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第十三章 基因表达调控 通常情况下，真核生物细胞只有2-15%的基因处于有转录活性的状态。 表达调控是研究不同的环境和条件以及各种因素如何令基因表达或不表达，而且按一定的时间、空间有次序高效地运作。 调控水平： 转录、转录后、翻译、翻译后 第十三章 基因表达调控 调控： 细胞代谢的调控（细胞生存、适应内环境）基因表达的调控（生命延续、适应大环境） 多水平的调控、多途径的调控 调控特点：复杂、多变、灵敏、准确 第一节、原核生物的操纵子调控模式 操纵子： 几个相关基因排列在一起，转录出一个 mRNA，翻译出多种具相关功能的蛋白质，完成一个功能 。 有一个调控成分。 是原核生物的转录单位。 第一节、原核生物的操纵子调控模式 一、酶的诱导（enzyme induction） 二、操纵子（operon）的结构与功能 三、乳糖操纵子（Lac operon）与色氨 酸操纵子（Trp operon） 四、 cAMP对转录的调控 五、原核生物转录的整体调控模式 一、诱导现象 一、诱导现象 酶的诱导是生物进化中的一种合理、经济地利用有限资源的本能。 酶的诱导是低等生物的普遍现象。 1961年，Jacob and Monod提出了操纵子学说。 酶诱导的本质：代谢物对催化本身代谢的酶的合成量调节。 二、操纵子的结构与功能 操纵子 阻遏物基因 上游启动子 操纵基因 一组结构基因 R ( i ) P O S inhibitor promotor operator structural gene gene 二、操纵子的结构与功能 启动子是结合RNA聚合酶的DNA序列 强：-35TTGACA、-10TATAAT 弱：-35区共有序列 -10Pribnow 二、操纵子的结构与功能 Lac operon的启动子 Plac的-10 二、操纵子的结构与功能 操纵基因是结合阻遏物的部位，位于启动子和结构基因之间，可与启动子部分重叠。是RNA聚合酶是否能通过的开关。 无阻遏物时，O区开放让酶通过并转录下游的结构基因 有阻遏物时酶就不能通过 二、操纵子的结构与功能 阻遏物基因 ： 产生阻遏物，位于离操纵子较远的上游区。 负调控：起调控作用的蛋白质分子抑制转录 二、操纵子的结构与功能 操纵子：结构基因、上游启动子(P)和操纵基因(O)组成。 可诱导和可阻遏的操纵子 乳糖操纵子 操纵子的三个结构基因为?-半乳糖苷酶、?-半乳糖苷通透酶和?-半乳糖苷乙酰转移酶。 在无乳糖时，阻遏蛋白与O区结合，阻止RNA聚合酶的转录 在有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合后，改变了阻遏蛋白的结构，使其不能与O区结合。 色氨酸操纵子 色氨酸操纵子有5个结构基因 D、E基因：共产生邻氨基苯甲酸合成酶 C基因：产物是吲哚甘油磷酸合成酶 B、A基因：共同产物是色氨酸合成酶 这些基因一起转录翻译后可进行色氨酸的合成。 色氨酸合成仅限细菌。 色氨酸操纵子调控方式 乳糖和色氨酸操纵子的共同点 以负调控方式为主：蛋白质分子（阻遏物）对受调控的区域起抑制作用。 由低分子物质（底物或产物）影响蛋白质对DNA的结合。 结果： 既满足细胞生长需求，又不无谓浪费。 乳糖和色氨