基因的选择性表达教学教材

基因的选择性表达基因的选择性表达是指在细胞分化中，基因的选择性表达是指在细胞分化中，基因在基因在特定的时间和空间条件下有选择表达的现象特定的时间和空间条件下有选择表达的现象。马铃薯块茎、甜菜块根形成后，细胞中用于合成葡马铃薯块茎、甜菜块根形成后，细胞中用于合成葡萄糖转化为乳酸的酶的基因进行了表达，故它们无萄糖转化为乳酸的酶的基因进行了表达，故它们无氧呼吸时产物是乳酸，有利于减少物质能量浪费，氧呼吸时产物是乳酸，有利于减少物质能量浪费，还降低了对细胞的伤害程度。还降低了对细胞的伤害程度。再如人和动物的第二特征的表现，是生长发育到一再如人和动物的第二特征的表现，是生长发育到一定阶段基因选择性表达的结果。而在衰老过程中，定阶段基因选择性表达的结果。而在衰老过程中，用于正常代谢的酶合成受到抑制或数量减少，加速用于正常代谢的酶合成受到抑制或数量减少，加速了衰老的程度，也是基因的选择性表达的结果。了衰老的程度，也是基因的选择性表达的结果。程序性死亡的理论假说也认为死亡的细胞是通过基程序性死亡的理论假说也认为死亡的细胞是通过基因的选择性表达实现的。因的选择性表达实现的。2.32.3同一时间，同一细胞中不同的基因表达的同一时间，同一细胞中不同的基因表达的程度不同（基因表达的量不同）程度不同（基因表达的量不同）同一细胞膜上不同的载体数量不同。同一细胞膜上不同的载体数量不同。2.4 2.4 基因在特定环境作用下表达基因在特定环境作用下表达 有些基因需要在特定的环境诱导下才能有些基因需要在特定的环境诱导下才能够表达，够表达，否则就不表达。如大肠杆菌的否则就不表达。如大肠杆菌的-半乳糖苷酶基因只有在环境中存在乳糖时半乳糖苷酶基因只有在环境中存在乳糖时才表达，才表达，某些基因的表达需要激素诱导。某些基因的表达需要激素诱导。再如下面的铁蛋白质基因必须在再如下面的铁蛋白质基因必须在FeFe3+3+浓度较浓度较高时才表达。高时才表达。2010 年高考江苏卷34题 铁蛋白是细胞内储存多余铁蛋白是细胞内储存多余FeFe3+3+的蛋白，铁蛋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的白合成的调节与游离的FeFe3+3+、铁调节蛋白、铁、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNAmRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当当FeFe3+3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合浓度高时，铁调节蛋白由于结合FeFe3+3+而丧而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白白mRNAmRNA一端结合，沿一端结合，沿mRNAmRNA移动，遇到起始移动，遇到起始密码后开始翻译（如下图所密码后开始翻译（如下图所 示）。回答下列问示）。回答下列问题：题：（1 1）图中甘氨酸的密码子是）图中甘氨酸的密码子是 ，铁蛋白基因，铁蛋白基因中决定中决定 的模板链碱基序列为的模板链碱基序列为 。GGUGGUCCACTGACCCCACTGACC(CCAGTCACC)(CCAGTCACC)（2 2）FeFe3+3+浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了扰了 ，从而抑制了，从而抑制了翻译的起始；翻译的起始；FeFe3+3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合浓度高时，铁调节蛋白由于结合FeFe3+3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNAmRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免能够翻译。这种调节机制既可以避免 对细胞的对细胞的毒性影响，又可以减少毒性影响，又可以减少 。核糖体在核糖体在mRNAmRNA上的结合与移动上的结合与移动 FeFe3+3+细胞内物质和能量的浪费细胞内物质和能量的浪费（3 3）若铁蛋白由）若铁蛋白由n n个氨基酸组成，指导其合成个氨基酸组成，指导其合成的的mRNAmRNA的碱基数远大于的碱基数远大于3n3n，主要原因是，主要原因是 。（4 4）若要改造铁蛋白分子，将图中色）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸氨酸变成亮氨酸(密码子为密码子为UUAUUA、UUGUUG、CUUCUU、CUCCUC、CUACUA、CUG)CUG)，可以通过改变可以通过改变DNADNA模板链上的一个模板链上的一个碱基来实现，即由碱基来实现，即由 。mRNAmRNA两端存在不翻译的序列两端存在不翻译的序列C CA A结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！13