顺式作用元件
box 4顺式元件
box 4顺式元件
摘要：
1.顺式元件的定义和作用
2.顺式元件的种类和特点
3.顺式元件在基因表达调控中的角色
4.顺式元件在生物科技研究中的应用
正文：
顺式元件(cis-elements) 是指在基因的编码区内或附近的一段特定的DNA 序列，它们通过与转录因子或其他蛋白质结合，直接影响基因的表达。
顺式元件在生物体内起到调控基因表达的作用，使细胞能够对不同的环境刺激作出适当的反应。
顺式元件主要有以下几种类型：
（1）启动子：启动基因的转录过程，位于基因的上游。
（2）增强子：增强启动子的转录活性，可以位于基因的上游或下游。
（3）沉默子：抑制基因的转录，通常位于基因的下游。
（4）绝缘子：阻止顺式元件与其他调控元件相互作用，位于基因的编码区内或附近。
顺式元件在基因表达调控中的角色至关重要。
例如，启动子和增强子可以协同作用，使基因在适当的时机和环境下被激活；而沉默子和绝缘子则可以抑制基因的表达，使细胞在不同条件下表现出不同的特性。
近年来，随着生物科技研究的不断发展，顺式元件在生物科技研究中的应
用也日益广泛。
例如，研究人员可以通过修改顺式元件的序列，调控特定基因的表达，从而实现对生物体的性状进行调控。
此外，顺式元件还可以用于研究基因表达的调控机制，揭示生物体的生长、发育和疾病发生等方面的奥秘。
总之，顺式元件作为基因表达调控的重要元件，对生物体的生长、发育和适应环境变化等过程起着至关重要的作用。
分子名词解释
lac操纵子有三个结构基因Z Y A以及启动子操纵子阻遏子组成。启动区位于阻遏基因I和操纵区O之间。操纵区是DNA上一小段序列（26BP）是阻遏物的结合位点，当阻遏物与操纵区结合时lacmRNA转录起始受抑制，诱导物与阻遏物结合，改变其三维结构，使之不能与操纵区结合，开启lacmRNA的合成
操纵子（operon）由操纵基因以及相邻的若干结构基因所组成的功能单位，其中结构基因转录收操纵基因控制。
DNA超螺旋:DNA双链双螺旋由于内部应力作用进一步产生的高级螺旋结构。
切除修复：DAN损伤后需切除损伤片段进而进行修复的修复方式
C0t曲线：DNA的复性或变性曲线
阻遏蛋白：由负调控基因编码的蛋白质，与其作用元件结合后阻碍基因的表达，是一种负调控因子
端粒酶：负责线装DNA末端端粒合成的酶
抑制tRNA：通过反密码子突变纠正或弥补、修正遗传密码突变作用的tRNA
热点突变：DNA上容易发生突变的结构区域发生的突变，是一种结构性的生物突变
增强子：DNA上的一种基因远距离顺式调控元件，促进基因表达
分解代谢物激活蛋白（CAP）:由所代谢的底物或产物或与其结合而激活的调节基因表达的蛋白质因子
拼接：一个基因的外显子和内含子共同转录在一条转录产物中，将内含子去除而把外显子连接起来形成成熟RNA分子的过程
反密码子：tRNA反密码环上（34-36位）与mRNA编码的密码子配对的的三联碱基
转录因子：能与DNA特定序列结合或与RNA聚合酶作用，参与基因转录调控的danbaizhiyinzi8
复制型转座：DNA上的转座子的一种转座方式，转座后原转座子保持不变，靶位点被插入一个转座子拷贝
遗传密码：DNA或mRNA上每三个相连核苷酸形成的遗传单位，或编码单位
分子生物名词解释
分子生物学之迟辟智美创作名词解释：1.基因组（genome）：指生物体或细胞中，一套完整单体的所有遗传物质的总和；或指原核生物染色体、质粒，真核生物的单倍染色体组、细胞器，病毒中所含有的一整套基因组.2.顺式作用元件(cis-acting element)：具有调节功能的特定DNA序列只能影响同一分子中的相关基因，发生在一个序列中的突变不会改变其他染色体上等位基因的表达，这样的序列称为顺式作用元件.3.反式作用因子（trans-acting factor）：与顺式作用元件相反的调节卵白，可通过扩散结合于细胞内的多个靶位点，当发生突变后将同时影响分歧染色体上等位基因的表达，暗示出反式作用的调节卵白.4.可读框（ORF）：指从起始密码子到终止密码子的一般连续的密码子区域，或DNA序列测定中，由计算机识别出的可能的编码区域.5.癌基因：其基因产物具有转化真核细胞的能力，使之与肿瘤细胞相同的方式生长.即一类与癌的生成有关的基因.控制细胞分裂的基因由于突变或肿瘤病毒的入侵而失去调节功能，原癌基因转酿成癌基因.6.