原核生物基因表达调控(陈娟).ppt

乳糖操纵子由cAMP-CAP系统进行正调控 TTTACA TATGTT N17 N6 A lac TTGACA TATAAT 共有序列 乳糖操纵子是弱启动子，被RNA-pol结合后，还需cAMP-CAP（分解代谢物基因活化蛋白）活化 + + + + 转录 无葡萄糖，cAMP浓度高时 有葡萄糖，cAMP浓度低时 Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP结合位点 mRNA 低半乳糖时 高半乳糖时 葡萄糖低 cAMP浓度高 葡萄糖高cAMP浓度低 RNA-pol O O O O Ｉ Ｉ 无转录 无转录 低水平转录 2．AraC的别构调节使阿拉伯糖操纵子调控更精细 阿拉伯糖操纵子的转录起始调控 （二）色氨酸操纵子的弱化机制实质是 转录与翻译调控的偶联 色氨酸操纵子(trp operon)除了产物阻遏负调控外，还有转录衰减(attenuation)调控方式。 衰减是转录-翻译的偶联调控。 Trp Trp 高时 Trp 低时 mRNA O P trpR 调节区 结构基因 RNA聚合酶 RNA聚合酶 色氨酸操纵子的作用原理 UUUU…… UUUU…… 调节区 结构基因 trpR O P 前导序列 衰减子区域 UUUU…… 前导mRNA 1 2 3 4 衰减子结构 第10、11密码子为trp密码子 终止密码子 14aa前导肽编码区: 包含序列1 形成发夹结构能力强弱： 序列1/2序列2/3序列3/4 trp 密码子 UUUU…… UUUU…… 3 4 UUUU 3’ 3 4 核糖体 前导肽 前导mRNA 当色氨酸浓度高时 转录衰减机制 1 2 5’ trp 密码子 衰减子结构 就是终止子 可使转录 前导DNA UUUU 3’ RNA聚合酶 终止 UUUU…… 3 4 2 4 2 3 UUUU…… 核糖体 前导肽 1 5’ trp 密码子 结构基因 前导DNA RNA聚合酶 当色氨酸浓度低时 Trp合成酶系相关 结构基因被转录 序列3、4不能形成衰减子结构 前导mRNA （三）DNA片段倒位和阻遏蛋白的协同作用 沙门菌鞭毛素基因的调节 H2鞭毛素 阻遏蛋白 Hin重组酶 转位片段 hin H2 I H1 H1鞭毛素 hin H2 I DNA 启动序列 H1 启动序列 原核生物基因 表达的翻译水平调控 Regulation of Prokaryotic Gene Expression at Translation Level 第三节 一、SD序列决定翻译起始效率 （一）SD序列的碱基序列影响翻译起始的效率 （二）SD序列的定位影响翻译起始的效率 红霉素甲基化酶mRNA的翻译调控 二、mRNA的稳定性是决定翻译产物量的重要因素 原核生物mRNA分子某些片段，例如发夹有RNase抗性。 细胞内有结合RNA、使之免受RNase降解的保护蛋白。 近年发现，内源或外源的小分子RNA可特异互补结合细胞RNA，使其失去功能。 与减少表达量一样，降低mRNA稳定性也是基因表达调控方式 三、翻译产物可对翻译过程产生反馈 调节效应 核糖体蛋白控制多顺反子mRNA的翻译 翻译终止因子RF-2调节自身的翻译 核糖体蛋白与rRNA 合成是互相协调的 原核生物的16S rRNA与21种核糖体蛋白(ribosomal proteins)，简称r-蛋白，组成核糖体小亚基；5S和23S rRNA与31种r-蛋白组成大亚基。大、小亚基在翻译起始组合为70S核糖体。 蛋白质合成是生存的最基本需要，细胞必然要严格控制rRNA和r-蛋白的比例。 核糖体蛋白基因与RNA pol 亚基基因的多顺反子 操纵子 基因簇 表达产物 rif (rpoBC) rpL-K-A-J-L-rpoB- rpoC L-11-1-10-12-RNApol-β-β’ rpoA rpsM-K-D-rpoA-rpL-Q S13-11-4-RNApol-O-L-17 spc rpL-N-X-E-rpsN-H-rpL-F-R-rpsE-rpL-D-O L14-24-5-S14-8-L6-18-S-5-L-30-15 r-蛋白基因在各个操纵子上转录为多顺反子 这类操纵子有转录-翻译偶联调控现象，称为自我调节（autogenous control）。 四、小分子反义RNA参与调节蛋白质合成 （一）小分子RNA参与基因表达产物类型转 换的调控 （二）小分子RNA参与维持极低水平的基因 表达 大肠杆菌渗透压调节中mic