又如，真核生物的膜蛋白和分泌蛋白的切割，这些蛋白都带有膜上定位信号肽。信号肽被特定的细胞中的蛋白酶切除??形成成熟蛋白。本章小结
㈡、转录水平的调控：一些基因在所有细胞中都呈现活跃状态，为组成型表达，称为看家基因(housekeepi
nggene)。另一些基因则在不同细胞或组织中呈现高度表达，受到一定的调控，称为特异表达基因。1.启动子和转录因子：
启动子(promoter)：转录因子和RNA聚合酶的结合位点，位于基因上游某一固定位置，紧接转录起始点，是基因一个组成部分
。转录因子(transcriptionfactor，TF)：激活真核生物基因转录的一系列蛋白质。启动子结构（真核生
物）：TATA盒(TATAbox)：RNA酶识别并结合位点；CAAT盒(CAATbox)：转录起始起重要作用；
GC盒(GCbox)：增强子作用。2.转录强化子(增强子，transcriptionalenhancer)：强
化子：是真核生物基因转录中另一种顺式调控元件，常位于启动子上游700－1000bp处，离转录起始点较远，可提高转录效率。转录
强化子的存在，使基因转录只有在适宜转录因子存在时进行，并能对细胞内外的信号作出反应，可以满足细胞分化的需要。强化子的功能：
①.与转录激活子结合，改变染色质构型；②.使DNA弯曲形成环状结构，使强化子与启动子直接接触，以便使转录因子、转录激活
子和RNA聚合酶一起形成转录复合体，利于转录反应，提高转录效率。③.转录强化子可提高不同的启动子的转录效率，同一时间里，一个
强化子只与一个启动子起作用，具体作用取决于启动子与强化子竞争性互作。如：人血红蛋白基因，控制胎儿γ链和成人β链两基因共用同一
个强化子，强化子与不同的启动子结合导致不同的基因表达。??????????????????????????????????
?????????????????????????3.激活子：激活子(transcriptionactivator):
是一种与强化子结合的蛋白质，属于一种转录因子。正激活子包括：真激活子：与转录复合体接触激活转录；抗阻遏物激活子：改
变染色质结构（染色质重建）?与转录因子结合来提高转录效率。负激活子：抑制转录的因子。⑴.真激活因子：两个功能域：
①.强化子结合的DNA结合区域(DNA-bindingdomain)；②.转录复合体中的蛋白质互作的反式调控激活区域(
trans-activatingdomain)。DNA结合域的三维构型(motif)：①α-螺旋－转角－α-螺旋(he
lix-turn-helixHTH)；②锌指(zincfinger)；③碱性亮氨酸拉链(basicleucine
zipperbZIP)。α-螺旋－转角－α-螺旋(HTH)：不能单独折叠或与DNA结合，只是DNA结合蛋白的一部分
，构型以外的氨基酸在控制和识别DNA具有重要的作用；许多控制真核生物发育的基因都具有HTH构型，几乎所有真核生物所具有的同型
异位盒(homeobox)。锌指结构：基因调控的转录因子存在于致癌基因、果蝇控制发育的基因、受生长因子和分化信号诱导合成的蛋白
质序列中；锌指区域：由二个Cys簇及二个His簇组成；保守序列Cys-N2-4-Cys-N12-14-His-N3-His
；锌指蛋白：2－13个手指，各由23氨基酸组成，并由7－8个氨基酸连接；与DNA大沟结合并环绕DNA分子，大沟与特异DNA
