基因表达调控在高等生物蛋白质组学研究中发现,逆境条件下某蛋白A含量远远高于它在正常条件下的含量,但是在mRNA水平上检测

基因的表达是受多种内外因素共同影响和作用的.某些基因在任何发育阶段或任何种类的细胞中都是永久表达的,而有些基因只在个体发育的某个阶段,或受到某种外界条件的作用时才会表达.
利用分子生物学的手段,人工调控某个基因的开和关,可以从以下几个方面入手.
（1）对基因表达影响最大是启动子,如果想提高某个基因的表达水平,可以将所研究的基因置于强启动子的下游,增强该基因的转录水平.
（2）某些基因的表达可能受到其它基因产物的抑制,可以考虑采用基因敲除的手段,降低抑制蛋白的浓度,来提高目的基因的表达水平.
（3）如果想要人工控制某个基因的开和关,可以利用各种可诱导的启动子,只有在诱导物存在时,基因才被有效的转录.
（4）还可以将目标基因的序列与各种信号序列融合,改变目标蛋白的空间定位等因素,来影响基因的表达水平.例如,将目标基因的序列与蛋白转运至膜外的信号融合,有可能将表达的蛋白产物分泌到细胞外,从而无限量的表达目标蛋白.

真核基因组比原核大得多,结构更复杂,含有许多重复序列,基因组的大部分序列不是为蛋白质编码的,而为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的.真核生物基本上是采取逐个基因调控表达的形式.真核基因表达调控的环节更多,转录前可以有基因的扩增或重排,并涉及染色质结构的改变、基因激活过程.转录后调控的方式也很多,但仍以转录起始调控为主.正性调控是真核基因调控的主导方面,RNA聚合酶的转录活性依赖于基本转录因子,在转录前先形成转录复合体,其转录效率受许多蛋白因子的影响,协调表达更为复杂.

转录因子(transcription factor)是一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合,从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子.
转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子,也称为反式作用因子.植物中的转录因子分为二种,一种是非特异性转录因子,它们非选择性地调控基因的转录表达,如大麦 (Hordeum vulgare) 中的HvCBF2 (C-repeat/DRE binding factor 2) (Xue et al., 2003).还有一种称为特异型转录因子,它们能够选择性调控某种或某些基因的转录表达.典型的转录因子含有DNA结合区 (DNA-binding domain)、转录调控区 (activation domain)、寡聚化位点(oligomerization site) 以及核定位信号 (nuclear localization signal) 等功能区域.这些功能区域决定转录因子的功能和特性 (Liu et al., 1999).DNA结合区带共性的结构主要有：1）HTH 和 HLH 结构：由两段α-螺旋夹一段β-折叠构成,α-螺旋与β-折叠之间通过β-转角或成环连接,即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构.2）锌指结构： 多见于 TFIII A 和类固醇激素受体中,由一段富含半胱氨酸的多肽链构成.每四个半光氨酸残基或组氨酸残基螯合一分子 Zn2+ ,其余约 12-13 个残基则呈指样突出,刚好能嵌入 DNA 双螺旋的大沟中而与之相结合.3）亮氨酸拉链结构：多见于真核生物 DNA 结合蛋白的 C 端,与癌基因表达调控有关.由两段α - 螺旋平行排列构成,其α - 螺旋中存在每隔 7 个残基规律性排列的亮氨酸残基,亮氨酸侧链交替排列而呈拉链状,两条肽链呈钳状与 DNA 相结合.

