第六章 基因表达调控PPT.pptVIP

3、弱化子弱化控制的机制 Prok.无核膜，转录和翻译偶联 （1）细胞缺少trp，Trp-tRNATrp水平低，核糖体停顿在两个邻近的Trp密码子处，此时核糖体占据序列1，此时序列4 还没转录出来，序列2和3有机会配对，RNApol可通过弱化子 (2) 当细胞有Trp时,Trp-tRNATrp水平很高,核糖体顺利地翻 译出前导肽而在终止密码子处(+70,UGA位于序列1和2之间)解离，此时，核糖体占据了序列1和部分序列2，使序2不能有效地和序列3配对,因而序列3和4产生终止子发夹结构，转录终止 第6章 基因表达的调控 (Controlling of the Gene Expression) 第一节 基因表达调控的概述 第二节 乳糖操纵元（Lac Operon） 第三节 Trp Operon及弱化作用机理 第一节 基因表达调控的概述 基因表达调控(gene regulation or gene control):任何影响基因转录过程和翻译过程的开启、关闭和这两个过程速率的较为直接的因素及其作用 涉及：RNA转录的开/关，数量，选择性加工 蛋白质翻译速率，数量，加工与 降解和分泌… 原核生物对环境的适应，相关的应答 真核生物的细胞分化, 组织特化 , 个体发育 以及环境对个体表型的影响都是基因表达的结果 Prok.和Euk.的调控极其相似 调控机制：核酸分子间的互作 核酸与蛋白质分子间的互作 蛋白分子间的互作 调控层次：转录水平上的调控 mRNA加工成熟水平上的调控 翻译水平上的调控 翻译后水平的调控 共同的起源与共同的分子基础 第二节 乳糖操纵元 ★ 操纵元(Operon):Prok.中,基因表达调控的一个完整单 元,包括结构基因和控制区(O、P)以及调节基因 的整个核苷酸序列。 ? P、O紧密连锁或彼此重叠，I基因位点不固定 顺式作用元件、反式作用因子 一、 乳糖操纵元 1960 Jacob Monod（法国） (1965) 1、结构: 2、 调节基因 I 产物为阻遏蛋白,四聚体为活性形式 转录方式为组成型转录 LacI的表达效率很低, 原因—其启动子与RNApol的亲和性很低 阻遏蛋白有两个结合位点: 操作子位点、 诱导物位点 二、 Lac Operon的负调控 1、 细胞内无诱导物时,呈阻遏状态 阻遏蛋白和操作子的结合,影响了RNApol在-10序列上 形成开放型的启动子复合物 2、 细胞内有诱导物时, 呈诱导状态 诱导物与阻遏蛋白迅速结合而改变其构象→→→从O上解离→→→RNApol 3、 诱导物 ? 异乳糖(allolactose) 乳糖进入细胞后，由β-半乳糖苷酶催化产生 ? β-半乳糖苷酶来源于乳糖操纵元的本底组成型合成 RNApol利用LacO处于游离状态的瞬间进行转录 (阻遏蛋白与LacO有10min～20min的结合半衰期) 一个mRNA／细胞周期 ? 安慰诱导物（义务诱导物） 可诱导半乳糖苷酶产生但不是其底物 * IPTG，异丙基-β-D硫代半乳糖苷 * TMG ，巯甲基半乳糖苷 * ONPG，O-硝基半乳糖苷 Lac Repressor = tetramer 三、 Lac Opreon的正调控－－CAP-cAMP复合物 cAMP cAMP CAP蛋白 正调控机制： ? 葡萄糖缺少时 ，腺苷酸环化酶将ATP → cAMP， cAMP与CAP位点结合,此时启动子的进入位点才能 与RNApol结合 ? 葡萄糖存在时，cAMP不能形成，没有CAP－cAMP 与CAP位点结合，启动子的RNApol进入位点不能结 合RNApol Low glucose = high cAMP 总结 lac operon transcription-control region 正