子内作用元件,指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。
《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。
生物化学(本科)第十章基因表达调控及其相关细胞信号转导通路
随堂练习与参考答案
第一节概述第二节原核基因的转录调控第三节真核基因的转录调控第四节相关细胞信号转导通路
1. (单选题)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
参考答案:B
2. (单选题)分解代谢物基因激活蛋白(CAP)对乳糖操纵子表达的影响是( )
A. 正性调控
B. 负性调控
C. 正性调控、负性调控都可能
D. 无调控作用
E. 可有可无
参考答案:A
3. (单选题)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.内含于
E.外显子
参考答案:C
4. (单选题)目前认为基因表达调控的主要环节是( )
A. 翻译后加工
B. 转录起始
C. 翻译起始
D. 转录后加工
E. 基因活化
参考答案:B。
基因表达调控一、单项选择题1.基因表达产物是A.RNAB.DNAC.蛋白质D.DNA和蛋白质E.RNA和蛋白质2. 基因表达调控可在多级水平上进行,但其基本控制点是:A.基因活化, B.转录起始 C.转录后加工D.翻译 E.翻译后加工3. 关于管家基因叙述错误的是A. 在生物个体的几乎各生长阶段持续表达B. 在生物个体的几乎所有细胞中持续表达C. 在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达D. 在生物个体的某一生长阶段持续表达E. 在一个物种的几乎所有个体中持续表达4. 下列情况不属于基因表达阶段特异性的是,一个基因在A. 胚胎发育过程不表达,出生后表达B. 胚胎发育过程表达,在出生后不表达C.分化的骨骼肌细胞表达,在未分化的心肌细胞不表达D. 分化的心肌细胞表达,在未分化的心肌细胞不表达E. 分化的心肌细胞不表达,在未分化的心肌细胞表达5. 一个操纵子通常含有A. 数个启动序列和一个编码基因B. 一个启动序列和数个编码基因C. 一个启动序列和一个编码基因D. 两个启动序列和数个编码基因E. 数个启动序列和数个编码基因6. 操纵子的基因表达调节系统属于: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7.在乳糖操纵子的基因表达中,乳糖的作用是:A.作为阻遏物结合于操纵基因B.作为辅阻遏物结合于阻遏物C.使阻遏物变构而失去结合DNA的能力D.抑制阻遏基因的转录E.使RNA聚合酶变构而活性增加8. Lac操纵子的阻遏蛋白由A. Z基因编码B. Y基因编码C. A基因编码D. I基因编码E. 以上都不是9. 阻遏蛋白识别操纵子的A 启动基因B 结构基因C 操纵基因D 内含子E 外显子10. 分解代谢物基因激活蛋白(CAP)对乳糖操纵子表达的影响是:A 正性调控B 负性调控C 正/负调控D 无控制作用E 可有可无11.cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在A 葡萄糖及cAMP浓度极高时B 没有葡萄糖及cAMP较低时C 没有葡萄糖及cAMP较高时D 有葡萄糖及cAMP较低时E 有葡萄糖及CAMP较高时12.与DNA结合并阻止转录进行的蛋白质是A.正调控蛋白B.反式作用因子C.诱导物D.分解代谢基因活化蛋白E.阻遏物13. 色氨酸操纵子调节过程涉及A. 转录水平调节B. 转录延长调节C. 转录激活调节D. 翻译水平调节E. 阻遏蛋白和“衰减子”调节14.