原核生物基因的表达调控2课时.ppt

目录一、诱导负调控0.8课时二、诱导正调控0.2课时三、阻遏调控0.2课时四、弱化子调控0.3课时五、翻译调控0.3课时六、mRNA加工调控0.2课时乳糖加入和去除对lacmRNA的影响1961，JocobE.coli在葡萄糖培养基上，β-半乳糖苷酶分子平均1-5个；加乳糖后猛增千倍以上，去掉乳糖又会恢复原水平；培养基也会瞬间变红再恢复。显然，β-半乳糖酶是在乳糖诱导下产生的，称可诱导酶，该酶生产系统称可诱导系统(indaciblesystem)。一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)1、乳糖操纵子(lactoseoperon)的发现1、乳糖操纵子(lactoseoperon)的发现E.coli乳糖代谢wt添加乳糖时,β-半乳糖苷酶、渗透酶和转乙酰基酶含量同时增加，无乳糖时3种酶合成同时停止，说明这3种酶是一个系统。E.coli乳糖代谢突变型不添加乳糖时，上述3种酶也会表达，说明乳糖代谢系统除上述结构基因之外，还有调节该系统的基因。一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)2、lacoperon结构一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)调节基因lacI：1040bp启动基因lacP：54bp操纵基因lacO：26bp结构基因β半乳糖基因Z:3510bp渗透酶基因Y：780bp转乙酰酶基因A：825bp分子量KDa分子量KDa个氨基酸结构实验证明：β-半乳糖苷酶、渗透酶和转乙酰基酶分别受Z、Y、A结构基因控制，从启动基因开始，并受操纵和调节基因控制。lacI基因生产的阻遏物关闭操纵子；有乳糖时，因乳糖与阻遏物结合，操纵基因lacO被打开，Z、Y和A结构基因分别翻译出β半乳糖苷酶、渗透酶和转乙酰酶，分解乳糖为葡萄糖被利用。操纵子通常关着诱导能打开称诱导调控，调节基因生产阻遏物的调控称诱导负调控。3、诱导负调控一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)结构基因Z、Y、A突变Z-、Y-、A-后分别失去β-半乳糖苷酶、渗透酶和转乙酰基酶合成能力，称非组成型突变。操纵、调节和启动基因突变会影响到结构基因产物表达，称组成型突变。操纵基因O突变成OC后，阻遏物不能识别，不能与O基因结合。所以，该突变体没有乳糖时也生产上述3种酶，称OC组成型突变。4、组成与非组成型突变一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)5、调节基因组成型突变一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)调节基因I+突变成I-，生产的异常阻遏物不能关闭O基因，在没有乳糖诱导时也生产半乳糖苷酶、渗透酶，称I-组成型突变。lacI-突变体生产的阻遏物与乳糖结合的复合物出现N端头部向中心弯曲异构，不能与O基因结合，不能关闭O，导致不诱导也表达的组成型突变。6、调节基因超组成型突变一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)调节基因I+突变成Is生产的阻遏物，因失去了与诱导物的结合位点。在乳糖诱导下操纵子也无法打开，结构基因不表达，称超组成型突变。I-→Is突变，其阻遏物变化位点C端→中心，推测I-d突变的阻遏物变化位点可能是N端，会与O基因紧密结合，出现超组成型突变。7、部分二倍体显隐性研究一、诱导负调控(induciblenegativeregulation)用F`因子与E.coli构成部分二倍体，lac操纵子实验表明：①I+Z-Y+/F`I-Z+Y+不诱导不表达，诱导也不表达，说明Z+、Y+对Z-、Y-为显性。②lacI+Z-Y+/F`I-Z+Y+不诱导不表达,说明I+对I-为显性.IsZ+Y+/F`I+Z+Y+诱导和不诱导均不表达,说明IS对I+和I-均为显性。③O+Y+/F`OcY+不诱导也表达，说明Oc对O+为显性1、cAMP与CAP复合物诱导正调控二、诱导正调控(induciblepositiveregulation)乳糖分解成葡萄糖很少时，腺苷环化酶催化ATP形成环化腺苷酸cAMP。cAMP与分解激活蛋白CAP形成复合物,激活乳糖操纵子打开。乳糖分解成葡萄糖很多时，腺苷环化酶无活性，无cAMP，不能形成CAP复