核酶（ribozyme）：泛指一类具有催化功能的RNA分子，一般指无需卵白质介入或不与卵白质结合，就具有催化功能的RNA分子.7.管家基因（house-keeping genes）：为组成型基因，指在各种细胞中都能表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所需的物质.8.ESTS（表达序列标签）：从一个随机选择的cDNA克隆，进行5’端和3’端单一次测序挑选出来获得的短的cDNA部份序列，代表一个完整基因的一小部份.在数据库其标准从20~7000bp不等.9.GMO（Genetcallly Modified Organisms）：基因修饰生物，在不导入外源基因的情况下，通过对生物体自己遗传物质的加工、敲除、屏蔽等方法以改变生物体的遗传特性，获得人们希望获得的性状.10.Terminator（终止子）：是DNA分子中决定转录产物3’-OH端酶分子停止聚合，释放出已合成的RNA分子的位点.11.Zinc Finger region（锌指结构）：是一种常呈现在DNA结合卵白中的结构.由一个含有年夜约30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cys或2个His配位的Zn构成，结构似指状.它有一个α-螺旋和一个β-螺旋，与DNA双螺旋的年夜沟结合影响转录.12.rho factor（P因子）：为一种单体分子质量为46Kda的卵白质，通常以同源年夜聚体的活性形式存在，分子质量约为275Kda.它是RNA聚合酶的一种重要的卵白质辅助因子，只在转录的终止过程中发挥作用.13.nucleosome（核小体）：核小体是构成真核生物染色质的基本结构单元.由组卵白核心和盘旋其上的DNA共同构成的紧密结构形成.（4种组卵白（H2A, H2B, H3 和 H4）以八聚体的形式形成核心颗粒，DNA环绕纠缠在颗粒概况形成核小体）.14.Hybridization（分子杂交）：利用双螺旋结构的各种性质在DNA复性后可以获得恢复加持性，可以将两个分歧来源的互补序列退火形成双链的过程叫分子杂交.posite transpasons（复合型转座子）：一类除有转座酶基因外，还带有抗药性基因标识表记标帜，其两末端由相同的IS序列或末端由38bp的反向重复序列组成的结构.年夜而复杂的转座子.16.冈崎片段（Okazaki fragment）：指在半不连续复制中，新合成链方向为3’→5’端，实际上是由许多5’→3’方向合成的DNA片段连接起来的，首先沿5’→3’方向合成的较短的DNA片段，随后被连接成完整的方向为3’→5’DNA的新链.17.TM（解链温度）：DNA发生变性时，使DNA双螺旋链结构解开一半或e（P）吸收值到最高值的一半时的温度.melting temperature.18.Pribnow box：又称-10序列，细菌启动子起始点上游约-10处找到的6bp的守旧序列TATAAT，是转录的解链区.19.SSR（简单序列重复）：也称微卫星DNA，一种简单串连重复DNA序列，其重复单元为1~6个核苷酸，由10~50个变性单元串连组成，在整个基因组中分布且密度高，在遗传图和物理图的研究中有重要作用.20.antisemseRNA（反义RNA）：通过碱基互补配对与特定mRNA上包括SD序列、起始密码子AUG及部份N端密码子的序列结合，抑制mRNA翻译的一类RNA.21.replion（复制子、复制单元）：基因组中能自力进行复制的单元.包括复制起始点到终止点的一段DNA序列.22.SDS reaction（应急反应）：由许多能造成DNA损伤或抑制DNA复制的过程引起的一系列复杂的诱导效应，这种效应称为应急效应.23.promoter（启动子）：是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的守旧序列位点，不被转录.24.Operon（操纵子）：是原核生物在分子水平上基因表达调控的单元，与功能相关的基因相连，由同一控制区控制转录，这些基因包括结构基因、操纵子基因、启动调节基因几部份.25.Enhancer（增强子）：是指能使和它连锁的基因转录效率明显增加的DNA序列.26.SD sequence（SD序列）：mRNA上位于起始密码子AUG序列上游10个碱基左右的区域能与16S核糖体RNA3’端反SD序列7个嘧啶碱基互补识别，以帮手从起始AUG处开始翻译的一段富含嘌呤碱基的序列.27.cDNA和cccDNA：cDNA：加工成熟的mRNA经逆转录合成互补的DNA.cccDNA：自力于细菌及某些真核细胞染色体外的共价闭合环状DNA.28.RNA剪接：基因的外显子和内含子都转录在一条原初转录本RNA分子中.