当培养基中色氨酸浓度较大时,色氨酸操纵子处于:A.诱导表达B.阻遏表达C.基本表达D.组成表达E.协调表达15.顺式作用元件是指A. 非编码序列B. TATA盒C. GC盒D.具有调节功能的特异DNA序列E. 具有调节功能的蛋白质16. 反式作用因子是指A. 对自身基因具有激活功能的调节蛋白B. 对另一基因具有激活功能的调节蛋白C. 具有激活功能的调节蛋白D. 具有抑制功能的调节蛋白E. 对特异基因转录具有调控作用的一类调节蛋白17.关于启动子的叙述下列哪一项是正确的?A.开始被翻译的DNA序列B.开始转录成mRNA的DNA序列C.开始结合RNA聚合酶的DNA序列D.产生阻遏物的基因E.阻遏蛋白结合的DNA序列18. 大多数处于活化状态的真核基因对Dnase IA. 高度敏感B. 低度敏感C. 中度敏感D. 不敏感E. 不一定19. 构成最简单的启动子的常见功能组件是A. TATA盒B. GC盒C. CAAT盒D. 上游调控序列(UAS)E. 以上都不是20. 基本转录因子中直接识别、结合TATA盒的是A. TFII AB. TFII BC. TFII CD. TFII DE. TFII E二、多项选择题1.基因表达调控可以发生在A.转录水平B.复制水平C.转录起始D.翻译水平E.翻译后水平2.参与原核基因表达调控的有A.阻遏蛋白B.激活蛋白C.基本转录因子D.σ特异因子E.某些小分子化合物3.真核基因表达调控特点是:A.正性调控占主导B.负性调控占主导C.转录与翻译分隔进行D. 转录与翻译偶联进行E.伴有染色体结构变化4.下述蛋白质基因表达具有组织特异性的是A.磷酸甘油醛脱氢酶B.胰岛素C.血红蛋白D.HMG CoA裂解酶E.丙酮酸脱氢酶5.顺式作用元件必须与下列因子特异结合才能发挥转录调节活性A.启动子B.增强子C.沉默子D.蛋白因子E.反式作用因子6.一个操纵子必含有A.一个编码基因B.数个编码基因C.一个启动序列D.一个操纵序列E.数个启动序列7.在lac操纵子中起调控作用的是A.I基因B.P序列C.Y基因D.O序列E.Z基因8.通常组成启动子的元件有A.TATA盒B.UAS序列C.CAAT盒D.转录起始点E.GC盒9.在乳糖操纵子机制中起正性调节的因素是A.阻遏蛋白去阻遏B.cAMP水平升高C.葡萄糖水平升高D.cAMP水平降低E.葡萄糖水平降低10.基因表达产物可以是A.tRNAB.mRNAC.rRNAD.多肽链E.蛋白质11.乳糖操纵子的诱导剂是A.葡萄糖B. IPTGC.β-半乳糖苷酶D.透酶E.乳糖12.下面关于启动子的描述正确的是:A 作为模板转录成RNAB 属于顺式作用元件部分的特异碱基序列C 具有多聚U尾巴和回文结构D 作为RNA聚合酶结合并启动转录的碱基序列E. 是RNA上的特异碱基序列三、填空题1 .基因表达的终产物可以是 _________ ,也可以是 _________ 。
基因表达调控一、选择题(一)A 型选择题1 .基因表达调控的最基本环节是A .染色质活化B .基因转录起始C .转录后的加工D .翻译E .翻译后的加工2 .将大肠杆菌的碳源由葡萄糖转变为乳糖时,细菌细胞内不发生A .乳糖→ 半乳糖B .cAMP 浓度升高C .半乳糖与阻遏蛋白结合D .RNA 聚合酶与启动序列结合E .阻遏蛋白与操纵序列结合3 .增强子的特点是A .增强子单独存在可以启动转录B .增强子的方向对其发挥功能有较大的影响C .增强子不能远离转录起始点D .增强子增加启动子的转录活性E .增强子不能位于启动子内4 .下列那个不属于顺式作用元件A .UASB .TATA 盒C .CAAT 盒D .Pribnow 盒E .GC 盒5 .关于铁反应元件(IRE )错误的是A .位于运铁蛋白受体(TfR) 的mRNA 上B .IRE 构成重复序列C .