基因表達(dá)調(diào)控習(xí)題

1、（一）名詞解釋1.操縱子；2 .啟動(dòng)子；3 .增強(qiáng)子；4 .衰減子；5 .反式作用因子；6 .降解物 基因活化蛋白；7.克隆技術(shù)；8 .限制性核酸內(nèi)切酶；9 .基因組DNA文庫；10 . cDNA文庫。（二）填充題1 .正調(diào)控和負(fù)調(diào)控是基因表達(dá)的兩種最基本的調(diào)節(jié)形式，其中原核細(xì)胞常用模式，而真核細(xì)胞常用模式。2 .在原核細(xì)胞中，由同一調(diào)控區(qū)控制的一群功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成一個(gè)基因表達(dá)調(diào) 控單位，稱為，其調(diào)控區(qū)包括基因和基因。3 .有些基因的表達(dá)較少受環(huán)境的影響，在一個(gè)生物體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，因 此被稱為；另有一些基因表達(dá)極易受環(huán)境的影響，在特定環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)

2、產(chǎn)物增加，這種基因是可的基因，相反，如果基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答時(shí)被抑制，這種基因是可的基因。4 .在基因重組技術(shù)中，切割DN刖,連接DN刖。5 .除噬菌體外，和也是分子克隆的常用載體。6 .用動(dòng)物病毒DNA改造的基因載體有和 。用于植物基因工程的常用載體是 。7 .將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌稱8 . Southern 印跡法、Northern 和轉(zhuǎn)移和鑒定的幾種常規(guī)技術(shù)。（三）選擇題（在備選答案中選出 1. 一個(gè)操縱子通常含有A. 一個(gè)啟動(dòng)序列和一個(gè)編碼基因 C.數(shù)個(gè)啟動(dòng)序列和一個(gè)編碼基因 E兩個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因2.A.B.C.D.E.3.A.C.E.4.A.,將噬菌體DNA專入細(xì)菌稱。印跡法和We

3、stern印跡法是分別用于研究1個(gè)或多個(gè)正確答案）B.一個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因D.數(shù)個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因有關(guān)操縱子學(xué)說的論述，正確的是操縱子調(diào)控系統(tǒng)是真核生物基因調(diào)控的主要方式操縱子調(diào)控系統(tǒng)是原核生物基因調(diào)控的主要方式操縱子調(diào)控系統(tǒng)由調(diào)節(jié)基因、操縱基因、啟動(dòng)子和結(jié)構(gòu)基因組成誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)物與啟動(dòng)子結(jié)合而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子是調(diào)節(jié)DNA結(jié)合活性的小分子代謝效應(yīng)物B.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄延伸速度的蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始速度的蛋白質(zhì)D.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物分解速度的蛋白質(zhì)促進(jìn)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工的蛋白質(zhì)阻遏蛋白（阻抑蛋白）識別操縱子中的啟動(dòng)基因B.結(jié)構(gòu)基因C.操縱基因D.內(nèi)含子E.調(diào)節(jié)基因7 .在下列哪種情況下

4、，乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄活性最高A.D.6.高乳糖，低葡萄糖 低乳糖，高葡萄糖 順式作用元件是指B.高乳糖，高葡萄糖E.不一定C.低乳糖，低葡萄糖A.基因的5,側(cè)翼序列B.基因的3,側(cè)翼序列C.基因的5,和3,側(cè)翼序列D.基因的5,和3,側(cè)翼序列以外的序列E .具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能的特異DN際列7.反式作用因子是指A.具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白B.具有抑制功能的調(diào)節(jié)蛋白C.對自身基因具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白D.對另一基因具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白E.對另一基因有調(diào)節(jié)功能的蛋白質(zhì)因子8.卜列關(guān)于限制性內(nèi)切酶的敘述哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的A.B.它能識別DNA寺定的堿基順序，并在特定的位點(diǎn)切斷DNA切割點(diǎn)附近的堿基順序一般呈回

5、文結(jié)構(gòu)C.D.它能專一性降解經(jīng)甲基化修飾的DNA是重組DNA勺重要工具酶E.主要從細(xì)菌中獲得9.基因工程中，不常用到的酶是A.限制性核酸內(nèi)切酶B. DNA聚合酶C. DNAM鏈酶D. DNA1接酶E.反轉(zhuǎn)錄酶10下列哪項(xiàng)不能作為表達(dá)載體導(dǎo)入真核細(xì)胞的方法A.磷酸鈣轉(zhuǎn)染C.脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染D.氯化鈣轉(zhuǎn)染E.顯微注射11 .重組體的篩選方法有A.抗藥標(biāo)志篩選 檢測B.標(biāo)記補(bǔ)救C.分子雜交D.免疫化學(xué)E.酶聯(lián)免疫12 . cDNt指A.在體內(nèi)合成的與病毒 DNA< RNAM補(bǔ)的DNAB.在體外經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的與DNAM補(bǔ)的 DNAC.在體外經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成的與DNA5補(bǔ)的 RNAD.在體外經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的與R

