第七章原核生物表达调控图PPT.ppt

原核生物基因表达调控 4 3 2 1 P O E L DNA RNA ATG TGA 2 trp codons 1 4 3 2 2. 前导序列的分区及二级结构 弱化子 抗终止子  前导肽14aa 3 .前导肽 前导肽的翻译（Trp浓度）决定弱化子是否形成，进而决定转录是否继续。 高色氨酸时 R P O leading seq. E D C B A trp + 为什么需要阻遏体系？ 当大量外源Trp 存在时，阻遏系统起作用，阻遏物与之结合，阻止前导RNA合成。 当 trp浓度降低时，RNApol启动， 但在L.S.处脱落，转录中断 R P O leading seq. E D C B A Trp减少 + 不足以结合 O 位点 为什么需要弱化系统？ 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 原核生物细致的精细调控机制 增强原核生物对环境的适应性 第四节 其他操纵子 半乳糖操纵子 阿拉伯糖操纵子 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。 半乳糖操纵子 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。 第一节 概述 第七章 原核生物基因表达调控　 P194-195 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 Francis Jacob Jacques Monod Discovery of Operon 1961年, F. Jacob J.Monod提出, 此后不断完善，获1965年诺贝尔生理医学奖。 1940年， Monod发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖耗尽后，才利用乳糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿，即产生“二次生长曲线”。 细胞中存在两种酶，即组成酶与诱导酶。 诱导酶产生的实验证据： 诱导前后酶的表达情况有何变化？ 分解底物的酶只有当底物存在时才出现！ 培养基（35S-aa, 无乳糖）→ E.coli 繁殖→细胞有放射性 →培养基（无35S -aa, 加入乳糖） → β-gal(无35S) 2.诱导酶是由酶前体转化而来，还是新酶合成的？ 乙酰基转移酶 半乳糖苷透过酶 ?-半乳糖苷酶 操纵区 乳糖操纵子的结构（P201） 调节基因 1. 非代谢诱导物，安慰诱导物 gratuitous inducer （P201）  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） 在研究诱导作用时，很少使