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真核生物基因表达调控,原核生物基因表达调控的意义

  • 生物
  • 2024-12-26

真核生物基因表达调控?【答案】:(1)RNA聚合酶活性受转录因子调控:真核生物巾存在RNA polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的RNA聚合酶,分别负责转录不同的RNA。这些RNA聚合酶与相应的转录因子形成复合体,从而激活或抑制该酶的催化活性。(2)染色质结构改变参与基因表达的调控:真核生物DNA与组蛋白结合并形成核小体的结构,那么,真核生物基因表达调控?一起来了解一下吧。

真核基因表达调控的七个层次

【答案】:转录水平操纵子调控模式是原核生物基因表达调控的主要方式,多细胞真核生物至今未发现操纵子,故其调控方式不同于原核生物。基因表达的时间性十分明显,而且是多水平的复杂的调控,其中以转录前和转录水平的调控较重要。转录前调控包括染色质及核小体结构的改变、基因扩增和重组等。转录水平的调控依靠数目众多的反式作用因子(蛋白质)与RNA聚合酶和DNA的相互作用而实现,这种蛋白质与蛋白质和蛋白质与DNA的识别和结合则依靠蛋白质分子中各种基元如锌指、亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋基元实现的。

基因表达的调控的四个过程

【答案】:通过改变DNA序列和染色质结构从而影响基因表达的过程均属于转录前水平的调节。

主要有以下几种方式:

(1)染色质丢失:某些低等真核生物,如蛔虫,在其发育早期卵裂阶段,所有分裂的细胞除一个之外均将异染色质部分删除掉,从而使染色质减少约一半,而保持完整基因组的细胞则成为下一代的生殖细胞,在此加工过程中DNA发生了切除并重新连接。

(2)基因扩增:通过改变基因数量而调节基因表达产物的水平。基因扩增是细胞短期内大量产生出.某一基因拷贝从而适应特殊需要的一种手段。某些脊椎动物和昆虫的卵母细胞,为储备大量核糖体以供卵母细胞受精后发育的需要,通常都要专一性的增加编码核糖体RNA的基因。

(3)基因重排:基因组序列发生改变,较常见的是失去一段特殊序列,或是一段序列从一个位点转移到另一个位点。重排可使表达的基因发生切换,由表达一种基因转为表达另一种基因。例如,单倍体酵母配对型的转换。

(4)染色体DNA的修饰和异染色质化。DNA的碱基可被甲基化,主要形成5一甲基胞嘧啶和少量6-甲基腺嘌呤。在生物发育和分化过程中,DNA甲基化作用能引起染色质结构、DNA构像、DNA稳定性以及与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因的表达。

真核生物转录后水平的调控机制

真核基因表达调控的五个主要阶段为:染色质水平调控、转录起始水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控以及翻译后水平调控。

在染色质水平调控阶段,真核生物的基因存在于染色质上,其结构状态直接影响基因的表达。例如,某些区域的高度螺旋化会阻碍转录因子与DNA的结合,从而降低基因表达。相反,染色质的解旋和松弛则有利于基因的表达。这一阶段主要通过组蛋白修饰、DNA甲基化等方式进行调控。

转录起始水平调控是真核基因表达调控中的关键环节。在这一阶段,特定的转录因子会与DNA上的启动子区域结合,进而招募RNA聚合酶形成转录起始复合物,启动基因的转录。不同的转录因子对基因的转录具有激活或抑制作用,这种调控方式能够确保基因在特定的时空条件下表达。

转录后水平调控主要涉及到mRNA的加工和成熟过程。真核生物的mRNA在转录后需要经过剪接、编辑和加帽加尾等步骤才能成为成熟的mRNA。这些加工过程不仅影响mRNA的稳定性,还能通过选择性剪接产生不同的蛋白质变体,从而增加蛋白质的多样性。

翻译水平调控主要发生在核糖体上,涉及到mRNA与核糖体的结合效率以及翻译的起始、延伸和终止等步骤。例如,某些microRNA能够与mRNA结合,阻止其与核糖体的结合,从而抑制翻译过程。

真核生物基因表达调控机制

【答案】:原核生物的基因组和染色体结构都比真核生物简单,转录和翻泽可在同一时间和位置上发生,因而基因表达的调节主要是在转录水平上。而真核生物由于存在细胞和结构的分化,转录和翻译过程在时间和空间上都彼此隔开,并且在转录和翻译后都有复杂的加工过程,因而基因表达在不同的水平上都需要调节。转录水平上,原核生物调节基因的产物可能具有正调节作用(乳糖操纵子),也可能具有负调节作用(色氨酸操纵子)。原核生物在转录后的调控主要是mRNA翻译能力调节,反义RNA调节和翻译阻遏物调节。真核生物的调节分转录前调节、转录水平调节和转录后水平调节。转录前调节包括染色质丢失、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰和异染色质化。而转录水平的调节主要是在转录活性的调节上,包括染色质活化、沉默子和增强子调控转录活性和反式作用因子的调控。转录水平上的调控包括在新生的mRNA前体的5'加上“帽子”、3'加上多聚腺苷酸尾巴、和内含子部分的去除。这些过程在原核生物中是不存在的。真核生物翻译水平上的调控主要是控制mRNA的稳定性和有选择地进行翻译。翻泽后加工水平包括去除甲硫氨酸残基、正确构象的折叠、糖基化等。

真核生物基因表达调控过程图

【答案】:(1)RNA聚合酶活性受转录因子调控:真核生物巾存在RNA polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的RNA聚合酶,分别负责转录不同的RNA。这些RNA聚合酶与相应的转录因子形成复合体,从而激活或抑制该酶的催化活性。

(2)染色质结构改变参与基因表达的调控:真核生物DNA与组蛋白结合并形成核小体的结构,再进一步形成染色质。当真核基因被激活时,染色质的结构也随之发生改变。主要的改变有:

i)单链DNA形成:基因被激活后,双链DNA解开成单链以利于转录,从而形成一些对DNAaseⅠ的超敏位点。

ii)DNA拓朴结构改变:天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在,当基因激活后,则转录区前方的DNA拓朴结构变为正性超螺旋。正性超螺旋可阻碍核小体形成,并促进组蛋白解聚。

iii)核小体不稳定性增加:由于组蛋白修饰状态改变,巯基暴露等原因而引起核小体结构改变。

(4)正性调节占主导:真核基因一般都处于阻遏状态,RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。通过利用各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真核基因调控的主要机制。

(5)转录和翻译过程分别进行:转录与翻译过程分别存在于不同的亚细胞部位,可分别进行调控。

(6)转录后加工修饰过程复杂:特别是mRNA,转录后仅形成其初级转录产物hnRNA,然后再经剪接、加帽、加尾等加工修饰,才能转变为成熟的mRNA。

以上就是真核生物基因表达调控的全部内容,【答案】:真核生物基因表达在转录水平上的调控:真核生物基因转录受顺式作用元件和反式作用因子的调节。(1)顺式作用元件是指同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列。真核基因的顺式作用元件按功能可分为启动子,增强子、沉默子和绝缘子等。①启动子是指RNA聚合酶识别并与之结合的DNA特异序列。

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