6、NAM補(bǔ)的 DNAE.在體內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成的與DNA5補(bǔ)的 RNA13 .建cDNA文庫時(shí)，首先需分離細(xì)胞的D. tRNA E .rRNAA.染色體 DNA B .線粒體 DNA C.總 mRNA（四）判斷題1 .高等真核生物的大部分 DNA是不為蛋白質(zhì)編碼的。2 .大多數(shù)管家基因編碼低豐度的mRNA3 .乳糖可以誘導(dǎo)乳糖操縱子的表達(dá)，所以乳糖對乳糖操縱子的調(diào)控屬于正調(diào)控系統(tǒng)。4 .某些蛋白質(zhì)既可以作為阻遏蛋白又可以作為激活蛋白參與基因表達(dá)的調(diào)控。5.準(zhǔn)備用原核生物表達(dá)真核基因時(shí)，最好通過cDNA獲取目的基因。6 .用原核生物表達(dá)真核生物的糖蛋白，其表達(dá)產(chǎn)物不會有正常的生物學(xué)功能。7 . Ti質(zhì)粒

7、可以隨土壤農(nóng)桿菌進(jìn)入植物細(xì)胞。8 .用入噬菌體作克隆載體時(shí)，外源DNA片斷越小，克隆的成功率越高。9 .基因克隆選擇的宿主細(xì)胞必須無限制性核酸內(nèi)切酶。10 .采用藍(lán)白斑選擇法時(shí)，藍(lán)色菌落或噬菌斑是含有重組載體的克隆。（五）分析與計(jì)算題1 .簡述操縱子的基本結(jié)構(gòu)。2 .舉例說明基因表達(dá)的誘導(dǎo)與阻遏，正調(diào)控與負(fù)調(diào)控。3 .概述原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)。4 .概述真核生物基因組的特點(diǎn)。5 .概述真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)。6 .簡答真核生物基因表達(dá)的調(diào)控方式。7 .常用的限制性核酸內(nèi)切酶有哪些特點(diǎn)？8 .在基因克隆中，目的基因有哪些主要來源？9 .什么是cDNA文庫？cDNA文庫與基因組文庫有何差

8、別 ？10 .用于DNA重組的載體應(yīng)具備什么條件 ？常用的載體有哪一些？各有何特點(diǎn)？11 .簡述連接目的基因與載體的主要方法？12 .概述篩選和鑒定 DNAt組體的常用方法。參考答案（一）名詞解釋1 .原核生物的幾個(gè)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因往往排列在一起，轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA然后分別翻譯成幾種不同的蛋白質(zhì)。這些蛋白可能是催化某一代謝過程的酶，或共同完成某種功能。這些結(jié)構(gòu)基因與其上游的啟動(dòng)子，操縱基因共同構(gòu)成轉(zhuǎn)錄單位，稱操縱子。順式調(diào)控元件：指可影響自身基因表達(dá)活性的真核DNA列。根據(jù)順式作用元件在基因中的位置、轉(zhuǎn)錄激活作用的性質(zhì)及發(fā)揮作用的方式，分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子及沉默子等。2 .是RNA聚合酶結(jié)合

9、位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。在真 核基因中增強(qiáng)子和啟動(dòng)子常交錯(cuò)覆蓋或連續(xù)。有時(shí)，將結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系而無法區(qū)分的啟動(dòng)子、 增強(qiáng)子樣結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱啟動(dòng)子。3 .是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長約 200bp的一段DNA可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高 100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都 發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)子。增強(qiáng)子通常占100200bp長度，也和啟動(dòng)子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為812bp,可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。4 .在原核生物的Trp操縱子結(jié)構(gòu)中，第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與啟動(dòng)子 P之間有一個(gè)區(qū)域含 Trp 密碼子，稱衰減子。當(dāng)環(huán)境中Trp濃

