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基因的选择性表达 2017 04 基因的选择性表达是指在细胞分化中 基因在特定的时间和空间条件下有选择表达的现象 1 并非所有的基因都要选择性表达 奢侈基因 管家基因是指所有细胞都需要表达的基因 无选择性表达特点 与细胞分化无关 其产物是维持细胞基本生命活动所必需的 如呼吸酶基因 ATP水解酶基因等 奢侈基因是只在特定细胞中表达的基因 有选择性表达的特点 控制细胞分化 如胰岛素基因 血红蛋白基因等 2基因选择性表达的几种类型 2 1基因在不同的空间里表达不同细胞表达的基因不尽相同 细胞分化正是细胞中表达的基因不完全一样所致 2 2基因在不同的时间里表达基因的选择性表达还表现在时间上有早晚之分 有些基因在胎儿阶段就开始表达 有些基因在儿童阶段才表达 还有些在成人阶段才表达 另外还表现在某些基因只在某一段时间内表达 如在成熟期 参与细胞分裂的基因基本不表达 用于物质转化的相关蛋白质等的基因在表达 合成相应的蛋白质 酶等 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 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 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 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 2 3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 同一细胞膜上不同的载体数量不同 2 4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够表达 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才表达 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Fe3 浓度较高时才表达 2010年高考江苏卷34题铁蛋白是细胞内储存多余Fe3 的蛋白 铁蛋白合成的调节与游离的Fe3 铁调节蛋白 铁应答元件等有关 铁应答元件是位于铁蛋白mRNA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 当Fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于结合Fe3 而丧失与铁应答元件的结合能力 核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合 沿mRNA移动 遇到起始密码后开始翻译 如下图所示 回答下列问题 1 图中甘氨酸的密码子是 铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为 GGU CCACTGACC CCAGTCACC 2 Fe3 浓度低时 铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 从而抑制了翻译的起始 Fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于结合Fe3 而丧失与铁应答元件的结合能力 铁蛋白mRNA能够翻译 这种调节机制既可以避免对细胞的毒性影响 又可以减少 核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe3 细胞内物质和能量的浪费 3 若铁蛋白由n个氨基酸组成 指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n 主要原因是 4 若要改造铁蛋白分子 将图中色氨酸变成亮氨酸 密码子为UU
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