染色体到DNA的表观遗传学调控
DNA到mRNA前体的转录调控
mRNA前体到mRNA的调控
mRNA到蛋白的翻译调控
蛋白自身的活性调控

原核生物的基因表达调控
原核生物的基因表达调控虽然比真核生物简单,然而也存在着复杂的调控系统,如在转录调控种就存在着许多问题：如何在复杂的基因组内确定正确的转录起始点?如何将DNA的核苷酸按着遗传密码的程序转录到新生的RNA链中?如何保证合成一条完整的RNA链?如何确定转录的终止?
上述问题决定于DNA的结构、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其他小分子配基的互相作用,在转录调控中,现已搞清楚了细菌的几个操纵子模型,现以乳糖操纵子和色氨酸操纵子为例予以说明.
乳糖操纵子模型
1.乳糖操纵子
法国巴斯德研究所著名的科学家Jacob和Monod在实验的基础上于1961年建立了乳糖操纵子学说,现在已成为原核生物基因调控的主要学说之一.
大肠杆菌乳糖操纵子包括4类基因：①结构基因,能通过转录、翻译使细胞产生一定的酶系统和结构蛋白,这是与生物性状的发育和表型直接相关的基因.乳糖操纵子包含3个结构基因：lacZ、lacY、lacA.LacZ合成β—半乳糖苷酶,lacY合成透过酶,lacA合成乙酰基转移酶.②操纵基因O,控制结构基因的转录速度,位于结构基因的附近,本身不能转录成mRNA.③启动基因P,位于操纵基因的附近,它的作用是发出信号,mRNA合成开始,该基因也不能转录成mRNA.④调节基因i：可调节操纵基因的活动,调节基因能转录出mRNA,并合成一种蛋白,称阻遏蛋白.操纵基因、启动基因和结构基因共同组成一个单位——操纵子（operon）.
调节乳糖催化酶产生的操纵子就称为乳糖操纵子.其调控机制简述如下：
抑制作用：调节基因转录出mRNA,合成阻遏蛋白,因缺少乳糖,阻遏蛋白因其构象能够识别操纵基因并结合到操纵基因上,因此RNA聚合酶就不能与启动基因结合,结构基因也被抑制,结果结构基因不能转录出mRNA,不能翻译酶蛋白.
诱导作用：乳糖的存在情况下,乳糖代谢产生别乳糖（alloLactose）,别乳糖能和调节基因产生的阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白改变构象,不能在和操纵基因结合,失去阻遏作用,结果RNA聚合酶便与启动基因结合,并使结构基因活化,转录出mRNA,翻译出酶蛋白.
负反馈：细胞质中有了β—半乳糖苷酶后,便催化分解乳糖为半乳糖和葡萄糖.乳糖被分解后,又造成了阻遏蛋白与操纵基因结合,使结构基因关闭.

解题思路：分析题图：图示为线虫细胞中微RNA（lin-4）调控基因lin-14表达的相关作用机制．图中A表示转录过程；B表示翻译过程；①是转录形成的mRNA，作为翻译的模板；②和③都是翻译形成的肽链．lin-4调控基因lin-14表达的机制是RISC-miRNA复合物抑制翻译过程．

（1）图中A为转录过程，需要酶（解旋酶和RNA聚合酶）、原料（核糖核苷酸），能量（ATP）等物质；在动物细胞中，转录主要发生在细胞核中，此外在细胞质的线粒体中也能发生；B是翻译过程，该过程中运输氨基酸的tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对．
（2）图中②③相同，因为它们是由同一条mRNA为模板控制合成的．图中遗传信息的传递方向包括转录和翻译过程．
（3）由图可知，lin-4调控基因lin-14表达的机制是RISC-miRNA复合物抑制翻译过程．线虫体内不同微RNA仅局限出现在不同的组织中，说明微RNA基因的表达具有组织特异性．
（4）lin-14蛋白质编码基因中，G+C=46%，则A+T=54%，A=T=27%，又已知一条链所含的碱基中A占28%，即A₁=28%，根据碱基互补配对原则，A=（A₁+A₂）÷2，所以A₂=27%×2-28%=26%．
故答案为：
（1）核糖核苷酸、ATP（不全不给分）线粒体tRNA
（2）相同 转录和翻译
（3）翻译组织特异性（选择性）
（4）26%

点评：
本题考点： 遗传信息的转录和翻译；DNA分子结构的主要特点．

考点点评： 本题微RNA为素材，结合线虫细胞中微RNA（lin-4）调控基因lin-14表达的相关作用机制图，考查遗传信息的转录和翻译、DNA分子结构的主要特点，要求考生识记遗传信息转录和翻译的场所、条件、过程及产物，能准确判断图中各过程及物质的名称；识记DNA分子结构的主要特点，掌握碱基互补配对原则，能运用其延伸规律答题．

原核生物：正控诱导系统,负控诱导系统,正控阻遏系统,负控阻遏系统.原核生物基因组简单,真核生物调控复杂,特征是在特定时间特定细胞报道特定的基因,即选择性表达,调控水平分为：DNA水平,转录水平,转录后水平,翻译水平,蛋白质加工水平的调控.

因为DNA是控制蛋白质（Pro）的合成从而控制机体新陈代谢,而Pro的合成又由RNA直接控制（DNA控制RNA的合成）

在转录水平上对基因表达的调控决定于DNA的结构、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其他小分子配基的相互作用.
转录与翻译的特点：
细菌的转录与翻译过程几乎发生在同一时间间隔内,转录与翻译相耦联.
真核生物中,转录产物只有从核内运转到核外,才能被核糖体翻译成蛋白质.

基因表达调控分为很多水平：
1.DNA和染色体水平：基因丢失、基因修饰、基因重排、基因扩增、染色体结构变化.
2.转录水平调控(主要调控方式）：转录起始、延伸、终止均有影响.原核生物借助于操纵子,真核生物通过顺式作用元件和反式作用因子相互作用进行调控.
3.转录后水平调控：主要指真核生物原初转录产物经过加工成为成熟的mRNA,包括加帽、加尾、甲基化修饰等.
4.翻译水平调控：对mRNA稳定性的调控、反义RNA对翻译水平的调控等.
5.翻译后水平调控：蛋白质的剪切、化学修饰（磷酸化、乙酰化、糖基化等）、转运等.
6.mRNA降解的调控.