碱基互作。碱性亮氨酸拉链(bZIP)：可形成蛋白质－蛋白质二聚体的亮氨酸拉链(leucinezipper，LP)；具有3
5个氨基酸残基，其中有4个亮氨酸，每隔7个氨基酸出现一次，形成α-螺旋时，每两圈伸出一个亮氨酸，由亮氨酸残基间的疏水作用力形成一
条拉链，产生蛋白质二聚体；碱性α-螺旋与DNA磷酸残基和碱基互作，二聚体?剪刀结构。(2)抗阻遏物激活因子(anti
repressors)：染色质重建(remodelingchromatin)??激活基因表达的因子。改变染色质结构
的两种途径：①.ATP水解－重建复合体途径：重建复合体通过激活子、转录因子以及与不同重建复合体作用于靶基因，通过各种
途径改变DNA与蛋白质的结合，促进基因的转录。如，酵母菌的SWI/SNF系统，具有11个亚基的复合体。②.组氨酸乙酰
转移酶(acetyltransferaseenzyme，HAT)修饰组氨酸途径：当乙酰转移到组氨酸末端后，会降低
组蛋白与酸性DNA之间的吸引力，HAT也在特异激活子作用下作用于靶位点。重建复合体总是与HAT协同互作的方式重建染色质，通常
在强化子位点发生染色质重建，再延伸扩展到启动子位点，使RNA聚合酶等与启动子结合，起始转录。乙酰化的组蛋白经组氨酸脱乙酰酶
(histonedeacetylaseHD)作用脱去乙酰基，染色质恢复紧缩结构。一、原核生物的基因调控：原核生物具有严格
的基因表达调控机制。㈠、转录水平的调控:原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平。当需要某一特定基因产物时，
合成这种mRNA。当不需要这种产物时，mRNA转录受到抑制。不同调控机制差别很大，但通常可归为正调控和负调控两
种。1.负调控：细胞中阻遏物阻止基因转录过程的调控机制。阻遏物与DNA分子结合?阻碍RNA聚合酶转录?使基因处于
关闭状态；2.正调控：经诱导物诱导转录的调控机制。诱导物通常与蛋白质结合?形成一种激活子复合物?与基因启动子DNA序
列结合?激活基因起始转录?使基因处于表达的状态。正调控与负调控并非互相排斥的两种机制，而是生物体适应环境的需要，有
的系统既有正调控又有负调控；降解代谢途径中既有正调控又有负调控；合成代谢途径中一般以负调控来控制产物自身的合成。原核生
物以负调控为主，真核生物以正调控为主；㈡、乳糖操纵元：???对于基因作用调控的机理，研究得比较清楚的是关于大肠杆菌乳糖
代谢的调控。在实验条件下，如果把大量的乳糖加入有大肠杆菌的培养基内，可以产生使大肠杆菌发生乳糖代谢所需要的三种酶，
β—半乳糖苷酶，渗透酶，转乙酰酶的量急剧增加，培养基内乳糖用完时，这三种酶的合成同时停止。1.乳糖操纵元模型：1961年雅
各布（JacobF）.和莫诺（MonodJ.）根据上述事实提出了一个操纵元（子）模型，认为这三个酶的基因转录受一个开关单
位的控制，这种开关单位即为操纵子。操纵元（子）：由操纵基因以及紧接着的若干结构基因所组成的功能单位，其中的结构基因的转录为操纵基
因所控制。A、乳糖操纵元组成部分I：编码阻遏蛋白的基因P：启动子O：操纵子L：前导序
列Z、Y、A代表三种酶的结构基因ｚ是β—半乳糖苷酶基因ｙ是渗透酶基因a是转乙酰酶基因o是开关位点，为操纵基因，起
控制结构基因的转录和翻译的作用。?2.乳糖操纵元的负调控：A.乳糖操纵元组成部分；B.野生型基因型(I+O+Z+Y
+A+),无乳糖时，基因不表达；C.野生型基因型(I+O+Z+Y+A+),有乳糖时，基因表达；D.
