原核生物的转录和调控.pptVIP

原核生物的转录及其调控 ;转录：在DNA指导的RNA聚合酶催化下，以DNA链的一条链为模板，按照碱基配对原则合成RNA链的过程。 不对称转录：在DNA双链分子中，转录通常只在DNA的一条链上进行，另一条链则不能转录，但可能对转录起调节作用，这种转录方式称不对称转录。 转录单位：就是从启动子到终止子的一段DNA序列。;一、基因的编码链和有意义链 ;二、转录的基本要点 ;转录和复制：都是遗传信息的传递;三、转录起始位点;第二节 原核生物转录的相关酶类 ;E.coli RNA聚合酶的基本性质;RNA polymerase in prok.;Richard Burgess and Andrew Travers (1969) ;1、核心酶：催化磷酸二酯键的形成;2、σ因子： Reusable； 修饰 RNA pol 的构型； 识别启动子，但无催化活性。;3、原核生物RNA聚合酶抑制剂：;第三节 原核生物转录的过程 ;一、转录的起始 ;promoter 由两个重要部分组成 ;● -70 ~ -40 ：up element（上游元件） CAP-cAMP binding site ; 1、核心启动子： ;l?Sextama Box与Pribnow Box间距17bp，有利于RNA pol启动;2、上游元件： CAP-cAMP binding site （Activator region，AR）; RNA pol;;（二）原核基因转录的起始 ;Promoter与σ factor 间的结合专效性;2、RNA pol与启动子的结合;3、转录起始位点的决定;4、三元复合物的形成和σ因子的解离;转录的起始;Model of the interaction between E. coil RNA polymerase holoenzyme and a promoter;二、原核生物转录的延伸 ;17bp;影响RNA延伸速度的因素：;NusA protein ：;;三、原核生物转录的终止 ;1、不依赖于ρ因子的终止子（强终止子）;2、依赖于ρ因子的终止子（弱终止子） ;;终止类型;第四节 原核生物转录的调控;一、原核转录调控的相关概念 ;（二）调控的效应物;（三）正调控和负调控 ;;;二、操纵子理论（operon concept）;（一）lac操纵子（lactose operon）：;β-半乳糖苷酶：水解含β-半乳糖苷键的底物，如乳糖。 β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷能透过E.coli细胞壁和原生质膜进入细胞内。 β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰CoA+β-半乳糖苷→乙酰半乳糖。 当E.coli需要利用培养基里的乳糖时，前2种酶是必需的，而最后1种酶则是非必需的。; 没有乳糖→lacI编码的阻遏蛋白具有活性→牢固结合到操纵基因O上→结合在启动区的RNA pol不能通过→Z、Y、A不能转录（和表达）; 加入乳糖→乳糖（诱导物）与阻遏蛋白结合→阻遏蛋白构象变化 → 阻遏蛋白从操纵基因上脱落→ RNA pol开始Z、Y、A基因的转录→表达→乳糖被利用 ;3、 lac操纵子CAP的转录激活作用 正调控;;乳糖操纵子的协同调节(coordinate regulation) 负向调节与正性向调节协同合作 阻遏蛋白封闭转录时，CAP不发挥作用 如没有CAP加强转录，即使阻遏蛋白从lacO上s释放仍无转录活性 结论：lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖 ;（二）trp操纵子;2、 trp操纵子的弱化系统　　　　　　　－－转录提前终止的调节;衰减子结构;（2）前导肽;;（3）转录衰减机制;Trp少→tRNATrp少→翻译通过2个相邻Trp密码子的速度很慢→当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区→前导区形成2-3配对（不能形成3-4配对的终止结构）→转录继续进行；; Trp多→ tRNATrp多→核糖体顺利通过2个相邻的Trp密码子→ 4区被转录之前，核糖体就达到2区→ 3-4区配对形成富含GC的茎环结构→转录停止→ trp操纵子中的结构基因被关闭，不再合成Trp ;3、衰减作用的重要性 ;自然界中也存在着不同类型的合成体系，如His操纵子，拥有在功能上与trp操纵子完全相同的衰减子（能够形成一个3个碱基配对的区域）。但His操纵子没有阻遏体系，完全受衰减子调节。