第十五基因表达的调控.pptVIP

基因表达=基因转录+翻译 基因表达的调控: 生物体随时调整不同基因的表达状态,以适应环境、维持生长和发育需要。 主要是转录水平的调控 基因转录的调节： 1.DNA序列 2.调控蛋白 RNA聚合酶 3.DNA-蛋白质相互作用 活性的影响 基因表达的调控方式: 阻遏 负调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质降低) 促进 正调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质增加) 第一节 原核生物基因表达的调控 方式 特点 调控机制 --操纵子 正调控 负调控 转录翻译偶联 快速 乳糖操纵子 --负、正调控 转录起始的调控 色氨酸操纵子--负调控 　 转录起始、终止的调控 一、乳糖操纵子(lactose operon) 操纵子（operon）： 原核生物中几个功能相关的结构基因成簇串联排列组成的一个基因表达的协同单位（DNA序列）. 一个操纵子 =编码序列（2-6） +启动序列+操纵序列+(其他调节序列) 乳糖操纵子的发现： 细菌以葡萄糖为能量来源 葡萄糖充分时： 与葡萄糖代谢有关的酶基因---表达 与其他糖代谢有关的酶基因---关闭 葡萄糖耗尽时，乳糖存在（培养基）： 与乳糖代谢有关的酶基因 ---表达 与葡萄糖代谢有关的酶基因---关闭 细菌对乳糖的利用及其相关的酶: 乳糖 (在通透酶作用下进入细菌） β半乳糖苷酶 （细菌中少量存在） 别位乳糖 β半乳糖苷酶 （细菌中少量存在） 葡萄糖+半乳糖 （一）乳糖操纵子（lactose opron） 结构 （二）Lac阻遏物的作用---负调控 Lac阻遏物 结构特点 调控机制 （负调控） 由基因I编码生成的蛋白质 具有四级结构的蛋白质 具有4个相同亚基 每个亚基中都有一与诱导剂结合的位点 Lac阻遏物与O基因结合： 结构基因关闭 Lac阻遏物与诱导剂结合： 不与O基因结合，结构基因开放 RNA聚合酶结合，转录开始 生理性诱导剂 实验常用诱导剂 （三）CAP-cAMP复合物在乳糖操纵子表达中 的作用----乳糖操纵子的正调控 葡萄糖存在时： 优先利用葡萄糖作为能源。 与阻遏蛋白的存在有关 --乳糖操纵子的负调控 与cAMP有关： 葡萄糖 cAMP Lac操纵子（-） 只有乳糖存在时： 只能利用乳糖 解除阻遏蛋白的作用 CAP-cAMP复合物的激活作用 CAP+cAMP 乳糖操纵子 导致结构基因转录(正调控) cAMP 在原核生物中的作用 （饥饿信号） CAP(分解物基因激活物蛋白): 有二个相同亚基的蛋白质 一个与DNA结合的domain 一个与cAMP结合的domain CAP- cAMP复合物 在乳糖操纵子表达中的作用---正调控 原核生物基因表达的一般情况 （乳糖操纵子） 环境条件的变化是相关基因表达的外界信号 基因表达 的负调控 基因表达 的正调控 正、负调控协同表达 葡萄糖、乳糖浓度的变化 Lac阻遏物与操纵基因 cAMP+CAP与相应的DNA序列 阻遏物对色氨酸操纵子的负调控　 阻遏物 + Trp 结合操纵基因 相同二个 共阻遏物 亚基组成 的蛋白质 高Trp时：阻遏物+Trp 结合操纵基因 低Trp时：阻遏物 不结合操纵基因 2.衰减作用对色氨酸操纵子的调控 衰减子 （attenuator）---DNA 位于L基因中,离E基因5’端约30-60bp。 通过衰减子（转录终止结构）使转录终止。 高Trp 时：衰减子起作用，