抑制基因突变(I－O+Z+Y+A+),无乳糖时，基因组成型表达；E.操纵基因突变型(I＋OcZ+Y+A+),无乳糖时，基因组成
型表达。3.乳糖操纵元的正调控：当有乳糖存在时，操纵子开启，基因进行表达。当既有大量半乳糖又有葡萄糖时，基因表达将会怎
样？基因不表达，存在新的调节因子来控制乳糖操纵子开启，这个因子的活性与葡萄糖有关。葡萄糖可使腺苷酸环化酶活性降低；而腺
苷酸环化酶能将ATP转变成cAMP。cAmP又与代谢激活蛋白(cataboliteactivatingprotein
，CAP)结合??形成cAmP-CAP复合物，作为lac操纵子正调控因子。当cAmP-CAP复合物二聚体插入到lac特异启动子
序列时??使DNA构型发生变化，而RNA聚酶与该新构型的DNA结合紧密，转录效率高。葡萄糖抑制操纵子的原理：葡萄糖
??腺苷酸环化酶活性降低??ATP无法转变成cAmP?不能形成CAP-cAmP复合蛋白??RNA酶无法结合在DNA上
???基因不表达。4.乳糖操纵元存在的遗传证据：⑴.遗传分析的三个基本假定：①.阻遏基因的产物是可以在细胞中扩
散的反式调控元件；②.操纵子Ｏ是调控位点，不编码蛋白；③.Ｏ位点需紧邻受其控制的结构基因，是顺式调控元件；通过性
导产生局部二倍体，可以进行遗传验证。表8-1⑵.阻遏蛋白的分离与鉴定：吉尔伯特（GilbertW.,1966）等利
用阻遏蛋白超量表达突变型（regulatorQuantity，Iq）???分离出阻遏蛋白；①.IPTG诱导Iq细胞，分离
提取阻遏蛋白，用含有同位素标记的IPTG溶液透析，透析袋内外浓度不一样??提取物中含有与IPTG结合的物质，纯化分析证明具有蛋
白特性。②.沉降分析：IPTG阻遏蛋白复合物＋lacO+序列：DNA沉降系数为40S；IPTG阻遏蛋白复合物：沉降
系数为7S；IPTG阻遏蛋白复合物(同位素标记)+DNA序列：超速梯度沉降分析有同位标记的沉降系数为40S。③.序列特异结
合：阻遏蛋白只与正常的乳糖操纵子（lacO）序列结合，而不与lacOc的序列结合。⑶.蛋白的结晶分析：刘毅斯（Le
wisM.，1996)等成功地测定了阻遏蛋白的晶体结构，与诱导物以及与DNA序列的结合的结构。阻遏蛋白：360个氨基酸；
功能蛋白：同聚四聚体。操纵元调控位点的精细分析：㈢、色氨酸操纵元：1．色氨酸操纵元模型：由雅各布（Jaco
bF.）和莫诺（MonodJ.）提出，具有合成代谢途径典型的操纵元模型。操纵元：包括色氨酸合成有关的5种酶的结构基因；
大量色氨酸时：大肠杆菌5种酶的转录同时受到抑制；色氨酸不足时：这５种酶的基因开始转转录；色氨酸：作为阻遏物而不是诱导物参与
调控结构基因的转录。∴trp操纵元是一个典型的可阻遏操纵元模型(repressibleoperon)。色氨酸操纵元模型
结构：5种结构基因：trpE、D、C、B、A；调控结构：启动子、操纵子、前导序列、弱化子；阻遏物trpR基因：与
trp操纵元相距较远；2.色氨酸操纵元的负调控：⑴.阻遏调控：trpR基因编码无辅基阻遏物?与色氨酸结合?
形成有活性的色氨酸阻遏物??与操纵子结合?阻止转录；色氨酸不足：阻遏物三维空间结构发生变化，不能与操纵子结合，操纵元
开始转录；色氨酸浓度升高：色氨酸与阻遏物结合，空间结构发生变化，可与操纵子结合，阻止转录。⑵.弱化子调控：当有色
氨酸存在而trp操纵元受抑制时，仍有一段前导序列发生转录，可能存在另一种的机制来抑制trp操纵元的转录？色氨酸高浓度存在时，
转录的前导序列140bp长，其中有一28bp的弱化子区域；形成发夹结构，为内部终止子，RNA酶从DNA上脱落；色氨酸低浓度或
不存在时，RNA聚合酶能通过弱化子区域，转录完整的多顺反子mRNA序列；问题：弱化子如何进行调控？前导序列可翻译出一段14
个氨基酸的短肽，在该短肽的第10、11位置上是两个色氨酸密码子；两个密码子之后是一段mRNA序列，该序列可分为四个区段，区段间可互
补配对，形成不同的二级结构。原核生物为边转录边翻译，前导序列中核糖体位置决定形成哪种二级结构?从而决定弱化子是否可形成终止信号
。①.当有色氨酸时，完整翻译短肽?核糖体停留在终止密码子处，邻近区段2位置?阻碍了2,3配对?使3,4区段配对形成发夹
结构终止子??RNA酶在弱化子处终止，不能向前移动。②.如缺乏色氨酸，核糖体到达色氨酸密码子时???由于没有色氨酰tR
NA的供应?停留在该密码子位置，位于区段1??使区段2与区段3配对??区段4无对应序列配对呈单链状态?RNA聚合酶通
过弱化子，继续向前移动，转录出完整的多顺反子序列。细菌弱化子的作用是许多关键氨基酸生物合成所共有的一种调控机制；在
苏氨酸、组氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等操纵元的前导肽中均有弱化子存在，具有多个相应氨基酸密码子供核糖体停留。苏氨酸在前导肽中有8
个氨基酸密码子存在，组氨酸则有7个组氨酸密码子存在，核糖体停留在这些位置时，弱化子不产生发夹结构，结构基因开始转录。(四).