在加工过程中切除内含子、连接外显子发生成熟RNA分子的过程叫RNA splicing.29.ITS（内转录间隔区）：真核生物基因组中编码核糖体的基因，包括28SrDNA，5SrDNA，18SrDNA和5.8SrDNA四种.它们在染色体上头尾相连，串连排列，相互间由间隔区分开.30.gratuitous inducer（抚慰诱导物）：能够诱导酶合成，但又不能被所诱导酶分解的分子.31.triplet codons（三联体密码子）：mRNA链上决定一个特定的氨基酸的三个连续的核苷酸序列.（mRNA上特定的核苷酸序列对应卵白质链上特定的氨基酸序列）32.STS（序列标签位点）：基因组物理图谱中起标识作用的位置已知的共同的小段单拷贝DNA序列.长度一般为300~500bp.在染色体上有一定的位置.33.intron and exon（内含子、外显子）：内含子：不连续基因中无编码功能的区段，或者说，在初始转录产物hnRNA加工发生成熟的mRNA时，被切除的非编码序列.外显子：在不连续基因中有编码功能的区段，与mRNA的序列行对应.34.sence strand（有义链）：在体内DNA的两条链仅有一条用于转录，或某些区段以这条链转录，这时，不用于转录的链称为非模板链，又称有义链.非模板链与合成的RNA产物链从一个方向阅读时，序列完全相同，所以又称编码链.35.衰减子（弱化子）：attenuator：对色氨酸操纵子的转录水平进行微调DNA中可招致转录过早终止的一段核苷酸序列.36.CAP卵白超级调控因子：CAP是E.coli分解代谢物基因活化卵白，这种卵白可将葡萄糖饥饿信号传递给许多操纵子，使细菌在缺乏葡萄糖时可利用其他碳源.。
第六章 原核生物表达调控
第一节概述围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都通称为基因表达调控（gene regulation或gene control）。
几个基本概念1、顺式作用元件和反式作用因子：基因活性的调控主要通过反式作用因子（通常是蛋白质）与顺式作用元件（通常在DNA 上）相互作用而实现。
顺式作用元件是指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因；同时，这种DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中，如启动子和终止子，都是典型的顺式作用元件。
反式作用因子是能调节与它们接触的基因的表达的各种扩散分子（通常是蛋白质），如RNA聚合酶、转录因子。
2、结构基因和调节基因:结构基因(structural gene)是编码蛋白质或RNA的基因。
细菌的结构基因一般成簇排列，多个结构基因受单一启动子共同控制，使整套基因或都表达或都不表达。
调节基因(regulator gene)是编码合成那些参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的特异DNA 序列。
调节基因编码的调节物质通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。
比如：它能使结构基因在需要某种酶时就合成某种酶,不需要时,则停止合成，它对不同染色体上的结构基因有调节作用。
调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调控的方式（启动或增强基因表达活性）调节靶基因，也能以负调控的方式（关闭或降低基因表达活性）调节靶基因。
DNA位点通常位于受调节基因的上游，但也有例外.3、操纵基因和阻遏蛋白操纵基因(operator)是操纵子中的控制基因，在操纵子上一般与启动子相邻，通常处于开放状态，使RNA聚合酶能够通过并作用于启动子启动转录。
但当它与调节基因所编码的阻遏蛋白结合时，就从开放状态逐渐转变为关闭状态，使转录过程不能发生。
阻遏蛋白(aporepressor)是负调控系统中由调节基因编码的调节蛋白，它本身或与辅阻遏物(corepressor)一起结合于操纵基因，阻遏操纵子结构基因的转录。
顺式作用元件及调控基因
