1、基因的選擇性表達(dá)2017.04第1頁(yè)，共13頁(yè)?；虻倪x擇性表達(dá)是指在細(xì)胞分化中，基因在特定的時(shí)間和空間條件下有選擇表達(dá)的現(xiàn)象。第2頁(yè)，共13頁(yè)。1 .并非所有的基因都要選擇性表達(dá)（奢侈基因） 管家基因是指所有細(xì)胞都需要表達(dá)的基因，無(wú)選擇性表達(dá)特點(diǎn)，與細(xì)胞分化無(wú)關(guān)，其產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的， 如呼吸酶基因、ATP 水解酶基因等。 奢侈基因是只在特定細(xì)胞中表達(dá)的基因，有選擇性表達(dá)的特點(diǎn)，控制細(xì)胞分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因等。第3頁(yè)，共13頁(yè)。2 基因選擇性表達(dá)的幾種類(lèi)型2.1 基因在不同的空間里表達(dá) 不同細(xì)胞表達(dá)的基因不盡相同， 細(xì)胞分化正是細(xì)胞中表達(dá)的基因不完全一樣所致。第4

2、頁(yè)，共13頁(yè)。2.2 基因在不同的時(shí)間里表達(dá) 基因的選擇性表達(dá)還表現(xiàn)在時(shí)間上有早晚之分， 有些基因在胎兒階段就開(kāi)始表達(dá)，有些基因在兒童階段才表達(dá)，還有些在成人階段才表達(dá)。另外還表現(xiàn)在某些基因只在某一段時(shí)間內(nèi)表達(dá)。如在成熟期，參與細(xì)胞分裂的基因基本不表達(dá)，用于物質(zhì)轉(zhuǎn)化的相關(guān)蛋白質(zhì)等的基因在表達(dá)，合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)、酶等。第5頁(yè)，共13頁(yè)。馬鈴薯塊莖、甜菜塊根形成后，細(xì)胞中用于合成葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸的酶的基因進(jìn)行了表達(dá)，故它們無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)物是乳酸，有利于減少物質(zhì)能量浪費(fèi)，還降低了對(duì)細(xì)胞的傷害程度。再如人和動(dòng)物的第二特征的表現(xiàn)，是生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。而在衰老過(guò)程中，用于正常代謝的酶合

3、成受到抑制或數(shù)量減少，加速了衰老的程度，也是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。程序性死亡的理論假說(shuō)也認(rèn)為死亡的細(xì)胞是通過(guò)基因的選擇性表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。第6頁(yè)，共13頁(yè)。2.3同一時(shí)間，同一細(xì)胞中不同的基因表達(dá)的程度不同（基因表達(dá)的量不同）同一細(xì)胞膜上不同的載體數(shù)量不同。第7頁(yè)，共13頁(yè)。2.4 基因在特定環(huán)境作用下表達(dá) 有些基因需要在特定的環(huán)境誘導(dǎo)下才能夠表達(dá)， 否則就不表達(dá)。如大腸桿菌的-半乳糖苷酶基因只有在環(huán)境中存在乳糖時(shí)才表達(dá)， 某些基因的表達(dá)需要激素誘導(dǎo)。再如下面的鐵蛋白質(zhì)基因必須在Fe3+濃度較高時(shí)才表達(dá)。第8頁(yè)，共13頁(yè)。2010 年高考江蘇卷34題 鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存多余Fe3+的蛋白，鐵蛋白合

4、成的調(diào)節(jié)與游離的Fe3+、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵蛋白的合成。當(dāng)Fe3+濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3+而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動(dòng)，遇到起始密碼后開(kāi)始翻譯（如下圖所 示）?；卮鹣铝袉?wèn)題：第9頁(yè)，共13頁(yè)。（1）圖中甘氨酸的密碼子是 ，鐵蛋白基因中決定 的模板鏈堿基序列為 。GGUCCACTGACC(CCAGTCACC)第10頁(yè)，共13頁(yè)。（2）Fe3+濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了 ，從而抑制了翻譯的起始；Fe3+濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3+而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免 對(duì)細(xì)胞的毒性影響，又可以減少 。 核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動(dòng) Fe3+ 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)第11頁(yè)，共13頁(yè)。（3）若鐵蛋白由n個(gè)氨基酸組成，指導(dǎo)其合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，主要原因是 。（4）若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過(guò)改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來(lái)實(shí)現(xiàn)，即由 。mRN