7章原核生物基因表达调控部分课件.ppt

3、前导序列 4）前导肽 前导序列中含有编码由14个氨基酸组成的短肽的开放阅读框，其序列中有2个色氨酸相连，在此开放阅读框前有核糖体识别结合位点（RBS）序列，提示这段短开放阅读框在转录后是能被翻译的。 指由mRNA上的前导序列合成的一段含14个氨基酸的短肽，它可在翻译水平上控制前导区转录的终止。当氨基酸缺乏时，前导肽不能形成。 4、Trp操纵子的弱化机制 CAP的正调控 （一）CAP的正调控 2、cAMP和CRP都是合成lac mRNA所必需的。cAMP-CRP复合物是激活lac的重要组成部分，细菌对此复合物的需要是独立的，与阻遏体系无关，转录必须有cAMP-CRP复合物结合在DNA的启动子区域上，与启动子区的结合是转录起始所必需的。 3、当阻遏蛋白封闭转录时，cAMP-CRP对该系统不能发挥作用，如无cAMP-CRP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。 4、cAMP-CRP是一个不同于阻遏物的正调控因子，而lac操纵子的功能是在这两个相互独立的调控体系作用下实现的。 （一）CAP的正调控 （二）协调调节 --CAP的正调控与Lac负调控的共同调节 （二）协调调节 --CAP的正调控与Lac负调控的共同调节 （二）协调调节 --CAP的正调控与Lac负调控的共同调节 （二）协调调节 --CAP的正调控与Lac负调控的共同调节 （二）协调调节 --CAP的正调控与Lac负调控的共同调节 六、Lac操纵子中的其他问题 1、A 基因及其生理功能 A基因虽然不在乳糖降解中起作用，但它抑制了β-半乳糖苷酶产物的有害性衍生物在细胞内积累，在生物进化中是有意义的。 β-半乳糖苷酶：透过酶：乙酰基转移酶= 1 ：0.5 ：0.2 Lac基因产物的量在翻译水平上受到调控： （1）lac mRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译； （2）在 lac mRNA分子内部，A基因比Z基因更容易受内切酶作用发生降解。 2、lac基因产物数量上的比较 3、操纵子的融合与基因工程 操纵子在自然条件下可能发生融合，典型的例子是lac操纵子与负责嘌呤合成的pur操纵子的偶联。 Lac启动子是一个很强的启动子，通过它可以使较弱启动子的转录增强，从而增加蛋白质的合成量。 第四节 色氨酸操纵子（trp operon） 一、色氨酸操纵子的结构及特点 二、色氨酸操纵子的阻遏系统 三、色氨酸操纵子的弱化系统 四、Trp操纵子中的阻遏作用与弱化作用 一、色氨酸操纵子的结构及特点 （一）色氨酸操纵子的结构 一、色氨酸操纵子的结构及特点 （一）色氨酸操纵子的结构 色氨酸是构成蛋白质的组分，一般的环境难以给细菌提供足够的色氨酸，细菌要生存繁殖通常需要自己经过许多步骤合成色氨酸，但是一旦环境能够提供色氨酸时，细菌就会充分利用外界的色氨酸、减少或停止合成色氨酸，以减轻自己的负担。细菌所以能做到这点是因为有色氨酸操纵子（trp operon）的调控。 一、色氨酸操纵子的结构及特点 （一）色氨酸操纵子的结构 （二）、色氨酸操纵子的特点: 1、trpR 和trpABCDE 不连锁； 2、操纵基因在启动子内 3、有衰减子(attenuator)/弱化子 4、启动子和结构基因不直接相连，二者被前导序列(Leader sequence)所隔开 二、trp 操纵子的阻遏系统 1、色氨酸操纵子属于一种负性调控的、可阻遏的操纵子（repressible operon），这类操纵子通常是开放转录的，当有效应物（色氨酸为阻遏剂）作用时则阻遏关闭转录，其调控可使细菌处在生存繁殖最经济最节省的状态。 二、trp 操纵子的阻遏系统 2、低Trp时： 阻遏物不结合操纵基因; 3、高Trp时： 阻遏物+Trp 结合操纵基因 4、trp操纵子的负控阻遏机制 合成色氨酸所需酶类的基因E、D、C、B、A首尾相接串连排列组成结构基因群，受其上游的启动子Ptrp和操纵子O的调控; 调控基因trpR 的位置远离P-O-结构基因群，在其自身的启动子作用下，以组成性方式低水平表达其编码分子量为47000的无活性的调控蛋白R，R没有与O结合的活性; 3) 当环境中trp浓度较低时，R由于trp的缺乏，构象处于失活状态，R不能与0特异性亲和结合，从而结构基因得以转录； 4）当环境能提供足够浓度的色氨酸时，R与色氨酸结合后构象变化而活化，就能够与O特异性亲和结合，阻遏结构基因的转录。 二、trp 操纵子的阻遏系统 三、色氨酸操纵子的弱化系统（attenuation) 1、弱化机制的发现 2、弱化子（attenuator） 3、前导序列（leader sequence） 4、trp操纵子的弱化机制 5、转录的弱化