10、度很高時(shí)，它可通過編碼并翻譯，使正在轉(zhuǎn)錄的mRNA形成終止信號，從而終止Trp操縱子的表達(dá)。這種轉(zhuǎn)錄衰減實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)錄與一個(gè)前導(dǎo)肽翻譯 過程的偶聯(lián)，它是原核生物特有的一種基因調(diào)控機(jī)制。5 .大多數(shù)真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子由某一基因表達(dá)后，通過與特異的順式作用元件相互作用 （DN/V蛋白質(zhì)相互作用），或通過與基它調(diào)節(jié)因子的相互作用（蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)相互作用），反式激活另一基因的轉(zhuǎn)錄，故稱反式作用蛋白或反式作用因子。6 .也就是cAM咫體蛋白（cAMP receptor protein , CRP ,它與cAMP的復(fù)合物可以 促進(jìn)某些原核操縱子（如乳糖操縱子）的轉(zhuǎn)錄。7 . “克隆”作為名詞指相同的分子或細(xì)胞

11、構(gòu)成的群體，或一個(gè)共同的祖先通過無性繁殖所得到的群體，作為動(dòng)詞指獲取“克隆”的過程?？寺〖夹g(shù)特指獲取“克隆”的過程，包括分子克隆，細(xì)胞克隆等技術(shù)。8 .就是識別DNA的特異序列，并在識別位點(diǎn)或其周圍切割雙鏈DNA的一類核酸內(nèi)切酶。限制性核酸內(nèi)切酶存在于細(xì)菌體內(nèi)，與相伴存在的甲基化酶共同構(gòu)成細(xì)菌的限制、修飾體系，限制外源DNA保護(hù)自身DNA對保持細(xì)菌遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定具有重要意義。限制性核酸內(nèi)切 酶分為三類，其中的n類酶能特異性在一定的核甘酸序列處切割雙鏈DNA因而在基因工程中得到廣泛的應(yīng)用。9 .利用限制性核酸內(nèi)切酶將染色體DNA切割成一定大小的片段，將這些片段分子與適當(dāng)?shù)目寺≥d體拼接成重組 DN

12、酚子，繼而轉(zhuǎn)入受體菌，使每個(gè)細(xì)菌內(nèi)都攜帶一種重組DNA分子。不同細(xì)菌中的重組 DN6子可能包含不同的染色體 DNA片段，這樣，只要得到的轉(zhuǎn)化 細(xì)菌所攜帶的重組 DN酚子種類足夠多，則全部轉(zhuǎn)化細(xì)菌所攜帶的各種染色體片段就代表了 染色體的整個(gè)基因組。 存在于轉(zhuǎn)化細(xì)菌內(nèi)，由克隆載體所攜帶的所有基因組DNA片段的集合稱基因組DN成庫?；蚪MDNAt庫涵蓋了基因組的全部基因信息。10 .以mRN朋模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶催化，在體外反轉(zhuǎn)錄成cDNA與適當(dāng)?shù)妮d體（常用噬菌體或質(zhì)粒載體）連接后轉(zhuǎn)化受體菌，則每個(gè)細(xì)菌含有一段cDNA并能繁殖擴(kuò)增，這樣包含著細(xì)胞全部 mRNA言息的cDNA隆集合稱為該組織細(xì)胞的 cDN

13、A文庫。基因組含有的基因 在特定的組織細(xì)胞中只有一部分表達(dá)，而且處在不同環(huán)境條件、 不同分化時(shí)期的細(xì)胞其基因表達(dá)的種類和強(qiáng)度也不盡相同，所以cDNA文庫具有組織細(xì)胞特異性。cDNA文庫顯然比基因組DNA文庫小得多，能夠比較容易從中篩選克隆得到細(xì)胞特異表達(dá)的基因。另外，對真核細(xì)胞來說，從基因組 DNAt庫獲得的基因與從 cDNA文庫獲得的不同，基因組 DNAt庫所含的 是帶有內(nèi)含子和外顯子的基因組基因，而從cDNA文庫中獲得的是已經(jīng)過剪接，去除了內(nèi)含子的cDNA 一般來說，從cDNA文庫獲得的基因，因不含內(nèi)含子而片段較小，更適合于用作 基因工程的目的基因。由于原核生物不存在將hnRN劭口工成mR