阿拉伯糖操纵元：Ara操纵元是控制分解代谢途径的另一调控系统。特点：调节蛋白既可起正调控作用，又可起负调控作用。组成：
Ｒ：araC基因编码调节蛋白AraC蛋白；Ｏ：O1不参与调控；O2：AraC蛋白负调控结合位点；Ｉ：调节位点
，CAP-cAmP复合物结合位点，AraC蛋白正调控结合位点。调控：①.诱导物阿拉伯糖和cAMP同时存在：Ara
与AraC蛋白复合物结合在Ｉ位点，CAP-cAmp复合物结合I位点，基因转录开启；②.在没有诱导物阿拉伯糖和cAMP时：
AraC蛋白同时与I和O2结合，DNA构型发生改变，形成一个紧密的环结构，抑制表达。(五)翻译水平的调控：①.反馈
调控机制(feedbackregulation)：大肠杆菌核糖体蛋白合成：E.coli有7个参与核糖体蛋白合成的操纵
元结构???转录的各种mRNA都可与同一操纵元编码的核糖体蛋白识别结合；如果其中有一种核糖体蛋白过量累积，它们将与其自身
的mRNA结合，阻止进一步翻译。结合位点：5‘端非翻译区(untranslatedregion，UTR)，也包括
启动子Shine-Dalgarno序列，为mRNA翻译起始信号上游的一段5’-AGGAGGU-3’保守序列，与16SrRNA3’
端保守序列互补配对。②.反义RNA(antisenseRNA)的调控：原核生物中mRNA的翻译也受反义RNA的调
控。反义RNA与mRNA的5’端非翻译区UTR片段互补配对，使mRNA不能有效地与核糖体结合??阻止蛋白质的合成。
真核细胞中导入反义RNA基因???控制真核生物基因表达。如将乙烯形成酶基因的反义RNA导入番茄，延长了番茄常温贮藏期。
二、真核生物基因的调控：原核生物操纵元调控中的一些原理也存在于真核生物基因表达调控中，但是，多细胞真核生物的调
控机制，无疑远比原核生物复杂。真核生物基因表达的调控可以发生在DNA水平，转录水平，转录后的修饰，翻译水平和翻译后
的修饰等多种不同层次。但多数基因的表达调控仍发生在转录水平。转录和翻译在时间和空间上均不同，从DNA到蛋白质的各层次上都有调控
，但多数为转录水平调控转录和翻译同时进行，大部分为转录水平调控基因差别表达是细胞分化和功能的核心适应外界环境，操纵元调控表达
DNA与组蛋白结合成染色质，染色质的变化调控基因表达；基因分布在不同的染色体上，存在不同染色体间基因的调控问题基因分布在同一染
色体上，操纵元控制基因组大，人类基因组全长3×109bp，编码10万个基因，其余为重复序列基因组小，大肠杆菌:总长4.6×10
6bp，编码4288个基因，每个基因约1100bp多样化调控，更为复杂操纵元调控真核生物原核生物真核生物与原核生物的调控
差异㈠、DNA的改变：1.基因剂量与基因扩增：①.拷贝数增加：如合成大量组蛋白用于形成染色质，多数细胞具有数百
个蛋白基因拷贝；②.基因丢失：发育过程中，一些组织的细胞丢失了某些基因，决定细胞分化。如：原生动物（马蛔虫）、昆虫
、甲壳纲动物。③.基因扩增：两栖类卵细胞前体同体细胞一样具有600个rRNA基因，基因扩增后rRNA基因拷贝数达2
×106??组装大量的核糖体，满足卵细胞大量合成蛋白质需要。也发生在异常细胞中，如人类的癌细胞中，由于癌基因的大量扩增，
高效表达??导致细胞生长失控，诱发癌症。2.DNA重排：⑴.酵母交配型转变酵母有两种交配类型a和α，
单倍体孢子a和α之间交配才产生a/α二倍体，经减数分裂及产孢过程形成4个单倍体孢子；相同交配型的单倍体孢子之间不能发生交
配。但酵母存在一种同宗配合类型(homothallism)，其细胞可转换成对应交配类型，使细胞间发生配合。
