09 原核调控.ppt

基因表达的简要途径表示原核生物中表达的5个重要水平 trp与trp阻遏物结合改变了阻遏物的构象 乳糖操纵子的正调控和负调控 第三节 操纵子的其它调控形式 一、gal 操纵子的双启动子 无外源葡萄糖时，细菌也可利用半乳糖。gal 操纵子的调控与乳糖操纵子基本相同，但稍有差别： 调节基因距离结构基因很远； 在有外源葡萄糖时，仍然可以被低水平诱导。 S2 S1 S1 起始依赖于 cAMP-CAP，只有当葡萄糖不存在时才可转录； S2 起始不依赖于 cAMP-CAP，只有当葡萄糖存在时才可转录。 转录方向 除作为碳源外，UDP-Gal还是细菌细胞壁组分的重要前体。 -10 gal 操纵子的双启动子 二、ara 操纵子的双功能调节蛋白 阿拉伯糖（arabinose）代谢酶基因分为三个操纵子，由一共同的araC基因产物调控。这种由同一调节基因控制多个操纵子的系统，称为调控子/元（regulon）。 araC 与 araBAD相邻，但转录方向相反。 araC 与 araBAD 的结构 C 蛋白有三个结合位点：O1, O2, I C 基因为自我调节基因： 缺乏 C 蛋白时，araC表达； 当C蛋白含量升高时，抑制 araC 的表达。 O2 O1 I 无C 蛋白、阿拉伯糖、葡萄糖： C 基因表达，araBAD不表达； O2 O1 I 有葡萄糖、无阿拉伯糖： C 基因与BAD 基因均不表达； C protein 有阿拉伯糖、无葡萄糖： C 基因不表达，BAD 基因均表达； O2 O1 I cAMP-CAP arabinose-C 第四节 色氨酸操纵子 与色氨酸合成相关的 5 个基因及其调控序列组成一个色氨酸操纵子。当缺乏色氨酸时，trp 操纵子基因表达；当外源色氨酸含量较高时，操纵子中的基因受到阻遏。 被最终产物所阻遏的操纵子称为可阻遏操纵子。 一、可阻遏操纵子 trp操纵子的组成 邻氨基苯甲酸合成酶 吲哚甘油磷酸合成酶 色氨酸合成酶 trpR 色氨酸操纵子负调控基本模式 与结构基因远离的trpR表达，合成阻遏蛋白； 在无色氨酸时，阻遏蛋白无活性； 当存在色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸（辅阻遏物）结合，阻遏活性被激活，与操作子结合，阻断trp操纵子基因表达。 * 第九章 原核生物基因表达的调控 第一节 概述 包括细菌在内的所有生物体必须适应环境的变化。由于生长、繁殖所需的物质、能量通常都处于紧缺状态，所以细胞必须能够经济地利用资源：迅速合成自身所需的蛋白质、核酸等物质，同时又能迅速停止合成和降解那些不再需要的成分。 基因表达调节的基本方式： 转录的调控，主要是对转录起始和终止进行调控； RNA 加工（真核生物），对RNA进行修饰、剪接、编辑等； RNA 稳定性调节； 翻译的调控，主要也发生在起始和终止。 反式作用因子（trans-acting factor）： 产物可扩散到其它位置进行作用。 顺式作用元件（cis-acting element）： DNA 序列并不转变为其它任何形式，只作用于与之直接相连的 DNA 序列。 反式作用 顺式作用 DNA DNA RNA RNA 顺式作用元件一般位于基因附近，与之相连；一般通过与反式作用因子结合发挥功能。 结构基因（structure gene ）： 任何编码蛋白质（或RNA）产物的基因。 调节基因（regulator gene ）： 其蛋白产物参与调节其它基因表达的基因。 调节蛋白（regulatory proteins）： 参与调节其它基因表达的蛋白。 组成型蛋白（constitutive proteins） 总是持续合成，数量基本不受外界环境影响的蛋白质称为组成蛋白。 正调控（positive control） 调节因子提高被调节基因的表达水平；参与正调节的蛋白称为激活蛋白（activator）。 负调控（negative control） 调节因子降低被调节基因的表达水平；参与负调节的蛋白称为阻遏蛋白（reppressor）。 组成型突变（constitutive mutant） 突变后基因的产物不受抑制地持续表达。 诱导（induction）：指仅当底物存在时，才合成相应的酶；在基因表达中，指诱导物与调节蛋白作用，开启基因的转录活性称为 ； 阻遏（repression）：产物的存在导致停止合成催化生成该产物的酶；更一般地指阻遏蛋白结合于DNA/RNA，使转录或翻译停止。 诱导物（inducer）：通过与调节蛋白结合激活基因转录的小分子； 辅阻遏物（corepressor）：通过与调节蛋白结合抑制转录的小分子。 可诱导酶的合成，但不被所诱导的酶降解的物质称为安慰诱导物（gratuitous inducers）。 IPTG（异丙基硫代半乳糖苷）是lac