原核生物基因表达调控.ppt

Lambda噬菌体的溶原和裂解生活周期第53页,共58页，2024年2月25日，星期天?Lambda噬菌体的基因结构和调控区域第54页,共58页，2024年2月25日，星期天二、cI基因表达的阻遏蛋白封闭大部分基因使λ进入溶原周期λ的转录按先后分即刻早期(immediateearly)，晚早期(delayearly)和晚期(late)，三期的表达依次连续相互制约。前两期转录是双向的。晚期转录单向，在环状基因组从R沿环到A-J结构区，和向左到达重组区的晚早期转录汇合，完成一个转录周期。表达产物供溶菌周期装配感染型噬菌体。第55页,共58页，2024年2月25日，星期天调控的主要关键在阻遏蛋白基因cIcI两侧启动子受宿主RNApol催化向左转录出12SRNA，翻译为抗终止蛋白N；向右转录出7SRNA，翻译为Cro蛋白。Cro蛋白有封闭阻遏蛋白基因的作用。N蛋白在nut位点帮助RNApol越过左、右终止点tR和tL，进行晚早转录，并继续完成晚期转录。晚期转录之前，还受另一抗终止蛋白Q的活化。——这些都是完成溶菌作用的必须条件第56页,共58页，2024年2月25日，星期天首先是cⅡ的表达，CⅡ开启cI。cI表达的阻遏蛋白结合左、右操纵序列OL和OR。E.coli的RNApol结合PR后不能向右转录，无法完成晚早和晚期表达，没有结构蛋白的生成。PL的启动活性比PR强，可使重组区表达，产物分别有附加（att）、整合（int）和切割（xis）作用。完成整合后，CIII维持cII活性，CⅡ开启cI。cI单独表达，产生的阻遏蛋白封闭启动子，进入溶原状态。溶原状态的建立：第57页,共58页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第58页,共58页，2024年2月25日，星期天**阻遏蛋白都可以与信号分子结合而发生变构，在不同构象时，阻遏蛋白或者与DNA结合，或者与DNA解离。在可诱导型操纵子中，信号分子使阻遏物从DNA释放下来，解除对转录的抑制作用；在可阻遏型操纵子中，信号分子使阻遏物结合DNA，抑制转录。在两种情况下，阻遏蛋白结合于DNA后都是抑制转录，这种类型的基因表达调控称为负调控。第21页,共58页，2024年2月25日，星期天1.乳糖操纵子是可诱导型操纵子调控区CAP结合位点启动子操纵序列结构基因z：β-半乳糖苷酶y：通透酶a：乙酰基转移酶zyaOPDNAI基因乳糖操纵子的结构第22页,共58页，2024年2月25日，星期天阻遏基因mRNA阻遏蛋白IDNAzyaOPpol没有乳糖存在时乳糖操纵子被阻遏蛋白封闭第23页,共58页，2024年2月25日，星期天mRNA阻遏蛋白有乳糖存在时IDNAzyaOPpol启动转录mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶乳糖操纵子被诱导物开放第24页,共58页，2024年2月25日，星期天2.色氨酸操纵子是可阻遏操纵子合成代谢操纵子由合成产物关闭合成代谢操纵子在基础状态下持续开放，在产物达到满足需要量时才关闭。第25页,共58页，2024年2月25日，星期天分解和合成代谢的操纵子操纵子基础状态调控方式分解代谢关闭由诱导物开放合成代谢开放由阻遏物关闭第26页,共58页，2024年2月25日，星期天TrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调节区结构基因RNA聚合酶RNA聚合酶色氨酸操纵子的作用原理操纵子关闭第27页,共58页，2024年2月25日，星期天（三）激活蛋白结合正调控元件而对转录起始进行正调控1．正调控蛋白可结合启动子邻近序列进行调控2．激活蛋白结合增强子可远距离进行转录起始正调控第28页,共58页，2024年2月25日，星期天ntrC蛋白对转录的正调控作用第29页,共58页，2024年2月25日，星期天三、原核基因表达的转录过程可通过

不同模式进行调控（一）去阻遏和正调控机制对转录起始进行双重调控1．乳糖操纵子受阻遏蛋白（负性调节）和CAP（正性调节）的协调调节第30页,共58页，2024年2月25日，星期天乳糖操纵子由cAMP-CAP系统进行正调控TTTACATATGTTN17N6AlacTTGACATATAAT共有序列乳糖操纵子是弱启动子，被RNA-pol结合后，还需cAMP-CAP（分解代谢物基因活化蛋白）活化第3