交配型转换的遗传基础：控制交配型的MAT基因位于第3染色体上，MATa基因表现为a交配型，MATα基因表现为α交配型；两基
因互为等位基因；在MAT基因两端有同源序列HMLα和HMRa，由于两基因上游存在沉默子，故不表达，但可分别与MATα、MAT
a基因序列相同。⑵.动物抗体基因重排：哺乳动物一般可产生108个抗体分子，比整个基因组基因数目还多(人类为105个基因
)，人类的抗体基因约有300个，为什么？抗体分子结构：重链H：440个氨基酸；轻链L：220个氨基酸；N端
：110个氨基酸。不同抗体分子的区别主要在N端，称为变异区（variableregion,V）.不同抗体分子羟基端（C
端）的序列非常相似，称恒定区（constantregion,C)重链和轻链：由变异区V和非变异区C组成；均由二硫键连接
。抗体基因的结构：重链包括4个片段：（人类第14号染色体上）86个重链变异区段(VH)；30个多样区片段(D)；9个连接区片
段(L)；11个恒定区片段(C)；轻链有3个片段:(第2号和第22号染色体上)轻链变异区(VL)；连接区(J)；恒定区(C)；
所有的抗体并不是由一个完整的基因来编码，而是由不同的基因片段经重排连接而成的。随着B淋巴细胞发育，基因组中抗体
基因在DNA水平发生重排，形成编码抗体的完整基因，一个淋巴细胞只有一种组合的抗体基因。由于抗体基因重排中各个片段间的随机组合
，因此300个抗体基因产生108个抗体。3.DNA甲基化：在真核生物中，少数胞嘧啶在C5的位置上的H被甲基所取代，发生
甲基化后的胞嘧啶仍可渗入复制的DNA中。甲基化酶可识别一条链上半甲基化，使另一条链也甲基化。CG序列中发生甲基化的频率较高，
许多真核生物基因的5’端非编码序列富含CG序列，为甲基化提供位点。甲基化可降低转录效率。基因作为遗传信息单
位，位于染色体上，控制生物的性状发育。DNA是携带生物遗传信息的载体，是遗传的分子基础。基因表达就是将基因携带的生物信息释
放出来，供细胞利用的过程，或将生物的遗传信息作为性状或特征表现出来的过程。通常所说的基因表达指基因指导蛋白质
合成的过程。原核生物或真核生物为了适应外界环境条件及自身的需要，都必须不断调控各种不同基因的表达方式。第
八章基因的表达与调控㈠、经典遗传关于基因的概念：①．孟德尔：把控制性状的因子称为遗传因子。如：豌豆红花(C)、白
花(c)、植株高(H)、矮(h)。②．约翰生：提出基因(gene)这个名词，取代遗传因子。③．摩尔根：对果蝇、玉米
等的大量遗传研究，建立了以基因和染色体为主体的经典遗传学。基因是化学实体，以念珠状直线排列在染色体上。第一基因的概念
一、基因的概念及其发展：基因的共性（按照经典遗传学对基因的概念）：?染色体特性：自我复制能力和相对稳定性，在分裂时
有规律地进行分配。?交换单位：基因间能进重组，而且是交换的最小单位。?突
变单位：一个基因能突变为另一个基因。?功能单位：控制有机体的性状。∴经典遗传学认为：基因是一个最小的单位，不能分割；既
是结构单位，又是功能单位。㈡、分子遗传学关于基因的概念：⑴．揭示遗传密码的秘密：基因?具体物质。⑵．基因不是最小遗传单
位?更复杂的遗传和变异单位：具体内容：一个基因DNA分子上一定区段，携带有特殊的遗传信息?或对其它基因的活动起调
控作用(如调节基因、启动基因、操纵基因)。例如：在一个基因区域内，仍可以划分出若干起作用的小单位。?转录成RNA(包括mR
NA、tRNA、rRNA)?翻译成多肽链，⑶.现代遗传学上认为：①．突变子：是在性状突变时，产生突变的最小单位。一
