生命科学1概述.pptVIP

阻遏蛋白的负性调控 大肠杆菌在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。i基因低水平、组成性地表达产生阻遏蛋白R，R以四聚体形式与操纵序列O结合，阻碍了RNA聚合酶与启动子的结合，阻止了基因的转录启动。R的阻遏作用不是绝对的，R与O偶尔解离，使细胞中还有极低水平的β-半乳糖苷酶及透性酶的生成。 当乳糖存在时，乳糖受β-半乳糖苷酶的催化转变为半乳糖，与R结合并使之构象发生变化，失去与O的亲和力，与O解离，基因转录开放，β-半乳糖苷酶在细胞内的含量可增加1000倍。这就是乳糖对乳糖操纵子的诱导作用。 CAP的正性调控 细菌中的cAMP含量与葡萄糖的分解代谢有关，当细菌利用葡萄糖分解供给能量时，cAMP生成少而分解多，含量较低；无葡萄糖供应时，cAMP含量升高，特异性地与cAMP受体蛋白(CRP)结合，CRP发生构象改变而被激活，活化的CRP称为CAP(CRP cAMP activted protein)，能以二聚体的方式与特定的DNA序列结合，增强了RNA聚合酶的转录活性，使转录提高50倍。 乳糖的去阻遏作用还不能使细胞很好地利用乳糖，还要CAP来加强转录活性，细菌才能合成足够的酶利用乳糖。编码CRP的基因也是一个调节基因，它并不在lac操纵子的附近。 乳糖操纵子属于诱导操纵子，这类操纵子通常是关闭的，受效应物作用后诱导转录。 * * * * vir基因的表达蛋白中，有的能切割DNA链，有的能让DNA保持单键，有的能作为DNA的向导。在这些蛋白的共同作用下，T-DNA从Ti质粒上切除，并以T-DNA复合体的形式进入植物细胞中。T-DNA复合体在导向蛋白的作用下，进入植物细胞核，然后随机地插入植物染色体中。 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下可趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠痪瘤或发状根。根瘤农杆菌和发根农杆菌细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T—DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将NNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过组织培养技术，再生出转基因植株。 1974年，纽伦和拉瑞伯格等人从致瘤农杆菌中分离出—个巨大的质粒。这个巨大的质粒是致瘤农杆菌致病所必需的，丢失了这个质粒，农杆菌将随之丧失致病性。这个质粒转移到不含质粒的菌株内，后者能获得致瘤能力。这个质粒被命名为肿瘤诱导质粒，简称Ti质粒。1977年，奇尔顿等人发现，真正的“致瘤因子”并不是整个Ti质粒，而只是Ti质粒小的一段DNA，这段DNA能进入植物细胞中，并整合到植物基因组中。这段能移动的DNA简称T-DNA。 Ti质粒大致可分为四个区：第一个是tDNA区，是转移并整合到植物基因组中的DNA序列，左边界和右边界是致病区编码蛋白的识别序列。第二个区域是致病区或称为vir区，它是农杆菌致瘤所必需的。含有8个操纵子，有24个基因，这些基因的编码产物能促进tDNA的转移。另外两个区域对于tDNA的转移作用不大。 二元载体系统。一个质粒上带有tDNA区域，用于插入外源目的基因；另一个质粒上含有vir基因，它能将另一个质粒中的目的基因整合到植物染色体中。由于这个质粒无完整的tDNA区域，仅仅起提供vir蛋白的作用，因而它是一种辅助质粒。 vir基因的表达蛋白中，有的能切割DNA链，有的能让DNA保持单键，有的能作为DNA的向导。在这些蛋白的共同作用下，tDNA从Ti质粒上切除，并以tDNA复合体的形式进入植物细胞中。tDNA复合体在导向蛋白的作用下，进入植物细胞核，然后随机地插入植物染色体中。遗传学家很快就认识到，农杆菌的Ti质粒是一个潜在的、天然的基因工程载体。vir基因对tDA的转移是必不可少的。对vir基因的安排有两种方式：第—种是让vir基因和tDNA区域处于同一个质粒上，第二种对vir基因的安排方式是让vir基因和tDNA区域处于两个不同的质粒上，这一种方式称为二元载体系统。 * * 马歇尔·沃伦·尼伦伯格（Marshall Warren Nirenberg）于1927年4月10日出生在美国纽约。1968年,由于遗传密码的解读及其在蛋白质合成的作用而与霍拉纳（H、G、Khorana）、霍利（R、Holley）共同分享的诺贝尔生理学和医学奖。 * 马歇尔·沃伦·尼伦伯格（Marshall Warren Nirenberg）于1927年4月10日出生在美国纽约。1968年,由于遗传密码的解读及其在蛋白质合成的作用而与霍拉纳（H、G、Khorana）、霍利（R、Holley）共同分享的诺贝尔生理学和医学奖。 * 通过尼伦伯格、霍拉纳等人的实验，遗传密码于1