真核生物基因表达调控

第十章作业1.简述真核生物基因表达调控的7个层次。①染色体和染色质水平上的结构变化与基因活化②转录水平上的调控，包括基因的开与关，转录效率的高与低③RNA加工水平的调控，包括对出事转录产物的特异性剪接、修饰、编辑等。④转录后加工产物在从细胞核向细胞质转运过程中所受到的调控⑤在翻译水平上的控制，即对哪一种mRNA结合核糖体进行翻译的选择以及蛋白质成量的控制⑥对蛋白质合成后选择性地被激活的控制，蛋白质和酶分子水平上的剪接等的控制⑦对mRNA选择性降解的调控2.真核基因表达调控与原核生物相比有何异同？相同点：①与原核基因的调控一样，真核基因表达调控也有转录水平调控和转录后水平的调控，并且也以转录水平调控为最重要；②在真核结构基因的上游和下游(甚至内部)也存在着许多特异的调控成分，并依靠特异蛋白因子与这些调控成分的结合与否调控基因的转录。不同点：①原核细胞的染色质是裸露的DNA，而真核细胞染色质则是由DNA与组蛋白紧密结合形成的核小体。②在原核基因转录的调控中，既有激活物参与的正调控，也有阻遏物参与的负调控，二者同等重要。③原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的，即在转录尚未完成之前翻译便已开始。④真核生物大都为多细胞生物，在个体发育过程中发生细胞分化后，不同细胞的功能不同，基因表达的情况也就不一样，某些基因仅特异地在某种细胞中表达，称为细胞特异性或组织特异性表达，因而具有调控这种特异性表达的机制。3.DNA甲基化对基因表达的调控机制。甲基化抑制基因转录的机制：DNA甲基化会导致某些区域DNA构象改变，包括甲基化后染色质对于核酸酶或限制性内切酶的敏感度下降，更容易与组蛋白H1相结合，DNaseⅠ超敏感位点丢失，使染色质高度螺旋化,凝缩成团,直接影响了转录因子与启动区DNA的结合效率的结合活性，不能启始基因转录。DNA的甲基化不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了转录活性。4.转录因子结合DNA的结构基序（结构域）有哪几类？①螺旋-转折-螺旋②锌指结构③碱性-亮氨酸拉链④碱性-螺旋-环-螺旋5.真核基因转调控中有几种方式能够置换核小体？①占先模式：可以解释转录时染色质结构的变化。该模型认为基因能否转录取决于特定位置上组蛋白和转录因子之间的不可逆竞争性结合。②动态模式该模型认为转录因子与组蛋白处于动态竞争之中，基因转录前染色质必须经历结构上的改变，即转换核小体中的全部或部分成分并重新组装，这个耗能的基因活化过程称为染色质重构6.简述真核生物转录水平调控过程。真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程：①转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFⅡD结合TATA盒；RNA聚合酶识别并结合TFⅡD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物。在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。②反式作用因子：一般具有三个功能域（DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域）；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用。③转录起始的调控：⑴反式作用因子的活性调节：a.表达式调节——反式作用因子合成出来就具有活性；b.共价修饰——磷酸化和去磷酸化，糖基化；c.配体结合——许多激素受体是反式作用因子；d.蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。⑵反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。⑶反式作用因子的作用方式——成环、扭曲、滑动、Oozing。⑷反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。7.解释下列名词：异染色质、活性染色质、印记基因、占先模型、CpG岛、绝缘子、GC盒、基础转录异染色质：折叠压缩程度高，处于凝集状态，经碱性染料染色着色深。活性染色质：活性染色质是指具有转录活性的染色质。印记基因：由表观遗传修饰决定的，来源于双亲的特异性表达的基因。占先模型：可以解释转录时染色质结构的变化。该模型认为基因能否转录取决于特定位置上组蛋白和转录因子之间的不可逆竞争性结合。CpG岛：CpG二核苷酸序列通常成串出现并零散地分布于基因组中，此序列被称为CpG岛。绝缘子：是近年发现的一类特殊顺式作用元件，它不同于增强子，其功能是阻止激活或阻遏作用在染色质上的传递，使染色质的活性限定于结构域之内。GC盒：有两个拷贝，位于CAAT框的两侧，由GGCGGG组成，是一个转录调节区，有激活转录的功能。基础转录：是指由核心启动子与通用转录因子结合后起始的转录过程。第十一章作业1.试述病毒与肿瘤之间的关系肿瘤：失去接触抑制而无限分裂的一群细胞。分为良性和恶性两大类。病毒癌基因：致瘤病毒中能在体内诱发肿瘤并在体外引起细胞转化的基因。编码病毒癌基因的主要有DNA病毒和RNA病毒。大约有15%-20%的癌症是由病毒感染引起的。DNA转化病毒的早期基因含有多功能癌基因。致癌潜能存在于一种功能或一组相关的功能之中，这些功能在病毒裂解周期的早期就被激活。当转化发生时，相应基因整合到宿主的基因组中，并且呈组成型表达。2.简述细胞中原癌基因转变为癌基因的主要途径①点突变：原癌基因活化是导致癌变最常见的机制。②LTR插入：当LTR插入原癌基因启动子区域或邻近部位后，可从根本上改变基因的正常调控规律。③基因重排④缺失：很多原癌基因5’上游区存在负调控序列，一旦该序列发生缺失或突变，就丧失抑制基因表达调控的能力。④基因扩增：使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增加可用的转录模板。3.什么是传统疫苗，什么是基因工程疫苗？传统疫苗：采用病原微生物及其代谢产物，经过人工减毒、脱毒、灭活等方法制成的疫苗。基因工程疫苗：是指用基因工程的方法，表达病原微生物的一段基因序列，将表达产物(多数是无毒性、无感染能力，但具有较强的免疫原性)用作疫苗，例如正在使用的大多数乙型肝炎疫苗就是基因工程疫苗。4.什么是基因治疗？基因治疗是将具有治疗价值的基因，即“治疗基因”装配于带有在人体细胞中表达所必备元件的载体中，导入人体细胞，直接进行表达。基因治疗操作必须将基因直接导入人体细胞，技术难度大、安全要求高。