14、NA勺酶系統(tǒng)，若用原核生物表達(dá)真核基因，則目的基因一定要通過cDNA獲取。（二）填充題11 負(fù)調(diào)控，正調(diào)控； 2 .啟動(dòng)子，啟動(dòng)，操縱；3 .管家基因，誘導(dǎo)，阻遏； 4 .限 制性核酸內(nèi)切，DNA1接；5 .質(zhì)粒，病毒；6 .腺病毒載體，反轉(zhuǎn)錄病載體，Ti質(zhì)粒。7 .轉(zhuǎn) 化，轉(zhuǎn)導(dǎo)；8 . DNA RNA蛋白質(zhì)；（三）選擇題（在備選答案中選出1個(gè)或多個(gè)正確答案）1. （ B）操縱子均含有數(shù)個(gè)編碼基因，但啟動(dòng)序列只有1個(gè)。2. (B, C, D)操縱子調(diào)控系統(tǒng)由調(diào)節(jié)基因，操縱基因，啟動(dòng)子和多個(gè)結(jié)構(gòu)基因組成， 是原核生物基因表達(dá)調(diào)控的主要方式，誘導(dǎo)物與組遏蛋白結(jié)合啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。誘導(dǎo)物不能直接與啟動(dòng)子結(jié)合

15、。真核生物不存在操縱子調(diào)控系統(tǒng)。3. (C)轉(zhuǎn)錄因子是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始的蛋白質(zhì)，對轉(zhuǎn)錄延伸的速度，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物分解的速度 和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工均無影響。4. (C)操縱基因位于啟動(dòng)基因與結(jié)構(gòu)基因之間，阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合后，與啟動(dòng) 基因結(jié)合的RNA聚合酶不能轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因。5. (A)參與乳糖代謝的三種酶的表達(dá)同時(shí)受控于正負(fù)調(diào)控兩種機(jī)制，只有在正調(diào)控發(fā) 揮作用，負(fù)調(diào)控不起作用的時(shí)候，這三種酶才能有效的表達(dá)。當(dāng)培養(yǎng)基中加入乳糖的時(shí)候， 參與負(fù)調(diào)控的阻遏蛋白將失去活性，但如果培養(yǎng)基中含有葡萄糖，則細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖， 這時(shí)參與乳糖代謝的酶仍然不能有效的表達(dá)，這是因?yàn)槠咸烟墙档土思?xì)胞內(nèi)的cAMPK平，而cAM瞰

16、度的降低，導(dǎo)致降解物激活蛋白喪失活性，正調(diào)控的機(jī)制失去作用，這時(shí)三種酶 不可能正常的表達(dá)。6. (E)順式作用元件是對某基因自身有調(diào)節(jié)功能的DNA序列，其中的啟動(dòng)子多在基因的5,側(cè)翼，但增強(qiáng)子既可以在 5,側(cè)翼，又可以在 3,側(cè)翼，一般距基因較遠(yuǎn)。有些順式 作用元件甚至可以在基因內(nèi)部。7. ( E)反式作用因子是指對另一基因的表達(dá)有激活或抑制作用的蛋白質(zhì)因子。8. (C)限制性核酸內(nèi)切酶主要存在于細(xì)菌，它可以水解外源DNA而自身DN刖在特定位點(diǎn)被甲基化而可以免遭水解。限制性核酸內(nèi)切酶由于可識別特定的堿基序列并在特定的 位點(diǎn)切割雙鏈DNA因而在基因工程中得到廣泛的使用。9. (C) DNA聚合酶

17、可用來獲取目的基因，測序和PCR等項(xiàng)工作，限制性核酸內(nèi)切酶用于DNA酶切片段長度的多態(tài)性分析，載體和目的基因的特異性切割等工作，DNA1接酶可用于基因重組的連接反應(yīng)。DNAB鏈酶在基因工程中幾乎用不到。10. (D) CaCl2處理受體細(xì)胞是提高細(xì)菌轉(zhuǎn)化率的常用方法，不適用于真核生物，題 中列出的其余4種方法均可用于將表達(dá)載體導(dǎo)入真核細(xì)胞。11. (A, B, C, D, E)題中列出的5種方法均可用于重組體的篩選。12. (D) cDNA旨在體外經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的與 RNA5補(bǔ)的DNA13. (C) cDNAC庫應(yīng)包含某一細(xì)胞在某一狀態(tài)下所表達(dá)的基因，因此，構(gòu)建cDNAC庫首先要分離細(xì)胞的總 m

