第二讲-核酸的制备1-2012.ppt

Insulin，胰岛素 β-globin，珠蛋白 serum albumin，血清白蛋白 Blood clotting factor Ⅷ，凝血因子8 CFTR(cystic fibrosis)，囊性纤维化（一种肺病）跨膜传导调节蛋白（CFTR） Dystrophin (muscular dystrophy)，肌营养不良蛋白 Mammalian------哺乳动物 UTR------untranslated region 5’UTR 3’UTR 2.1 原核基因的结构 Prokaryotes------prokaryotic cells 操纵子学说是关于原核生物基因结构及其表达调控的学说，它是由法国巴斯德研究所著名科学家Jacob和Monod在1961年首先提出。 1961年，法国生物学家Fran?ois Jacob和Jacques Monod提出了一种机制，他们认为调节蛋白通过与DNA相结合的方式来调控基因的表达。 5年之后，美国生化学家Walter Gilbert发现了乳糖抑制子蛋白（lac repressor protein，该蛋白能够与DNA相结合来控制大肠杆菌的乳糖代谢），从而证明了上述假说。 操纵子------原核生物的多个结构基因、控制区以及调节区构成了基因表达的单元。结构基因在功能上相关，往往是一个代谢途径的酶。 Operons------a cluster of genes that are related, often coding for enzymes in a metabolic pathway, which are under the control of a single promoter / regulatory region. 大肠杆菌乳糖操纵子（Lactose operon）： 启动子------ Promoter，P区 操纵区------ operator， O区 Z、Y、A 三个结构基因。 lac operon------three structural genes which codes for the enzymes responsible for lactose catabolism （乳糖分解代谢） : lacZ---β-galactosidase, β-半乳糖苷酶 lacY---galactoside permease 半乳糖苷透过酶 lacA---galactoside transacetylase 半乳糖苷转乙酰基酶 β一半乳糖苷酶--使乳糖水解为半乳糖和葡萄糖）； β一半乳糖苷透过酶--使乳糖进入细菌细胞内）； β一半乳糖苷乙酰基转移酶--使β-半乳糖第六位碳原子乙酰化。 操纵子上游存在阻遏蛋白基因i，其启动子为Pi。 Lac操纵子的调控方式： 正调控，Positive regulation------P区，cAMP和CRP P区含cAMP-CRP结合位点。 a site which binds a complex of cyclic AMP and CRP（cyclic AMP receptor protein）。 负调控，Negative control------Lac 阻遏蛋白（ repressor ），由i基因编码，与O区结合阻止转录。阻止RNA聚合酶结合。 葡萄糖效应： 有葡萄糖存在时，即使在细菌培养基中加入乳糖、半乳糖、阿拉伯糖或麦芽糖等诱导物，与它们相对应的操纵子也不会启动. 所以不会产生出代谢这些糖的酶来，这种现象称为葡萄糖效应或称为降解物抑制作用。 葡萄糖的存在会抑制细菌的腺苷酸环化酶，减少环腺苷酸（cAMP）的合成，与它结合的cAMP受体蛋白（CRP）因找不到配体而不能形成复合物。 这个复合物是一个正调节物质，可以与操纵子上的启动子区结合，起动基因转录。 所以有葡萄糖存在时，不易形成cAMP-CRP复合物，受其调控的基因就不能表达。 细菌中有些基因的转录依赖于环腺苷酸（cAMP）受体蛋白（CRP），也叫做分解代谢物激活蛋白（CAP）. 这些基因的启动子缺乏典型的－35区序列，因此RNA聚合酶难以与其结合，而CRP的存在能显著提高RNA聚合酶与启动子的结合效率。 当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时，cAMP合成量增加，cAMP与CRP结合后所形成的复合物具有激活半乳糖（gal）、麦芽糖（mal）、乳糖（Lac）等启动子的功能。 如果培养基中葡萄糖的量减少，则腺苷酸环化酶活力提高，cAMP合成增加，cAMP与CRP形成复合物并与启动子结合，促进乳糖操纵子表达。 CRP是由两个相同亚基组成的同二聚体，每个亚基含有210个氨基酸残基，分为两个结构域。氨基末端的结构域与cAMP结合，羧基末端的结构域与DNA结合。