转录和转录组学.ppt

CAP Binding Bends DNAv This DNA bending results in more efficient RNA polymerase binding 第一百二十六页，共187页。 CAP mediates glucose repression of Lac Promotes transcription 第一百二十七页，共187页。 调控机制 I基因编码产生阻遏蛋白，阻遏蛋白为四聚体，在没有乳糖的条件下，阻遏基因与操纵基因结合。当有乳糖存在时，经透酶作用进入细胞，在β-半乳糖苷酶催化下转变成半乳糖，后者作为诱导剂（inducer）与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白与操纵基因解聚，结构基因转录。 第一百二十八页，共187页。 Lactose Glucose - + - - + - + + LacI CAP-cAMP Four States of the Lac Operon 第一百二十九页，共187页。 阿拉伯糖操纵子（ara operon） 结构特点 结构基因 B、A、D，分别编码异构酶（isomerase）、激酶（kinase）、表位酶（epimerase），催化阿拉伯糖转变为5-磷酸木酮糖 调控区 由启动子（P）、起始区（I）和操纵基因（O）构成 第一百三十页，共187页。 CAP 第一百三十一页，共187页。 调控机制 C基因是调节基因，编码调控蛋白AraC， AraC蛋白单独存在时，结合到araO1和araO2，表现出负调控；阿拉伯糖使AraC蛋白变构，结合到araI上，表现正调控。在ara操纵子基因表达调控中，CAP蛋白的调控作用不显著。 第一百三十二页，共187页。 The Arabinose Operon This loop prevents RNA transcription (NOT true for all loops) No Arabinose present, operon OFF Arabinose present, Glucose absent, operon ON 第一百三十三页，共187页。 调控作用 有葡萄糖，有或无阿拉伯糖：关闭 无葡萄糖，无阿拉伯糖：关闭 无葡萄糖，有阿拉伯糖：开放 第一百三十四页，共187页。 色氨酸操纵子（trp operon） 结构特点 E.coli的色氨酸操纵子有五个结构基因E、D、C、B、A基因编码三种酶，用于合成色氨酸， 上游调控区由启动子（P）和操纵基因（O）组成 R基因编码阻遏蛋白 第一百三十五页，共187页。 第一百三十六页，共187页。 Genomic Organization of the Trp Operon 第一百三十七页，共187页。 调控机制 阻遏型操纵子及衰减机制。衰减子位于结构基因E和操纵基因O之间的L基因中。L基因的部分转录产物编码14个氨基酸，其中含两个相邻的色氨酸密码子，这两个相邻的色氨酸密码子及原核生物中转录和翻译的偶联是产生衰减的基础。 调控作用 将环境中的色氨酸消耗完，然后开始自身合成。 第一百三十八页，共187页。 Control of Gene Expression in the Trp Operon The enzyme catalyzing the first step in the pathway is inhibited by Trp (feedback control). In the presence of Trp, a repressor protein binds to an operator upstream of the Trp operon and shuts off transcription Attenuation. There is a 160 base pair region in the Trp mRNA that causes transcription to terminate prematurely if Trp is present. 第一百三十九页，共187页。 第九十四页，共187页。 四、转录水平的基因表达调控 第九十五页，共187页。 第九十六页，共187页。 第九十七页，共187页。 基因表达（gene expression） 是指基因组中结构基因经过转录、翻译等过程，合成蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能的全过程。 第九十八页，共187页。 RNA 的合成 4种NTP、DNA模板、RNA聚合酶 转录单位：结构基因、启动子、终止子 按碱基配对原则, 沿5’---3’方向