18、RNA(四)判斷題1 .對。高等真核生物的 DNA中含有不少高度重復(fù)序列的非編碼序列，基因內(nèi)部又有內(nèi) 含子，不少基因內(nèi)含子的總長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外顯子。因此，真核生物的編碼區(qū)只占 DNA總長度的一小部分，一般認(rèn)為，編碼區(qū)不超過總長度的5%2 .對。管家基因是持續(xù)表達(dá)的，mRNA度不高，但壽命較長，翻譯效率較高。3 .錯(cuò)。乳糖被轉(zhuǎn)化為別乳糖后，與乳糖操縱子調(diào)節(jié)基因產(chǎn)生的阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏 蛋白失去活性。由于這一調(diào)控方式起作用的是阻遏蛋白，故屬于負(fù)調(diào)控。4 .對。某些蛋白質(zhì)能夠與 DNA分子的不同區(qū)域結(jié)合，分別發(fā)揮激活蛋白或阻遏蛋白的 作用。5 .對。真核生物的基因多數(shù)含有內(nèi)含子，原核生物缺乏從轉(zhuǎn)錄初

19、級產(chǎn)物切除內(nèi)含子的加工系統(tǒng)，另外，如果將基因組 DNA乍為目的基因，基因片段因含有內(nèi)含子而過大，也會降低基因轉(zhuǎn)移白成功率。cDNA是以成熟mRN朋模板經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄制成的，不含內(nèi)含子，適合于 作為目的基因用于基因的克隆或表達(dá)。6 .對。原核生物缺乏真核生物的翻譯后加工系統(tǒng)。不能對蛋白質(zhì)進(jìn)行糖基化。因此， 表達(dá)糖蛋白要用真核表達(dá)系統(tǒng)。7 .錯(cuò)。土壤農(nóng)桿菌可以促進(jìn) Ti質(zhì)粒進(jìn)入植物細(xì)胞，但農(nóng)桿菌本身并不進(jìn)入植物細(xì)胞。8 .錯(cuò)。入噬菌體的外殼蛋白只能包裝長度為噬菌體DNA78% 105%勺DNA若外源DNA片段太小，重組體 DNA勺長度小于 噬菌體DNA的78%就不能在體外包裝成噬菌體，因而， 克隆很難

20、成功。9 .對。如果宿主細(xì)胞有限制性核酸內(nèi)切酶，將會水解進(jìn)入宿主細(xì)胞的重組體DNA導(dǎo)致克隆失敗。10 .錯(cuò)。采用藍(lán)的斑選擇法時(shí)，克隆位點(diǎn)被選在表達(dá)一肽的基因內(nèi)，含有空載體的受體菌可以在IPTG （異丙基硫代 D半乳糖甘）的誘導(dǎo)下，表達(dá) 肽，通過與受體菌的 一互補(bǔ)，能夠水解 X gal （5-澳一 4氯一 3-口引喋 D半乳糖甘）生成藍(lán)色的水解產(chǎn) 物，因而菌落或噬菌斑為藍(lán)色。含有重組DNA的受體菌，由于外源基因插入表達(dá)一肽的基因內(nèi)，不能表達(dá) 一肽，因而，菌落或噬菌斑為白色。（五）分析與計(jì)算題1 .操縱子的調(diào)控區(qū)有一個(gè)操縱序列，一個(gè)啟動(dòng)序列及一個(gè)CA暇點(diǎn)，調(diào)控區(qū)下游有幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因，還有一個(gè)調(diào)節(jié)基因

21、編碼阻遏蛋白，阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，使操縱子受阻遏而處于關(guān)閉狀態(tài)。若 cAMP與CAP結(jié)合，形成的復(fù)合物與 CAP位點(diǎn)結(jié)合，可增大操縱子的轉(zhuǎn) 錄活性。阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)和 CAP的正性調(diào)節(jié)共同調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，操縱子機(jī)制在原核基因表達(dá)調(diào)控中具有較善遍的意義，因其多是幾個(gè)功能相關(guān)基因串聯(lián)于同一操縱子上，故在同一啟動(dòng)序列控制下，可轉(zhuǎn)錄出能為多種蛋白質(zhì)編碼的mRNA即多順反子mRNA2 .在特定的環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，則這種基因是可誘導(dǎo)的。可誘導(dǎo)基因在特定的環(huán)境中表達(dá)增強(qiáng)的過程稱為誘導(dǎo)。例如有DNA損傷時(shí)，修復(fù)酶基因就會在細(xì)菌內(nèi)被誘導(dǎo)激活，使修復(fù)酶的活性增加。相反，

