乌拉尔甘草栽培技术要点.ppt

负转录调控（阻遏蛋白） 负控诱导 负控阻遏 正转录调控（激活蛋白） 正控诱导 正控阻遏 可诱导调节：乳糖操纵子 可阻遏调节：色氨酸操纵子 弱化子调节：色氨酸操纵子 降解物阻遏：葡萄糖效应（cAMP） 细菌的应急反应： 信号－鸟苷四磷酸或鸟苷五磷酸 诱导物－空载tRNA 乳糖操纵子的结构 1. 非代谢诱导物，安慰诱导物 gratuitous inducer  可诱导半乳糖苷酶产生，但不是其底物 异丙基半乳糖苷（ IPTG） 巯甲基半乳糖苷（ TMG） O-硝基半乳糖苷（ ONPG） 三、弱化作用 attenuation 1 弱化子（衰减子，α） 前导肽14aa  为什么需要弱化系统？ 弥补阻遏作用的不足，因为阻遏只能使转录不起始，而弱化能使已经起始的转录中途停止。 当trp浓度降低时，阻遏物从有活性变为无活性，速度极慢，不能很快引发trp 合成，因此需要一个能快速作出反应的系统（抗终止子），以保持培养基中适当的Trp水平。 细菌演化出弱化系统的生物学意义 通过tRNA负载与否进行调控，更为灵敏 氨基酸的主要用途是合成蛋白质，因而tRNA 负载为标准进行调控更为恰当 两个调控系统，避免浪费提高效率 阻遏系统 大量trp时，不转录 无trp时，转录全部结构基因 弱化系统 高水平trp时，转录至前导RNA 低水平trp时，转录全部结构基因 3个结构基因：?? galE，异构酶(UDP-galactose-4epimerase,)， galT，半乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galactose transferase,)， galK，半乳糖激酶(galactose kinase,)。 半乳糖→葡萄糖-1-磷酸。 GalR与galE、T、K及操纵区O等离得很远，而galR产物对galO的作用与lacI-lacO的作用相同。 gal操纵子的特点： ① 它有两个启动子，其mRNA可从两个不同的起始点开始转录；每个启动子拥有各自的RNA聚合酶结合位点S1和S2。  ② 它有两个O区，一个在P区上游-67--53，另一个在结构基因galE内部。 因为半乳糖的利用效率比葡萄糖低，人们猜想当葡萄糖存在时半乳糖操纵子不被诱导，但实际上有葡萄糖存在时，gal操纵子仍可被诱导。 从S1起始的转录只有在培养基中无葡萄糖时，才能顺利进行，RNA聚合酶与S1的结合需要半乳糖、CRP和较高浓度的cAMP。 从S2起始的转录则完全依赖于葡萄糖，高水平的cAMP-CRP能抑制由这个启动子起始的转录。 当有cAMP-CRP时，转录从S1开始；当无cAMP-CAP时，转录从S2开始。 为什么gal操纵子需要两个转录起始位点？ 1、半乳糖可作为唯一碳源供细胞生长。 2、尿苷二磷酸半乳糖（UDP-gal）是大肠杆菌细胞壁合成的前体。 在没有外源半乳糖的情况下，UDP-gal是通过半乳糖差向异构酶的作用由UDP-葡萄糖合成的，该酶是galE基因的产物。 现在设想只有S1一个启动子，那么由于这个启动子的活性依赖于cAMP-CRP，当培养基中有葡萄糖存在时就不能合成异构酶。 假如唯一的启动子是S2，那么，即使在葡萄糖存在的情况下，半乳糖也将使操纵子处于充分诱导状态，这无疑是一种浪费。 翻译起始调控 SD序列与核糖体16S rRNA的3’端互补配对，促使核糖体结合到mRNA上 SD与AUG之间相距一般以4－10个核苷酸为佳，9个最佳 mRNA二级结构影响翻译起始调控 稀有密码子对翻译影响 高频率使用稀有密码子的翻译过程容易受阻，影响蛋白质合成总量 重叠基因对翻译的影响 重叠的密码保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制 偶联翻译可能是保证两个基因产物在数量上相等的重要手段 Poly(A）尾长短对翻译的影响 细胞中蛋白合成旺盛时，mRNA链上核糖体数量多， mRNA链上的poly(A)也较长 当某些mRNA链不再翻译时，核糖体释放， mRNA链上的poly(A)也相应缩短 翻译的阻遏 复制酶作为翻译阻遏物 纯化的复制酶可以和外壳蛋白的翻译起始区结合，抑制蛋白合成 干扰mRNA的互补RNA ：（mRNA－interfering complementary RNA，micRNA） 反义RNA （antisense RNA） ： 1.可与mRNA结合，结合位点是S-D、AUG、 部分N端密码子。 2.与RNA形成双螺旋结构，作为内切酶底物 3.与转录产物结合，使转录提前终止 本章作业