第五章 基因表达调控PPT.ppt

第五章 基因表达调控 (Control of Gene Expression);Outline：; 第一节 基因表达调控概述 （Introduction）;a) 原核生物对环境的适应，相关的应答;原核生物与真核生物基因 表达调控机制具有惊人的相似性;e) 生物遗传信息的概念;f) 遗传信息表达的方式;第二节 原核生物基因表达调控 ;Fig,6-30; 没有调控蛋白时，RNA聚合酶只是微弱地结合在启动子，导致基因的本底水平表达（basal level expression)。这种情况下， RNA聚合酶的结合是限速步骤。;一 原核生物转录调控的原理;二 原核生物基因表达调控的层次 转录起始的调控 转录起始后的调控 抗终止作用及其延续 远程激活和DNA环化 协同结合和变构及信号整合;（一） 转录起始调控--协助RNA聚合酶结合DNA的活化子 阻碍两者结合的抑制子;图16-1 通过募集RNA聚合酶激活转录; Operon control（操纵元/操纵子调控 ） -- 1971, Jacob. Monod.;a) 操纵子的概念（operon concept）;结构基因 lac Z β-galactosidase 分解乳糖为半乳糖和 葡萄糖7-2 lacY galactoside permease 转移乳糖进入 细胞 lac A galactoside transacetylase　消除同时被 转入的硫代半乳糖苷对细胞造成的毒性 调节序列 O gene operator 操作子／操纵基因 P promoter 启动子 CAP-binding site 调控蛋白 lac I repressor 抑制子／阻遏物 CAP 活化子;Date;图16-8 lac操纵子的控制区域;乳糖操纵子的负控制（negative control）: 阻遏物使操纵元表达关闭。 别构蛋白（allosteric protein） ：效应分子（也叫诱导物，inducer，effector)与别构蛋白结合后能改变蛋白的远端位点从而改变别构蛋白与第二个配体的结合 ;对乳糖操纵元来说，直接诱导物是异乳糖（allolactose）;图5-25 Lac 阻遏蛋白的变构改变。;培养基中无乳糖： repression lacI 表达生成repressor，以四聚体结合于Operator上，阻止RNA聚合酶转录lacZ 、lacY 、lacA ;Date;---负控制调控机理;抑制机理：阻遏物阻止RNA 聚合酶与启动子结合， 3个操作子，一主二副 ;图16-13 lac抑制子以四聚体结合到两个操作子;Date;远程作用和DNA环化;DNA 弯曲蛋白的作用 ;Lac operon 正控制（positive control）;cAMP 能感受葡萄糖的浓度，当葡萄糖的浓度下降，cAMP浓度上升， cAMP 与其结合蛋白 CAP 共同起激活操纵元表达的作用 CAP—catabolite activator protein 降解物激活蛋白 or cyclic-AMP receptor protein(CRP) gene crp ， 具有激活表面和DNA结合表面;Date;cAMP-CAP正控制作用机制： cAMP-CAP二聚体结合于启动子附近的激活位点上，帮助RNA 聚合酶结合到启动子上， lac启动子没有UP元件　7-17 激活位点（activator site）： 位于转录起始位点上游约60bp处，TGTGA 序列 7-16 依赖于cAMP-CAP的都是弱启动子，如 lac, gal, ara operons;Date;活化子真的只具有募集聚合酶到基因上的功能吗？;框16-2　图1 两个活化子旁路实验;图16-11 具有螺旋-转折-螺旋结构域的蛋白质结合DNA;图16-12 操作子大沟处λ抑制子和碱基对之间的氢键;lac操纵子的表达调控;--以变构而非募集的转录激活 例1：NtrC -控制参与氮代谢的基因的表达，如glnA。 RNA聚合酶预先结合在启动子上，形成稳定的封闭复合物； 活化子NtrC诱导RNA聚合酶产生构象改变，促使封闭复合物转变为开放复合物。;; 例2： MerR--控制MerT基因，活化子的变构效应施加在DNA上 MerT基因编码一种酶，使细胞对汞毒害抗性增加 MerT启动子的-10和-35序列之间是19bp，导致这两个