第七章 基因的表达与调控(上)原核基因表达调控模式PPT.ppt

第七章 基因的表达与调控(上) ——原核基因表达调控模式;Contents;第一节 基因表达调控的基本概念;基因表达调控环节;基因表达调控的指挥系统 原核生物中 营养状况和环境因素 真核生物中 激素水平和发育阶段 营养和环境因素的影响力大为下降; 组成性表达(constitutive expression) 适应性表达(adaptive expression）; 1、组成性表达： ; 2、适应性表达 指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。 应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(inducible gene)； 相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressible gene)。 ; 调节型/适应型蛋白(adaptiveorregulated) 受环境变化或代谢状态影响的蛋白质 例如 大肠杆菌的β-半乳糖苷酶在普通细胞培养条件 下只有15个分子/细胞；在只含乳糖的培养基中高 达几万个分子/细胞;三、基因表达的规律 ——时间性和空间性;2、空间特异性(spatial specificity);四、基因表达调控的生物学意义;Contents;第二节 原核基因调控机制;Jacob and Monod;2、操纵子的定义; 结构基因（structural gene） 编码各类具有不同结构和功能的蛋白质和RNA的基因。 调节基因（regulator gene） 编码蛋白质或RNA来调节其他基因表达的基因。 操纵基因（operator) DNA上的一个位点，阻遏物能与之结合抑制相邻启动子起始转录。 ;结构基因;;调节基因;调节基因;2、根据操纵子对某些能调节它们的小分子的应答，可分为可诱导调节和可阻遏调节两大类：;可诱导调节：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质（诱导物）的诱导下使基因活化。 例：大肠杆菌的乳糖操纵子 在诱导物乳糖的诱导下开启了乳糖操纵子;调节基因;可阻遏调节：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累（阻遏物）而将其关闭，阻遏了基因的表达。 例：色氨酸操纵子 因为色氨酸的存在而关闭;酶合成的阻遏操纵子模型 ;3??在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白（repressor），起着阻止结构基因转录的作用。 根据其作用特征又可分为负控诱导和负控阻遏： 在负控诱导系统中，阻遏蛋白与效应物（诱导物）结合时，结构基因转录； 在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。;;4、在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白（activator）。 根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导和正控阻遏 在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态； 在正控阻遏系统中，效应物分子（辅阻遏物）的存在使激活蛋白处于非活性状态。;;三、转录水平上调控的其他形式;σ因子;;;举例：热休克基因的调控;25;;2、弱化子对基因活性的影响 （在色氨酸操纵子详述） 3、降解物对基因活性的调节 （葡萄糖效应或降解物抑制作用） 4、细菌的应急反应 （空载tRNA诱导产生ppGpp和pppGpp） ;;4、细菌的应急反应;应急反应的过程;ppGpp的作用原理