分为转录水平上的基因表达调控和翻译水平上的基因表达调控.
1.转录水平的调控：包括DNA转录成RNA时的是否转录及转录频率的调控,DNA的序列决定了DNA的空间构型,DNA的空间构型决定了转录因子是否可以顺利的结合到DNA的调控序列上,比如结合到TATA等序列上.
2.翻译水平的调控：翻译水平的调控又可以分成翻译前的调控和翻译后的调控.
a、翻译前的调控主要是RNA编辑修饰.生物体对RNA进行编辑剪切,比如核糖体RNA剪切后变成28S/16S/5S.还有一些甲基化修饰等等.
b、翻译后调控主要是蛋白的修饰,蛋白修饰后可以成为有功能的蛋白或者有隐藏功能的蛋白.

A

一.转录起始的选择在真核生物中同一个基因由于转录起始的不同可以产生不同类型的酶.例如酵母蔗糖酶基因以一种分散的多基因家族存在,有6个基因（Suc1~5,7）位于不同的染色体上.每一个基因都可以转录合成蔗糖酶,但有胞...

因为原核没有相应的RRNA和相关的转录脢,也缺乏相应的原生质环境,具体来说,因为其进化的反演规律,由BASVE定则,可知其主要的方式是直接的响应元而并非有计划,有条件的控制.一般而言,随机性的转录对低等的生物虽然有害,但却是促进其进化的一种可行途径.

基因表达的调节可以再不同水平上进行,在转录水平（包括转录前、转录和转录后）,或在翻译水平（包括翻译和翻译后）.
原核生物和真核生物的基因表达调控是不同的.原核生物的基因表达调控主要发生在转录水平上.最主要的机制是Jacob和Monod提出的操纵子模型.而在翻译水平上的调节主要有：不同mRNA翻译起始频率和速度差异,翻译阻遏,反义RNA的作用等.
真核生物基因不组成操纵子,不形成多顺反子MRNA.真核生物的基因表达受到多级调控系统的调节.转录前：DNA断裂、删除、扩增、重排、修饰和异染色质化等改变基因结构和活性.转录水平：染色质的活化（组蛋白修饰使染色质疏松化）和基因的活化（顺式作用原件,反式作用因子）.转录后：转录产物的加工和转运调节.翻译水平：控制mRNA的稳定性和有选择地进行翻译.翻译后：控制多肽链的加工和折叠.

真核生物的基因表达调控是很复杂的,远远比原核生物复杂,涉及的层次也很多,包括转录前调控,转录过程中的调控,转录后调控,翻译前调控,翻译调控,翻译后调控,还有细胞水平的调控等.具体为：
转录前：包括染色体的解聚成染色体,组蛋白的调控,也就是染色体改组；
转录中：顺式调控元件与反式作用因子的调控
转录后：mRNA的剪接,拼接,特有见机的修饰等等.
翻译前：mRNA的降解机制调控等.
后面还涉及到蛋白的加工,修饰,运输,折叠,定位等!
这些是生物化学和分子生物学在20世纪获得的成绩中的精华,也是生物专业必须掌握的内容.
参考：王静岩 的生物化学 （下册）专门有好几章.
祝你成功!

对基因转录和翻译进行调控的过程,就叫做基因表达调控,具体 可以看下
调控点有很多,但是主要的调控点分为转录水平上的基因表达调控和翻译水平上的基因表达调控.
1.转录水平的调控：包括DNA转录成RNA时的是否转录及转录频率的调控,DNA的序列决定了DNA的空间构型,DNA的空间构型决定了转录因子是否可以顺利的结合到DNA的调控序列上,比如结合到TATA等序列上.
2.翻译水平的调控：翻译水平的调控又可以分成翻译前的调控和翻译后的调控.
a、翻译前的调控主要是RNA编辑修饰.生物体对RNA进行编辑剪切,比如核糖体RNA剪切后变成28S/16S/5S.还有一些甲基化修饰等等.
b、翻译后调控主要是蛋白的修饰,蛋白修饰后可以成为有功能的蛋白或者有隐藏功能的蛋白.

调控结果使基因表达水平提高的称为正性调控(上调),使基因表达水平降低者为负性调控(下调)

原核生物在对外环境突然变化的反应中,是通过诱导或阻遏合成一些相应的蛋白质来调整与外环境之间的关系.由于原核生物的转录与翻译的过程是偶联的(图15—1),而且这种过程所经历的时间很短,只需数分钟,同时由于大多数原...