湖北工业大学CHAPTER 6 原核基因表达调控.pdf

Chapter 6 原核基因表达调控 Regulation in prokaryotes OUTLINE 6.1 原核基因表达调控总论 6.2 乳糖操纵子的转录调控 6.3 色氨酸操纵子的转录调控 6.4 其它操纵子(半乳糖、阿拉伯糖) 6.5 翻译水平的调控 6.1原核基因表达调控总论 一、基因表达的概念 gene expression ：基因转录及翻译的过 程。对这个过程的调节就称为gene regulation 。 注意：rRNA、tRNA编码基因转录合成 RNA的过程也属于基因表达。 二、基因表达的方式 (1) 组成性表达(constitutive expression) 指在个体发育的任一阶段都能在大多数 细胞中持续进行的基因表达。其基因表达 产物通常是对生命过程必需的或必不可少 的，且较少受环境因素的影响。 (2) 适应性表达(adaptive expression) 指环境的变化容易使其表达水平变动的 一类基因表达。 (1) 组成性表达 指不大受环境变动而变化的一类基因表达。 ①某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表 达，通常被称为管家基因(housekeeping gene)。 ②管家基因表达水平受环境因素影响较小，而是 在个体各个生长阶段的大多数、或几乎全部组 织中持续表达，或变化很小。它的表达只受启 动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响， 而不受其他机制调节。 (2) 适应性表达 指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因 表达。 ① 应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为 诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基 因(inducible gene)；如β-半乳糖苷酶。 ② 相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的 现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称 为可阻遏的基因(repressible gene)。 三、基因表达执行的规律 一个体系在需要时被打开，不需要时被关闭。 “开”和“关”是通过调节转录来建立的。 “off”：关闭，也有可能是本底水平的表 达，量非常小，甚至无法检测到。 “on”：开放，在环境条件变化时，启动这 个体系来满足基因表达。 6.1 原核基因表达调控总论 基因调控主要表现在： 1. 转录水平上的调控(Transcriptional regulation) 2. 转录后水平上的调控(post- Transcriptional regulation) ① mRNA加工成熟水平上的调控 ② 翻译水平上的调控 基 因 调 控 的 主 要 水 平 6.1.1 原核基因表达调控分类 负控诱导(活性阻遏蛋白不 与诱导物结合，结构基因不 负转录调控 转录) (调节基因的产物为 负控阻遏(非活性阻遏蛋白 阻遏蛋白) 与诱导物（共阻遏蛋白）结 合，结构基因不转录) 正控诱导(诱导物使非活性激 活蛋白处于活性状态，基因 正转录调控 表达) (调节基因的产物 正控阻遏(诱导物使活性激活 为激活蛋白) 蛋白处于非活性状态，阻遏 基因转录) 参与大肠杆菌基因表达调控的蛋白质 1. σ因子：至少6类， σ70， σ54 （参与氮代谢）， σ38， σ32， σ28， σ24，其中σ70参与最基本 的生理功能如碳代谢、生物合成等基因的转录调 控。在特定情况下，也可由其