细胞代谢与基因表达调控 (2).ppt

内质网：分为粗面内质网和颗粒内质网。内质网还能形成运输泡，将泡内的可溶性蛋白运输特定靶部位。高尔基体：主要由光滑膜形成的一些排列整齐的扁囊和周围膨大的小泡组成。具有对细胞何处无或吸收物加工、浓缩、包装和运输功能，参与细胞的分泌和吸收的过程。高尔基体还与细胞的胞饮和吞噬作用有关。溶酶体：溶酶体的膜形成囊泡状结构，其内含有水解酶类。不同溶酶体所含水解酶的比例及数量不同。主要功能为消化、吸收、防御积极吞噬作用和细胞自溶作用。线粒体：线粒体的膜分为内膜和外膜，内膜折皱形成嵴，其上含有大量与呼吸链有关的细胞色素和氧化还原酶、ATP合成酶以及调节代谢物进出的运输蛋白。基质中还含有许多物质代谢过程相关的酶类。粗面内质网：表面附有大量核糖体，是分泌型蛋白质和跨膜蛋白合成的重要场所。光面内质网：不附核糖体，除少数线粒体磷脂外，细胞的磷脂、糖脂和胆固醇几乎都是由内质网膜上的酶类催化。第21页,共41页，星期六，2024年，5月（二）细胞膜结构对代谢的调节和控制作用控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度；如，植物、真菌和细菌中Na+离子流驱动氨基酸和糖的运输；线粒体内膜利用质子梯度合成ATP等。控制细胞和细胞器的物质运输；如，胰岛素促进肌肉及脂肪细胞对葡萄糖的主动运输能促进糖原合成和转变为脂肪，以及肌肉和脂肪细胞对糖的利用。内膜系统对代谢途径的分隔作用；如，脂肪酸的分解代谢与合成代谢，过氧化物酶体。膜与酶的可逆结合。一些可与膜可逆结合的双关酶，可通过改变其与膜结合后构象的变化来调节代谢活动，如，己糖激酶。（三）蛋白质的定位控制分泌蛋白和膜蛋白合成后的运送牵涉到“信号肽”的引导作用。第22页,共41页，星期六，2024年，5月五、基因表达的调节1.组成型表达指不大受环境变动而变化的一类基因表达。其中某些基因表达产物是细胞或生物体整个生命过程中都持续需要而必不可少的，这类基因可称为看家基因，这些基因中不少是在生物个体其它组织细胞、甚至在同一物种的细胞中都是持续表达的，可以看成是细胞基本的基因表达。组成性基因表达也不是一成不变的，其表达强弱也是受一定机制调控的。2.可调型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，这类基因被称为可诱导的基因；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，相应的基因被称为可阻遏的基因。基因：指一段编码蛋白质多肽链和功能RNA的DNA（某些病毒基因为RNA）。基因表达即是遗传信息的转录和翻译过程。第23页,共41页，星期六，2024年，5月（一）原核生物基因表达的调节1.操纵子模型操纵子：即基因表达的协调单位，它们有共同的控制区和调节系统。操纵子结构基因：转录成多顺反子mRNA控制部位：由启动子（promoter，P）、操纵基因（operator，O）组成。可受调节基因产物调节。操纵子模型说明，酶的诱导和阻遏是在调节基因产物阻遏蛋白的作用下，通过操纵基因控制结构基因或基因组的转录而发生的。第24页,共41页，星期六，2024年，5月操纵子的负调控酶的诱导表达乳糖操纵子上依次排列着启动子、操纵基因和三个结构基因。这三个结构基因分别是：lacZ，编码分解乳糖的β-半乳糖苷酶；lacY，编码吸收乳糖的β-半乳糖苷透性酶；lacA，编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶。当无诱导物（信号分子）存在时当有信号分子（诱导物）时阻遏蛋白从DNA上脱离乳糖操纵子：乳糖可作为诱导物分解利用乳糖的酶的基因转录信号分子（诱导物）阻遏蛋白阻遏蛋白结合于操纵基因抑制结构基因转录第25页,共41页，星期六，2024年，5月操纵子的负调控

酶的阻遏表达当合成产物积累时，阻遏蛋白被合成产物激活而与操纵基因结合辅阻遏物（合成产物）阻遏蛋白当合成产物减少时，合成产物脱离阻遏蛋白而使阻遏蛋白失活。转录酶使结构基因转录，蛋白质酶合成使合成代谢开始色氨酸操纵子：色氨酸积累时色氨酸合成减弱色氨酸缺乏时色氨酸合成加强色氨酸＝合成产物＝辅阻遏物第26页,共41页，星期六，2024年，5月操纵子的正调控

辅阻遏物的阻遏作用转录因子结合于启动子上游促进转录酶结合于启动子上从而促进结构基因的转录辅阻遏物使转录因子失活而从DNA上脱离也使RNA聚合酶不能结合于DNA上活性转录因子抑制信号(辅阻遏物)无活性转录因子第27页,共41页，星期六，2024年，5月操纵子的正调控

诱导物的诱导作用诱导物存在时无活性转录因子被激活而结