铁浓度高时IRE 促进TfR mRNA 降解D .每个IRE 可形成柄环节构E .IRE 结合蛋白与IRE 结合促进TfR mRNA 降解6 .启动子是指A .DNA 分子中能转录的序列B .转录启动时RNA 聚合酶识别与结合的DNA 序列C .与阻遏蛋白结合的DNA 序列D .含有转录终止信号的DNA 序列E .与反式作用因子结合的RNA 序列7 .关于管家基因叙述错误的是A .在同种生物所有个体的全生命过程中几乎所有组织细胞都表达B .在同种生物所有个体的几乎所有细胞中持续表达C .在同种生物几乎所有个体中持续表达D .在同种生物所有个体中持续表达、表达量一成不变E .在同种生物所有个体的各个生长阶段持续表达8 .转录调节因子是A .大肠杆菌的操纵子B .mRNA 的特殊序列C .一类特殊的蛋白质D .成群的操纵子组成的凋控网络E .产生阻遏蛋白的调节基因9 .对大多数基因来说,CpG 序列高度甲基化A .抑制基因转录B .促进基因转录C .与基因转录无关D .对基因转录影响不大E .既可抑制也可促进基因转录10 .HIV 的Tat 蛋白的功能是A .促进RNA po l Ⅱ 与DNA 结合B .提高转录的频率C .使RNA pol Ⅱ 通过转录终止点D .提前终止转录E .抑制RNA pol Ⅱ 参与组成前起始复合物11 .活性基因染色质结构的变化不包括A .RNA 聚合酶前方出现正性超螺旋B .CpG 岛去甲基化C .组蛋白乙酰化D .形成茎- 环结构E .对核酸酶敏感12 .真核基因组的结构特点不包括A .真核基因是不连续的B .重复序列丰富C .编码基因占基因组的1%D .一个基因编码一条多肽链E .几个功能相关基因成簇地串连13 .功能性前起始复合物中不包括A .TF Ⅱ AB .TBPC .σ 因子D .initiator (Inr )E .RNA pol Ⅱ14 .tRNA 基因的启动子和转录的启动正确的是A .启动子位于转录起始点的5 ' 端B .TF ⅢC 是必需的转录因子,TF Ⅲ B 是帮助TF Ⅲ C 结合的辅助因子C .转录起始需三种转录因子TF Ⅲ A 、TF Ⅲ B 和TF Ⅲ CD .转录起始首先由TF Ⅲ B 结合A 盒和B 盒E .一旦TF Ⅲ B 结合,RNA 聚合酶即可与转录起始点结合并开始转录15 .基因转录激活调节的基本要素错误的是A .特异DNA 序列B .转录调节蛋白C .DNA- 蛋白质相互作用或蛋白质- 蛋白质相互作用D .RNA 聚合酶活性E .DNA 聚合酶活性16 .关于“基因表达”叙述错误的是A .基因表达并无严格的规律性B .基因表达具有组织特异性C .基因表达具有阶段特异性D .基因表达包括转录与翻译E .有的基因表达受环境影响水平升高或降低17 .关于基因诱导和阻遏表达错误的是A .这类基因表达受环境信号影响升或降B .可诱导基因指在特定条件下可被激活C .可阻遏基因指应答环境信号时被抑制D .乳糖操纵子机制是诱导和阻遏表达典型例子E .此类基因表达只受启动序列与RNA 聚合酶相互作用的影响18 .操纵子不包括A .编码序列B .启动序列C .操纵序列D .调节序列E .RNA 聚合酶19 .顺式作用元件是指A .编码基因5 ' 端侧翼的非编码序列B .编码基因3 ' 端侧翼的非编码序列C .编码基因以外可影响编码基因表达活性的序列D .启动子不属顺式作用元件E .特异的调节蛋白20 .关于反式作用因子不正确的是A .绝大多数转录因子属反式作用因子B .大多数的反式作用因子是DNA 结合蛋白质C .指具有激活功能的调节蛋白D .与顺式作用元件通常是非共价结合E .反式作用因子即反式作用蛋白21 .乳糖操纵子的直接诱导剂是A .乳糖B .半乳糖C .葡萄糖D .透酶E .β- 半乳糖苷酶22 .关于乳糖操纵子不正确的是A .