22、如果基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答時(shí)被抑制則這種基因是可阻遏的，可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為阻遏，例如，當(dāng)培養(yǎng)液中色氨酸供應(yīng)充分時(shí)，在細(xì)菌內(nèi)編碼色氨酸合成相關(guān)酶的基因表達(dá)會被抑制。如果某種基因在沒有調(diào)節(jié)蛋白存在時(shí)是表達(dá)的，加入某種調(diào)節(jié)蛋白后基因表達(dá)活性便被關(guān)閉，這樣的控制為負(fù)調(diào)控。例如，乳糖操縱子。相反，若某種基因在沒有調(diào)節(jié)蛋白存在時(shí)是關(guān)閉的，加 入某種調(diào)節(jié)蛋白后基因活性就被開啟，這種控制稱為正調(diào)控。例如代謝物阻遏。3 .原核基因表達(dá)調(diào)控與真核存在很多共同之處，但因原核生物沒有細(xì)胞核和亞細(xì)胞結(jié) 構(gòu)，其基因組結(jié)構(gòu)要比真核生物簡單，基因表達(dá)的調(diào)控因此而比較簡單。雖然原核基因的表達(dá)也受轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄終止

23、、翻譯調(diào)控及RNA蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性等多級調(diào)控，但其表達(dá)開、關(guān)的關(guān)鍵機(jī)制主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄起始。其特點(diǎn)包括以下3方面：（1） b因子決定RNAm合酶的識別特異性：原核生物只有一種RNA聚合酶，核心酶催化轉(zhuǎn)錄的延長，亞基識別特異啟動(dòng)序列，即不同的 因子協(xié)助啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄。（2）操縱子模型的普遍性：除個(gè)別基因外，原核生物絕大數(shù)基因按功能相關(guān)性成簇地連續(xù)排列在染色體上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位即操縱子，如乳糖操縱子等。一個(gè)操縱子含一個(gè)啟動(dòng)序列及數(shù)個(gè)編碼基因。在同一個(gè)啟動(dòng)序列控制下，轉(zhuǎn)錄出多順反子 mRNA （3）阻遏蛋白與阻遏機(jī)制的普遍性：在很多原核操縱子 系統(tǒng)，特異的阻遏蛋白是控制啟動(dòng)序列活性的重要因素。

24、當(dāng)阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合或解離時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄被阻遏或去阻遏。4 （1）基因組結(jié)構(gòu)龐大：哺乳動(dòng)物基因組DNA由約bp的核甘酸組成。大約有 3萬個(gè)左右的基因，90%以上的DNA不為蛋白質(zhì)編碼。真核細(xì)胞 DNAf組蛋白結(jié)合形成復(fù)雜的染色質(zhì) 結(jié)構(gòu)，基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制更加復(fù)雜。（2）單順反子：真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子，即一個(gè)編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè) mRN粉子，經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈。許多蛋白質(zhì)由幾條不同的多 肽鏈組成，因此存在多個(gè)基因的協(xié)調(diào)表達(dá)。（3）重復(fù)序列：重復(fù)序列在真核 DNA中普遍存在，重復(fù)序列長短不一，短的在10個(gè)核甘酸以下，長的達(dá)數(shù)百，乃至上千個(gè)核甘酸。據(jù)重復(fù)頻率不同分為高度重復(fù)序列、中度重

25、復(fù)序列及單拷貝序列。（4）基因的不連續(xù)性：結(jié)構(gòu)基因的兩側(cè)有不被轉(zhuǎn)錄的非編碼序列，往往是基因表達(dá)的調(diào)控區(qū)。在編碼基因內(nèi)部有一些不為蛋白質(zhì)編碼的間隔序列，稱內(nèi)含子，而編碼序列稱外顯子，因此真核基因是不連續(xù)的。5 .同原核生物一樣，真核基因表達(dá)調(diào)控的最基本環(huán)節(jié)也是轉(zhuǎn)錄起始，而且某些機(jī)制是 相同的，但也存在明顯差別：（1） RNA聚合酶：真核有3種RNA聚合酶，分別負(fù)責(zé) 3種RNA轉(zhuǎn)錄。（2）活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化：當(dāng)基因被激活時(shí)，可觀察到染色體相應(yīng)區(qū)域發(fā)生結(jié)構(gòu)和 性質(zhì)變化。包括對核酸酶敏感，DN麗撲結(jié)構(gòu)變化，DNA堿基修飾變化和組蛋白變化。（3）正調(diào)節(jié)占主導(dǎo)地位：真核RNA聚合酶對啟動(dòng)子的親和力極小或根