个突变子可以小到只有一个碱基对；如移码突变。②．重组子：在性状重组时，可交换的最小单位称为重组子。一个交换子只包含一个碱基对。
③．顺反子：表示一个作用的单位，基本上符合通常所述基因的大小或略小。所包括的一段DNA与一个多肽链的合成相对应；平均大小为50
0~1500个碱基对。⑷．基因概念：①．可转录一条完整的RNA分子或编码一个多肽链；②．功能上被顺反测验或互补测验
所规定。基因：相当于一个顺反子，包含许多突变子和重组子。分子遗传学保留了功能单
位的解释，而抛弃了最小结构单位说法。㈢、分子遗传学对基因概念的新发展⑴．结构基因(structuralgene)：指可编码
RNA或蛋白质的一段DNA序列。将基因分为不同类型：⑵．调控基因(regulatorgene)：指其表达产物参与调控其它
基因表达的基因。⑶．重叠基因(overlappinggene)：指在同一段DNA顺序上，由于阅读框架不同或终止早晚不
同，同时编码两个以上基因的现象。AEBCFD⑷．隔裂基因(splitgene)：内含子：在DNA序列中
，不出现在成熟mRNA中的片段；外显子：在DNA序列中，出现在成熟mRNA中的片段。指一个基因内部被一个或更多不翻译
的编码顺序即内含子所隔裂。⑸．跳跃基因(jumpinggene)：即转座因子，指染色体组上可以转移的基因。实质：能够
转移位置的DNA片断。功能：可从这条染色体整合到另一条染色体上?引起插入突变、DNA结构变异(如重复、缺失、畸变)。突变的
结果很容易通过表现型变异得到鉴别。遗传工程常用：转座子标签法。金鱼草转座子系统：金鱼草中最少含有四种转座子（Tam），
含有12或13bp的插入重复顺序。其中Tam1、Tam2和Tam3转座子分别为15kb、5kb和3.6kb长度。Tam转座子
??用于控制花的生物合成基因研究。∵突变结果很容易通过表现型变异加以鉴定。⑹.假基因(pseudogene):
同已知的基因相似，处于不同的位点，因缺失或突变而不能转录或翻译，是没有功能的基因。真核生物中的血红素蛋白基因家族中就存在假基因
。㈠、互补作用：设有两个独立起源的隐性突变，具有类似的表现型。判断是属于同一个基因突变，还是属于两个基因的突变？即判
断是否属于等位基因？①．建立双突变杂合二倍体；②．测定突变间有无互补作用。由此可判断是否属于等位基因。二、基因的微
细结构2．有互补作用：突变来自不同的基因，则每个突的相对位点上都有一个正常野生型基因?最终可产生正常mRNA，其个体表现型为野
生型。1．无互补作用：突变来自同一个基因只能产生突变的mRNA?形成突变酶和个体，显示突变的表现型。则个体表现为突变型。
3．互补测验（顺反测验）：根据功能确定等位基因的测验。顺反测验：根据顺式表现型和反式表现型来确定两个突变体是否属于同一个基因
（顺反子）。顺式排列为对照（是两个突变座位位于同一条染色体上），不进行测试，其表现型?野生型。实质上是进行反式测
验（反式排列：两个突变座位位于不同的染色体上）。①反式排列为野生型：突变分属于两个基因位点；②反式排列为突变型：突变属
于同一基因位点。本泽尔：提出顺反子，表示功能的最小单位和顺反的位置效应。㈡、顺式与反式调控：假设某一基因
的表达受一种调控蛋白质(regulatorprotein)控制，只有在调控蛋白质与该基因的启动子位点结合时，这个基因才能表达。如
果这个基因的启动子位点发生突变，调控蛋白不能识别这个位点，也就不能转录形成RNA，基因就不能表达(图8－3)。1.顺式调控：
如基因的启动子发生突变，使得调控蛋白不能识别启动子结构，该基因就不能表达；只影响基因本身的表达，而不影响其它等位基因的调