顺式作用元件及调控基因哎呀呀，这“顺式作用元件及调控基因”，对我这个小学生来说，可真是个超级难搞懂的大难题呢！老师在课堂上讲这些东西的时候，我就感觉自己像是掉进了一个迷迷糊糊的大迷宫里。
什么是顺式作用元件？什么又是调控基因？这都啥跟啥呀！我瞪大眼睛，努力想听明白老师说的每一个字。
老师说，顺式作用元件就好像是基因的小助手，能帮忙控制基因的活动。
这让我想到了，就好像我们在玩游戏的时候，有一些特殊的道具能帮助我们更厉害地打败怪兽，顺式作用元件不就是基因的那种厉害道具嘛？然后老师又讲到调控基因，说它就像是个指挥官，指挥着基因该干啥不该干啥。
这难道不像我们班级里的班长吗？班长指挥着我们什么时候该安静，什么时候可以玩耍。
我忍不住举起手问老师：“老师，那顺式作用元件和调控基因是怎么一起工作的呀？”老师笑了笑说：“这就像是一场精彩的音乐会，顺式作用元件是各种乐器，调控基因就是指挥家，指挥着乐器们演奏出美妙的音乐。
”我听了，似懂非懂地点点头。
我旁边的同桌悄悄跟我说：“这也太难懂了，我感觉我的脑袋都要炸啦！”我也深有同感：“可不是嘛，这比做数学题还让人头疼！”回到家，我赶紧翻开课本，想再好好琢磨琢磨。
爸爸看到我一脸苦恼的样子，问我：“宝贝，怎么啦？”我皱着眉头说：“爸爸，顺式作用元件和调控基因我怎么都搞不明白！”爸爸摸摸我的头说：“别着急，咱们一起来看看。
”经过爸爸的一番讲解，我好像有点明白了。
原来顺式作用元件和调控基因一起，就像是一个超级厉害的团队，让我们的身体能够正常地工作和生长。
我想，虽然现在理解起来还有点困难，但是只要我不断努力学习，总有一天能把它们彻底搞清楚的！这不就像我们学骑自行车，一开始总是摔倒，但只要坚持，最后就能骑得又快又稳嘛！所以呀，我可不会被这小小的难题给打败，我一定要把它们拿下！。
1.什么是顺式作用元件和反式作用因子,并举例。
1．什么是顺式作用元件和反式作用因子，并举例。
答：顺式作用元件是指对基因表达有调节活性的DNA序列，它作为一种原位顺序，其活性只影响与其自身处在同一个DNA分子上的基因；同时，这种DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中。
简单的说，顺式作用元件是指影响自身基因表达活性的DNA序列（如转录启动子和增强子）。
反式作用因子是指其基因产物将从合成的场所扩散到其发挥作用的其他场所，游离的基因产物扩散至目标场所的过程为反式作用。
调控转录的各种蛋白因子总称反式作用因子。
其编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在同一个DNA分子上。
如RNA聚合酶。
2．简述tRNA三级结构特点与其功能之间的关系。
答：tRNA三级结构是在二级结构的基础上经过进一步折叠扭曲形成倒L形。
此结构反映了tRNA的生物学功能，因为tRNA上所运载的氨基酸必须靠近位于核糖体大亚基上的多肽合成位点，而tRNA的反密tRNA的Array 3答：①N端4答：α螺旋构成，当25答：内含子及3′6.1,57.什么是叫答：C值C低等生物C8.请列出51转运RNA hnRNA 成熟mRNA的前体 5小核RNA snRNA 参与hnRNA的剪接 6小胞浆RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分 7反义RNA anRNA/micRNA 对基因的表达起调节作用 8核酶 Ribozyme RNA 有酶活性的RNA二、问答题1.什么叫PCR？试比较PCR与DNA复制的不同点。
答案：略2.请画出大肠杆菌色氨酸操纵子的结构示意图，简述其表达调控中的转录弱化作用。
3.请画出大肠杆菌乳糖操纵子的结构示意图，阐述其正调控和负调控机制。
在乳糖操纵子调控模型中，负控诱导调节模式是主要的。
具体来说，在没有诱导物，如乳糖、IPTG、ONPG等存在时，LacI基因转录产物为阻遏物单体，再结合成四聚体，它们能与O区DNA相结合，从而阻遏基因转录，当有诱导物存在时，可使阻遏物变成不能与O区相结合的非活性形式，从而RNA聚合酶可与Lac启动区相结合，起始基因转录。
上游顺式作用元件的研究方法
（5）增强子一般都具有组织和细胞特异性； （6）增强子在DNA双链中没有5’与3’固定的方向性； （7）增强子可远离转录起始点，通常在 1～4 kb（个别情况可达30 kb）