26、本沒有實(shí)質(zhì)性的親和力，二者的結(jié)合必須依賴一種或多種激活蛋白。盡管發(fā)現(xiàn)少量基因存在負(fù)性順式作用元件，但普遍存在的是正性調(diào)節(jié)機(jī)制。（4）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行：真核細(xì)胞有胞核及胞質(zhì)等區(qū)間分布， 轉(zhuǎn)錄與翻譯在不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中進(jìn)行。（5）轉(zhuǎn)錄后加工：真核基因的內(nèi)含子和外顯子均被轉(zhuǎn)錄，內(nèi)含子在轉(zhuǎn)錄后要被剪接去除，使外顯子連接在一起，形成成熟的mRNA不同剪接方式可形成不同的 mRNA翻譯出不同的多肽鏈。因此，轉(zhuǎn)錄后加工是真核基因表達(dá)調(diào)控的 另一重要環(huán)節(jié)。6 . （1） DNA水平的調(diào)控：a.基因丟失，即 DNA片段或部分染色體的丟失，如蛔蟲胚 胎發(fā)育過程有27%勺DNA丟失。b.基因擴(kuò)增，即特定基因在特定階

27、段的選擇性擴(kuò)增，如非 洲爪蟾卵母細(xì)胞中的 rDNA是體細(xì)胞的4000倍。c. DNA序列的重排，如哺乳動(dòng)物免疫球蛋 白各編碼區(qū)的連接。d.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，通過異染色質(zhì)關(guān)閉某些基因的表達(dá)。e. DNA的修飾，如DNA勺甲基化關(guān)閉某些基因的活性。（ 2）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 。a.染色質(zhì)的活化， 如核小體結(jié)構(gòu)的解開、非組蛋白的作用等。b.轉(zhuǎn)錄因子的作用，轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶及特定的DN際列（啟動(dòng)子、增強(qiáng)子）相互作用實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。（3）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控 。a. mRN廁體的加工，如 5'端加帽、3'端加尾、拼接、修飾、編輯等。B. mRNA勺選擇性拼接，如抗體基因的選擇性拼接。（4

28、）翻譯水平的調(diào)控。a.控制mRNA勺穩(wěn)定T如5'端的帽子結(jié)構(gòu)、3'端polyA尾巴和mRNAf蛋白質(zhì)的結(jié)合有利于 mRNA內(nèi)穩(wěn)定。b.反義RNA 的作用，反義 RNA可以選擇性抑制某些基因的表達(dá)。c.選擇性翻譯，如血紅素缺乏時(shí)，通過級聯(lián)反應(yīng)使eIF2磷酸化。d.抑制翻譯的起始。（5）翻譯后水平的調(diào)控。a.多肽鏈的加工和折疊，如糖基化、乙?；⒘姿峄?、二硫鍵形成、蛋白質(zhì)的降解。b.氨基酸的重排，如合成伴刀豆蛋白 A時(shí)，氨基酸序列大幅度地被剪接重排。c.通過肽鏈的斷裂等的加工方式產(chǎn)生不同的活性多肽。7. n型限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）是基因工程中常用的重要工具酶，是一類能識別 雙鏈

29、DNA分子中特異核甘酸序列的核酸內(nèi)切酶，常用的限制酶主要有以下特點(diǎn)：（1）均來自于微生物，并以其來源的微生物學(xué)名進(jìn)行命名；（2）相對分子質(zhì)量小，僅需 Mg2+作為輔助因子，無需 ATR （ 3）識別特異性DNA鏈順序，在序列內(nèi)特異切割產(chǎn)生特異性DNA片段；（4）識別序列長度為連續(xù)的 4/6/8bp ; （5）識別序列呈二重旋轉(zhuǎn)對稱，稱回文結(jié)構(gòu)， 富含GC （6）有3種切口： 5'端突出的黏性末端 （如Hindm），3'端突出的黏性末端 （如 Pst I）和平末端（如 H加工）。8. （1）從染色體DNA中直接分離：主要針對原核生物。（2）化學(xué)合成法：由已知多肽的氨基酸序列，推得

30、編碼這些氨基酸的核甘酸序列，利用DN蛤成儀人工合成其基因。（3）從基因組DNAC庫中篩選分離組織/細(xì)胞染色體DNA利用限制性核酸內(nèi)切酶將染色體DNA切割成片段，與適當(dāng)?shù)目寺≥d體連接后轉(zhuǎn)入受體菌擴(kuò)增，即獲得基因組DNA文庫，用核酸探針將所需目的基因從基因文庫中“釣”取出來。（4）從文庫中篩選cDNA提取mRNA利用反轉(zhuǎn)錄酶合成與其互補(bǔ)的 DNA（cDNA分子，再復(fù)制成雙鏈 cDNA片段，與適當(dāng)載體連接后 轉(zhuǎn)入受體菌，即獲得 cDNA文庫，然后采用適當(dāng)方法從cDNAC庫中篩選出目的 cDNA （5）用PCR從基因組DNAe cDNA中擴(kuò)增目的基因。9. 同mRNAT補(bǔ)的DNA為cDNA cDNA文