控突变。2.反式调控：调控蛋白发生突变，不能与某基因的启动子结合，还会影响到与该调控蛋白结合有关的所有等位基因位点
表达。㈢、基因的微细结构本泽尔利用经典的噬菌体突变和重组技术?详细分析T4噬菌体rⅡ区基因的微细结构。⑴．原
理：r+野生型T4噬菌体：侵染E.coliB株和K12株；形成小而边缘模糊的噬菌斑。rⅡ突变型T4噬菌体：只能侵染B株
，不能侵染K12(λ)株。形成大而边缘清楚的噬菌斑。利用上述特点:让两个rⅡ突变型杂交?侵染K12(λ)株，选择重
组体r+r+?计算两个r+突变座位间的重组频率。⑵．方法：两种rⅡ突变类型：rx、ryr+rx×ryr+↓混
合感染E.coliB株接种K12(λ)株计数r+ry、rxr+r+r+、rxry四种基因型均能生长r+r
+仅生长一种重组型B株⑶．结果：①.重组值计算：rxry的数量与r+r+相同，计算时r+r+噬菌体数×2。可
以获得小到0.001％，即十万分之一的重组值。利用大量rⅡ区内二点杂交结果，绘制出rⅡ区座位间微细的遗传图：②.rⅡ
突变体类型：rⅡA、rⅡB：两个rⅡA突变体?K12?无噬菌体繁殖两个rⅡB突变体?K12?
无噬菌体繁殖rⅡA＋rⅡB突变体?K12?噬菌体繁殖∴rⅡA与rⅡB区段可以互补，分属于不同基因座位
。三、基因的作用与性状的表达在生物的个体发育过程中，基因一旦处于活化状态，就将它携带的遗传密码，通过mRNA的转录与
翻译，形成特异的蛋白质。基因对于遗传性状表达的作用可分为直接的与间接的。基因的变异可以直接影响到蛋白质的特性，
从而表现出不同的遗传性状。但是在更普遍的情况下，基因是通过酶的合成，间接地影响生物性状的表达。某段DNA转录rRNA
如发生致死突变，不能形成核糖体，易死亡。tRNA发生突变后，多肽链改变。转录mRNA翻译蛋白质
结构蛋白直接生物酶间接性状1.结构蛋白基因变异?直接影响蛋白质特性，表现出不同遗传性状。例如人的镰形红血球贫
血症。HbA突变HbsHbc红血球镰刀形血红蛋白分子有四条多肽链：两条α链(141个氨基酸/条)、两条β链(146个氨基酸/条)。HbA、Hbs、Hbc氨基酸组成的差异在于β链上第6位上氨基酸：HbA第6位为谷氨酸（GAA)；Hbs第6位为缬氨酸（GUA)；Hbc第6位为赖氨酸（AAA）。红血球碟形产生贫血症的原因：单个碱基的突变?引起氨基酸的改变?导致蛋白质性质发生变化，直接产生性状变化。正常碟形红血球转变为镰刀形红血球?缺氧时表现贫血症。HbAHbsHbc例如：豌豆圆粒(RR)×皱粒(rr)?F1圆粒(Rr)?F21/4皱粒2.酶蛋白表明：R与r基因控制豌豆籽粒的性状不是直接的，而是通过指导淀粉分枝酶的合成间接实现的。同时揭示了基因控制性状表达的具体过程及分子基础。产生tRNA,rRNA，无表型；不转录mRNA，但对其它基因起调控作用。产生多肽，有表型；∴基因比德尔和塔特姆根据红色面包霉的研究所提出的“一个基因一个酶”的假说，亦即一个基因通过控制一个酶的合成来控制某个生化过程，从而影响到某些遗传性状的表达。从分子遗传学的观点来看，该假说过分简单化了。一个基因?一个mRNA?一个多肽上图式仍不完善，第二节基因的调控一种生物的整套遗传密码可以比作一本密码字典?该种生物的每个细胞中都有这本字典?不同细胞选用其中各自需要的密码子加以转录和翻译。为什么基因只有在它应该发挥作用的细胞内和应该发挥作用的时间才能呈现活化状态?结论：必然有一个基因作用的调控系统在发挥作用。基因调控主要在三个水平上进行：①.DNA水平上调控。②.转录水平上调控。③.翻译水平上调控。 |
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