基因的表达与调控(上) ——原核基因表达调控模式PPT.ppt

敏感信号 感受器 作用 顺位 反应速度 阻遏体系 色氨酸浓度 阻遏质 阻遏 一级开关 较慢 弱化体系 空载tRNATrp 浓度 核糖体 削弱 二级细调 较快 转录调控机制 阻遏体系－一级开关，主管转录是否启动 弱化体系－细微调控，决定转录是否继续 细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。 另一种trp操纵子：B. subtilis的trp操纵子调控模式 T-box RNA： 对空载 tRNATrp敏感 TRAP（tryptophan-activated trp RNA binding attenuation protein）： 由11个亚基组成的环形结构，每个亚基可结合一分子色氨酸 可感知色氨酸浓度 前导区RNA包绕在已结合色氨酸的TRAP外,促成终止构型的形成,阻碍trp操纵子的转录； T-box RNA 形成终止构型,关闭包含anti-TRAP基因的操纵子的转录 TRAP与 RNA前导区分离,一些 mRNA 开始形成抗终止构型,trp操纵子的转录部分开放； 空载 tRNATrp结合 T-box RNA,阻止终止构型形成, anti-TRAP基因开放 ,合成的anti-TRAP 与被色氨酸活化的TRAP结合，使之无法再与RNA前导区结合, trp操纵子开放转录 什么是操纵子（operon)?试说明色氨酸操纵子（Trp operon)在原核基因表达调控中的调控机制和重要作用。 2003年武汉大学分子生物学试题 Contents 基因表达调控的基本概念 原核基因调控机制 乳糖操纵子 色氨酸操纵子 其他操纵子 转录后水平上的调控 第五节 其他操纵子 １、 半乳糖操纵子的调控模式 ２、 阿拉伯糖操纵子的调控模式 （１）rRNA操纵子 ３、多启动子调控的操纵子 （2）核糖体蛋白SI操纵子 （3） DnaQ蛋白操纵子 ４、二组分调控系统和信号转导 ５、阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答 1、 半乳糖操纵子的调控模式 （1） 半乳糖操纵子的结构 大肠杆菌半乳糖操纵子(galactose operon)包括3个结构基因：?? 异构酶(UDP-galactose-4epimerase,galE)，?? 半乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galactose transferase, galT)，?? 半乳糖激酶(galactose kinase, galk)。 Z Y A O P DNA 调控区 CAP结合位点 启动序列 操纵序列 结构基因 Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶 cAMP—CAP复合物 ATP 腺甘酸环化酶 cAMP（环腺甘酸） 大肠杆菌中：无葡萄糖，cAMP浓度高； 有葡萄糖，cAMP浓度低 + + + + 转录 无葡萄糖，cAMP浓度高时 促进转录 有葡萄糖，cAMP浓度低时 不促进转录 Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP的正调控 当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用 如无CAP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。 cAMP—CAP复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。 协调调节 葡萄糖对 lac 操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏(catabolic repression)。 单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。 The Lac Operon:When Glucose Is Present But Not Lactose Repressor Promoter LacY LacA LacZ Operator CAP Binding RNA Pol. Repressor Repressor Repressor mRNA Hey man, I’m constitutive Come on,