31、庫是以某一細(xì)胞的總 mRN徼模板，在無細(xì)胞 系統(tǒng)中，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，首先合成互補(bǔ)DNA的第一鏈，破壞RNA莫板后，再以第一鏈為模板合成第二鏈， 得到雙鏈cDNA選用適合的載體，與合成的cDNA重組，導(dǎo)入寄主細(xì)胞， 經(jīng)篩選得到的cDNA克隆群稱為cDNA文庫。由于cDNA技術(shù)合成的是不含內(nèi)含子的功能基因， 因此是克隆真核生物基因的一種通用方法。由于細(xì)胞內(nèi)的基因在表達(dá)的時(shí)間上并非是統(tǒng)一 的，具有發(fā)育的階段性和時(shí)間性，有些則需要特殊的環(huán)境條件。所以，cDNAC庫不可能構(gòu)建得十分完全，也就是說任何一個(gè)cDNAC庫都不可能包含某一生物的全部編碼基因。cDNA文庫與基因組文庫的主要差別是：（1）基因組

32、文庫克隆的是任何基因，包括未知功能的 DNA序列，cDNA文庫克隆的是具有蛋白質(zhì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)基因，包括調(diào)節(jié)基因。（2）基因組文庫克隆的是全部遺傳信息，不受時(shí)空影響，cDNA文庫克隆的是被轉(zhuǎn)錄 DN際列（因它受發(fā)育和調(diào)控因子的影響）。（3）基因組文庫中的編碼基因是含有內(nèi)含子和外顯子，而cDNA克隆的基因不含內(nèi)含子。10. DNA重組載體應(yīng)具備的條件：（1）能自主復(fù)制；（2）具有一種或多種限制性內(nèi)切 酶的單一切割位點(diǎn)，并在位點(diǎn)中插入外源基因后，不影響其復(fù)制功能；（3）具有12個(gè)篩選標(biāo)記；（4）克隆載體必須是安全的，不應(yīng)含有對受體細(xì)胞有害的基因，并且不會任意轉(zhuǎn) 入其他生物細(xì)胞；（5）易于操作，轉(zhuǎn)化效率

33、高。常用的基因載體有以下幾種：（1）質(zhì)粒：是細(xì)菌染色體以外的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子，本身有復(fù)制功能，且?guī)в心承┻x擇信息， 但可插入的目的基因片段較小。（2）噬菌體DNA是一種病毒 DNA能插入比較大的外源 DNA 片段，在DNA分子上有多種限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)，便于多種外源DNA酶切片段的克隆。（4）柯斯質(zhì)粒載體和酵母人工染色體：前者結(jié)合了質(zhì)粒和 噬菌體載體的優(yōu)點(diǎn)，也是一種環(huán)形雙鏈DNA子，具有質(zhì)粒的性質(zhì)，可以轉(zhuǎn)化大腸桿菌， 并自行復(fù)制和增殖，但它不會產(chǎn)生 子代噬菌體，構(gòu)建成的此種載體較小，因此能插入比較大的外源 DNA片段，所以被廣泛地用 于構(gòu)建基因組文庫。后者既含有大腸桿菌來源的質(zhì)粒復(fù)

34、制起始位點(diǎn)，又含有酵母菌染色體 DNAt絲點(diǎn)，端粒和復(fù)制起始位點(diǎn)的序列，以及合適的選擇標(biāo)記基因，可在轉(zhuǎn)化的酵母菌細(xì) 胞內(nèi)，按染色體DNAM制的形式復(fù)制重組 DNA容納外源DNA段的能力比前3種載體大得 多。11. （1）黏性末端連接：用同一限制酶切割載體及目的基因后，產(chǎn)生完全相同的黏性 末端，可以用DNA1接酶直接進(jìn)行共價(jià)連接。 或兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶切割產(chǎn)生的配 伍末端（相同類型的黏性末端）之間也可以進(jìn)行黏性末端連接。（2）平端連接：某些限制酶切割DNA產(chǎn)生平頭末端，由于平頭末端5'端帶有磷酸，3'帶有游離羥基,可在 DNA連接酶作用下直接連接， 并且不管末端序列如何均可連接，但連接效率要比黏性末端之間的連接低。（3）同聚物加尾連接：利用同聚物序列，如多聚 A與多聚T之間的退火作用完成 連接。如果載體和目的基因上找不到共同的酶切點(diǎn)時(shí)，可經(jīng)不同的限制酶切割后，用單