第六章 原核基因的表达调控(上)PPT.ppt

五、Lac操纵子中的其他问题 (一) A基因及其生理功能 半乳糖苷分子（IPTG） β-半乳糖苷酶 分解产物 （体内积累） β-半乳糖苷乙酰基转移酶 半乳糖苷分子（IPTG） 乙酰基 (二)lac基因产物数量上的比较 β-半乳糖苷酶:透过酶:乙酰基转移酶=1:0.5:0.2 翻译水平上受到调节： （1）lac mRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译； （2）在 lac mRNA分子内部，A基因比Z基因更容易受内切酶作用发生降解。 (三)操纵子的融合与基因工程 P O Z Y A tsx P O pur结构基因 缺失 lac operon pur operon 四、色氨酸操纵子（trp operon） (一) 色氨酸操纵子的结构 (二) 色氨酸操纵子的阻遏系统 (三) 色氨酸操纵子的弱化机制 (一)色氨酸操纵子的结构 调控基因 结构基因 催化分枝酸转变为色氨酸的酶 trpR trp 特点: (1) trpR和trpABCDE不连锁； (2) 操纵基因在启动子内 (3) 有衰减子(attenuator)/弱化子 (4) 启动子和结构基因不直接相连，二者被前导序列(Leader)所隔开 (二) trp 操纵子的阻遏系统 低Trp时： 阻遏物不结合操纵基因; 高Trp时： 阻遏物+Trp 结合操纵基因 (三)trp 操纵子的弱化机制 1、衰减子（attenuator）/弱化子 2、前导序列（leader sequence） 3、弱化机制 1、弱化子： DNA中可导致转录过早终止的一段核苷酸序列（123-150区）。 123~150 研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环结构，有典型的终止子特点。 2、前导序列：在trp mRNA5端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。 UUUU…… UUUU…… 调节区 结构基因 trpR O P 前导序列 衰减子区域 UUUU…… 前导mRNA 1 2 3 4 衰减子结构 第10、11密码子为trp密码子 终止密码子 14aa前导肽编码区: 包含序列1 形成发夹结构能力强弱： 序列1/2序列2/3序列3/4 trp 密码子 UUUU…… 3、弱化机制  前导肽 转录终止结构 高Trp时： Trp-tRNATrp 存在 核糖体通过片段1(2个Trp密码子) 封闭片段2 片段3，4形成发夹结构 类似于不依赖ρ因子的转录终止序列 RNA聚合酶停止转录,产生衰减子转录产物 转录、翻译偶联,产生前导肽 高Trp时： Trp-tRNATrp 存在 核糖体通过片段1(2个Trp密码子) 封闭片段2 片段3，4形成发夹结构 类似于不依赖ρ因子的转录终止序列 RNA聚合酶停止转录,产生衰减子转录产物 转录、翻译偶联,产生前导肽 (四) 转录水平上调控的其他形式 1、σ因子的更换 在E.coli中,当细胞从基本的转录机制转入各种特定基因表达时，需要不同的?因子指导RNA聚合酶与各种启动子结合。 2、降解物对基因活性的调节 3、弱化子对基因活性的影响 4、细菌的应急反应 大肠杆菌中的各种σ因子比较 σ因子 编码基因 主要功能 σ70 rpoD 参与对数生长期和大多数碳代谢过程基因的调控 σ54 rpoN 参与多数氮源利用基因的调控 σ38 rpoH 分裂间期特异基因的表达调控 σ32 rpoS 热休克基因的表达调控 σ28 rpoF 鞭毛趋化相关基因的表达调控 σ24 rpoE 过度热休克基因的表达调控 温度较高,诱导产生各种热休克蛋白 由σ32参与构成的RNA聚合酶与热休克应答基因启动子结合,诱导产生大量的热休克蛋白,适应环境需要 枯草芽孢杆菌芽孢形成 有序的σ因子的替换,RNA聚合酶识别不同基因的启动子,使芽孢形成有关的基因有序地表达 三、乳糖操纵子(lac operon) (一) 乳糖操纵子的结构 (二) 酶的诱导——lac体系受调控的证据 (三) 乳糖操纵子调控模型 (四) 乳糖操纵子影响因子 (五) Lac操纵子中的其他问题 一、乳糖操纵子的结构 Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖 Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内 A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