分子生物学 常考简答题

1、乳糖操纵子的结构及其调控机制？

乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。乳糖操纵子同时受正性调节和负性调节。

①阻遏蛋白的负性调节：没有诱导物存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有诱导物存在时，诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

②CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。

因此，乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。

2、色氨酸操纵子与负控阻遏系统

①色氨酸操纵子的结构：色氨酸操纵子中的结构基因区是由trpE、trpD、trpC、trpB、trpA基因构成，紧邻trpE基因的是启动子区（P）、操纵区（O）、前导区（L）和弱化子区（a）。色氨酸操纵子中编码辅阻遏蛋白的基因是trpR，距色氨酸基因簇很远

调控机制：

②阻遏系统-粗调：色氨酸操纵子的效应物是色氨酸，当培养基中色氨酸含量较高时，它与辅阻遏蛋白结合后，结合到操纵区，阻止转录；当培养基中色氨酸供应不足时，辅阻遏蛋白不结合色氨酸，从操纵区解离，色氨酸操纵子启动转录。这种调节相当于色氨酸操纵子的粗调开关

③弱化作用-细调：在前导肽的第10位和第11位上有相邻的两个色氨酸密码子。通过前导肽基因的翻译来调节色氨酸操纵子转录的终止。因为在前导肽基因中有两个相邻的色氨酸密码子，所以前导肽的翻译对色氨酰-tRNA的浓度敏感。

3、染色质结构对转录的关系

在细胞分裂间期的细胞核中，染色质的形态不均匀。根据其形态及染色特点可分为常染色质和异染色质两种类型。

常染色质：折叠疏松、凝缩程度低，处于伸展状态，碱性染料染色时着色浅。真核基因的活跃转录是在常染色质上进行。

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

4、DNA甲基化对真核基因活性的调控的影响

1)DNA甲基化抑制基因转录的机制

①DNA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于启动区DNA的结合效率和结合活性，

不能启始基因转录。

② 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。

③甲基化的CpG 可以通过与甲基化CpG结合蛋白因子MeCP1（methylCpG-binding protein1）的结合间接影响转录因子与DNA的结合

2)DNA甲基化对基因转录的抑制直接参与了发育调控：随着个体发育，当需要某些基

因保持“沉默”时，它们将迅速被甲基化，若需要恢复转录活性，则去甲基化。3)DNA甲基化提高了该位点的突变频率：甲基化的胞嘧啶易发生脱氨基作用, 它就变

为T, 无法被区分，会引起DNA分子可遗传的转化 (C-T)。而没有甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用，就可能被氧化成为U，被DNA修复系统所识别和切除，恢复成C。

如许多肿瘤中p53基因第273位密码子发生C-T突变，导致p53基因功能的失活。在雌性哺乳动物中,两条X染色体有一个是失活的,称为X染色体的剂量补偿。X染色体失活的选择和起始发生在胚胎发育的早期,这个过程被X 失活中心所控制.

5．反式作用因子的结构域类型及特点（DNA识别或结合域）

●螺旋-转角-螺旋

●锌指结构

●碱性-亮氨酸拉链

●碱性-螺旋-环-螺旋

1）螺旋-转角-螺旋 (H-T-H)结构

该结构域主要包含两个或以上α-螺旋区和螺旋区中间的转折区，主要通过一个靠C端的α-螺旋与DNA双螺旋大沟结合。。

2）锌指结构

的锌指结构包括二个半胱氨酸(Cys)及二个组氨酸(His)族，此结构被称为Cys2/ His2锌指。

2）碱性-亮氨酸拉链

结构特点：蛋白羧基端形成的α-螺旋结构上每6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，亮氨酸相对排列，形成拉链样结构，在拉链区的氨基端有个约30个残基的碱性区(富含赖氨酸和精氨酸)，形成 -螺旋。此区的作用是与DNA结合。

4）碱性-螺旋-环-螺旋

蛋白质的C端的氨基酸残基形成两个α-螺旋，中间被非螺旋的环状结构隔开，蛋白质的N端是碱性区，为DNA结合区。3．常见的转录活化结构域

一般是DNA结合结构域以外的30-100氨基酸残基组成，主要包括以下几种特征性结构：

–酸性α-螺旋结构域

–富含谷氨酰胺结构域

–富含脯氨酸结构域

6、蛋白的乙酰化及去乙酰化对基因表达的影响

1）组蛋白乙酰化的状态与基因表达有关。组蛋白N端“尾巴”上赖氨酸残基的乙酰化中和了组蛋白尾巴的正电荷，降低了它与DNA的亲和性，导致核小体构象发生有利于转

录调节蛋白与染色质相结合的变化，从和提高了基因转录的活性。

2) 相反，组蛋白去乙酰化与基因活性的阻遏有关。

3)组蛋白乙酰基转移酶和去乙酰化酶只能有选择地影响一部分基因的转录。