当乳糖存在时可被阻遏B .含三个结构基因C .CAP 是正性调节因素D .阻遏蛋白是负性调节因素E .半乳糖是直接诱导剂23 .活化基因一个明显特征是对核酸酶A .高度敏感B .中度敏感C .低度敏感D .不度敏感E .不一定24 .lac 阻遏蛋白与lac 操纵子结合的位置是A .I 基因B .P 序列C .O 序列D .CAP 序列E .Z 基因25 .CAP 介导lac 操纵子正性调节发生在A .无葡萄糖及cAMP 浓度较高时B .有葡萄糖及cAMP 浓度较高时C .有葡萄糖及cAMP 浓度较低时D .无葡萄糖及cAMP 浓度较低时E .葡萄糖及cAMP 浓度均较低时26 .功能性的前起始复合物(PIC )形成稳定的转录起始复合物需通过TBP 接近A .结合了沉默子的转录抑制因子B .结合了增强子的转录抑制因子C .结合了沉默子的转录激活因子D .结合了增强子的转录激活因子E .结合了增强子的基本转录因子(二)B 型选择题A .操纵子B .启动子C .增强子D .沉默子E .转座子1 .真核基因转录激活必不可少2 .真核基因转录调节中起正性调节作用3 .真核基因转录调节中起负性调节作用4 .原核生物的基因调控机制是A .顺式作用元件B .反式作用因子C .顺式作用蛋白D .操纵序列E .特异因子5 .由特定基因编码,对另一基因转录具有调控作用的转录因子6 .影响自身基因表达活性的DNA 序列7 .由特定基因编码,对自身基因转录具有调控作用的转录因子8 .属于原核生物基因转录调节蛋白的是A .lac 阻遏蛋白B .RNA 聚合酶C .c AMPD .CAPE .转录因子9 .与CAP 结合10 .与启动序列结合11 .与操纵序列结合A .多顺反子B .单顺反子C .内含子D .外显子E .操纵子12 .真核基因转录产物13 .原核基因转录产物14 .真核基因编码序列A .UBF1B .SL 1C .ICRD .TF Ⅲ BE .UCE15 .RNA polⅠ 所需转录因子,并能与UCE 和核心元件结合16 .tRNA 和5S rRNA 基因的启动子17 .人rRNA 前体基因的启动子元件18 .tRNA 和5S rRNA 基因转录起始所需转录因子(三)X 型选择题1 .基因表达的方式有A .诱导表达B .阻遏表达C .组成性表达D .协调表达E .随意表达2 .基因表达终产物可以是A .核酸B .DNAC .RNAD .多肽链E .蛋白质3 .在遗传信息水平上影响基因的表达包括A .基因拷贝数B .基因扩增C .DNA 的甲基化D .DNA 重排E .转录后加工修饰4 .操纵子包括A .编码序列B .启动序列C .操纵序列D .调节序列E .顺式作用元件5 .下列哪些是转录调节蛋白A .特异因子B .阻遏蛋白C .激活蛋白D .组蛋白E .反式作用因子6 .基因转录激活调节的基本要素有A .特异DNA 序列B .转录调节蛋白C .DNA-RNA 相互作用D .DNA- 蛋白质相互作用E .蛋白质- 蛋白质相互作用7 .通常组成最简单的启动子的组件有A .TATA 盒B .GC 盒C .CAAT 盒D .转录起始点E .上游激活序列8 .关于启动子的叙述哪些是错误的A .开始转录生成m RNA 的DNA 序列B .m RNA 开始被翻译的序列C .RNA 聚合酶开始结合的DNA 序列D .阻遏蛋白结合DNA 的部位E .产生阻遏物的基因9 .基因表达过程中仅在原核生物中出现而真核生物没有的是A .AUG 用作起始密码子B .σ 因子C .电镜下的“ 羽毛状” 现象D .多顺反子m RNAE .多聚核糖体现象二、是非题1 .管家基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达,且表达水平是一成不变的。