外起作用； （8）增强子的活性与其在DNA双螺旋结构中的空间方向性有关。另外，
许多增强子还受到外部信号的调控，如金属硫蛋白基因的增强子就可 对环境中的锌、镉浓度作出反应。
上游启动子元件（UPE)：包括通常位于-70bp附近的CAAT盒、GC盒 等，能通过TFⅡD复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。
增强子(enhancer)
指能够提高转录效率、远距离调控基因转录的上 游DNA序列,它间接的把信号从激活因子传到转录 蛋白。
特点：
（1）它能通过启动子大幅度地增加同一条DNA链上靶基因转录的频率， 一般能增加 10～200倍，有的甚至可达千倍。
泳道a：未发生序列缺失的阳性对照 泳道b-j：序列缺失后的基因 泳道k：阴性对照（pBR322DNA，无
5SrRNA基因序列）
5’-序列缺失对5SrRNA基因转录的影响
②接头扫描突变法
可以找出存在于基因转录起始位点和5’端边 界之间的所有调控元件
方法的基础是构建一系列序列重叠的调控区突 变体，每个突变体内各有一个短序列的核苷酸 序列被打乱
应答元件
另一类位于基因上游能被转录因子识别和结 合,调控基因专一性表达的DNA序列。如热激 应答元件、激素应答元件, cAMP应答元件等。
应答元件含有短重复序列,不同基因中应答元件的拷贝数相 近。
蛋白因子结合在应答元件的保守序列上,通常位于转录起点 上游200bp内；
应答元件也有位于启动子或增强子内。
上游顺式作用元件的研究方法
mega
医学分子生物学原理-真核基因表达与调控
（抑制）二种方式。 • 其调节机制涉及顺式作用元件、RNA聚合酶
和其它调节蛋白。
（二）转录调节因子分类 （按功能特性）
* 基本转录因子
是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组 蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及 rRNA)转录的类别。TF I；TF II；TF III
一个真核生物基因的转录需要3至5个转 录因子。转录因子之间不同方案组合，生成 有活性、专一性的复合物，再与RNA聚合酶 搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。
按不同组合，人类约３.５万个基因，估 计需转录因子３００余个即可。
（四）转录起始调控模式
主要通过调节反式作用因子的活性控制转录起始；
反式作用因子（有活性） 反式作用因子（无活性）
为重要，需要2个帽结合蛋白参与（CBP80 和CBP20）
A基因表达
A
B
C
A
B
B基因关闭 D
三、转录后调控
（一）mRNA加帽和加尾的调控意义
• 5′帽子结构的作用：
– 防止mRNA被5′→ 3′核酸酶降解； – 能被帽结合蛋白识别，增强mRNA的可翻译
性，没帽子结构，翻译效率降低； – 促进mRNA从核到胞浆的运输过程； – 增强mRNA的剪接效率, 帽对exon1的剪接尤
• Ⅱ类顺式作用元件包括： 核心启动子( Core promoter)，增强子(enhancer)，沉 默子（silencer ），及各种反应元件等。
1. 核心启动子( Core promoter)
• Ⅱ类启动子的核心启动子常由TATA盒、位于 TATA盒上游的的上游启动子元件、以转录点 为中心的起始子和下游启动子元件，4个元件 组合而成。
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顺式作用元件
顺式作用元件是电路中常用的一种元件，它具有线性的工作特性，即电流与电压成正比。
顺式作用元件包括电阻、电容和电感。
电阻是最常见的顺式作用元件之一。
它的主要作用是限制电流的流动，通过消耗电能来起到调节电路中电压和电流的作用。
电阻的单位是欧姆（Ω）。
电容是另一种常见的顺式作用元件。
它由两个带电板和介质组成，能够储存电荷并在电路中释放。
电容的单位是法拉（F）。
电感是电路中的另一种顺式作用元件。
它由线圈组成，能够储存磁场能量并改变电流的大小和方向。
电感的单位是亨利（H）。
这些顺式作用元件在电路中起到了重要的作用。
通过合理选择和组合这些元件，可以实现对电流和电压的精确控制，从而实现特定的电路功能。
在设计和分析电路时，了解和掌握这些顺式作用元件的性质和特点是非常重要的。