13-基因表达调控与重组DNA技术分析.ppt

乳糖操纵子调节机制 乳糖操纵子结构 2. CAP的正性调节（无葡萄糖） * CAP的正性调节（有葡萄糖） * 限制性核酸内切酶* 识别和切割双链DNA分子内部特异核苷酸序列的一类核酸酶。 限制性核酸内切酶共分三类，基因工程常用 II类酶，这类酶常识别DNA的回文序列 * 。 Hpa I：5’- GTT AAC - 3’ 3’- CAA TTG -5’ 平端 Pst I： 5’- CTGCA G - 3’ 3’- G ACGTC -5’ 3’突出粘性末端 EcoRI：5’- G AATT C - 3’ 3’- C TTAA G -5’ 5’突出粘性末端 二、操纵子理论 通常一个操纵子含有一个启动序列及数个编码基因（2～6个，甚至更多），还有其它调节序列。 编码序列 启动序列 操纵序列 其他调节序列 (promoter) (operator) P O (coding sequence) 操纵子结构 阻遏蛋白的负性调节 CAP的正性调节 协调调节 CAP结合位点 P I I P O Z Y A 调控区 结构基因 I: 阻遏蛋白编码基因　PI: 阻遏蛋白基因启动序列　 Z: β-半乳糖苷酶　 Y: 透酶　 A: 乙酰基转移酶 结构基因 O:操纵序列（阻遏蛋白结合部位）　 P:启动序列 CAP结合位点 调控区 1. 阻遏蛋白的负性调节（无乳糖） * 阻遏蛋白与O序列结合, 抑制转录, lac操纵子关闭 阻遏蛋白 mRNA CAP结合位点 P I I P O Z Y A RNA聚合酶 诱导剂结合于阻遏蛋白，阻遏蛋白与O序列解离，转录抑制解除，lac操纵子开启 乳糖 别乳糖 CAP结合位点 P I I P O Z Y A mRNA 阻遏蛋白的负性调节（有乳糖） * CAP: 分解代谢基因激活蛋白 catabolite gene activator protein 同二聚体 cAMP 结合区 DNA 结合区 cAMP CAP蛋白 P I I P O Z Y A CAP结合位点 mRNA 无葡萄糖， cAMP浓度高 cAMP与CAP结合 与CAP结合位点结合 转录活性提高约50倍 cAMP CAP蛋白 P I I P O Z Y A CAP结合位点 mRNA 有葡萄糖， cAMP浓度低 cAMP与CAP结合受阻 转录活性下降 阻遏蛋白 mRNA CAP结合位点 P I I P O Z Y A RNA聚合酶 3. 阻遏蛋白与CAP的协调调节* （1）无乳糖时, 阻遏蛋白封闭转录， CAP无作用 （2） 有乳糖时, 乳糖操纵子去阻遏, 虽可转 录, 但活性很低, 必须由CAP的正性调节来加强 P I I P O Z Y A CAP结合位点 mRNA 乳糖操纵子强的转录活性 既需要乳糖存在 又需要缺乏葡萄糖 （一）真核基因结构特点 1. 转录产物为单顺反子 一个基因—— 一条mRNA—— 一条多肽链 2. 重复序列 高度重复序列、中度重复序列、单拷贝序列 3. 基因不连续性 非编码序列 内含子 1 2 3 5’ 3’ 三、真核基因表达调控 （二） 真核基因转录特点 活性染色体结构变化 对核酸酶敏感、甲基化程度降低、 组蛋白乙酰化修饰 2. 正性调节占主导 真核RNA聚合酶对启动子的亲和力极小或根本没有 实质的亲和力，转录起始需依赖多种激活蛋白的作用 3．转录与翻译分隔进行 转录在核内进行，翻译在胞浆进行 转录（起始）调节实质上是调节蛋白与DNA的相互作用 1、顺式作用元件： 2、反式作用因子： 3、mRNA转录激活及其调节 （三）真核基因转录激活调节 1. 顺式作用元件* 指结构基因两侧或内部具有调节功能的DNA序列，因其作用于自身分子并发挥作用，所以称顺式作用元件。 根据位置、性质及作用方式的不同分为启动子、增强子和抑制子。 真核生物 —— 顺式作用元件 结构基因序列 启动子 (promoter) P 抑制子 (silencer) 增强子 (enhancer) 增强子 (enhancer) RNA聚合酶II启动位点周围一 组转录控制组件 常见组件： TATA盒（TATAAA） -25bp ~ -30bp GC盒 （GGGCGG） CAAT盒（CCAATC） C