分子生物文档(下)

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1、第五章原核基因表达的调控1调控水平DNA水平：启动子，终止子，SD序列，重排转录水平：mRNA转录后水平：mRNA加工，翻译水平2调控机制（转录水平）正控诱导正控阻遏负控诱导负控阻遏2.1乳糖操纵子YP0IPOAZP0:调节蛋白基因启动子I:调节蛋白基因P:启动子O:操纵区（与P有重叠）Z:β-半乳糖苷酶基因Y:β-半乳糖苷透过酶基因A:已酰基转移酶基因（1）I产生的蛋白质是一种阻遏蛋白，其四聚体可与O区结合，从而阻止了RNA聚合酶与启动子P的结合，Z、Y、A无法转录，表达被抑制2）加入乳糖后，乳糖在β-半乳糖苷透过酶作用下进入细胞内，由β-半乳糖苷酶作用形成异构乳糖，异构乳糖与调节蛋白结合

2、使之失活，从而暴露启动子P，Z、Y、A大量表达2，3本底水平表达在非诱导状态下有少量的lacmRNA合成（大约每个世代1-5个mRNA分子），这种合成称为本底水平的组成型合成。原因：阻遏物的结合并不是绝对紧密，即使在它与操纵基因紧密结合时，也会偶尔掉下来；这时启动子的障碍被解除，RNA聚合酶开始转录。这种现象以每个细胞周期1-2次的概率发生。2.4葡萄糖对乳糖操纵子的影响葡萄糖代谢物阻遏效应：葡萄糖与乳糖共存时，与乳糖代谢有关的酶不表达，乳糖不被利用。原因：乳糖操纵子启动子上又有一个CRP结合位点，该位点与cAMP-CRP(代谢物激活蛋白)复合物结合从而激活乳糖操纵子，但在高葡萄糖浓度下，c

3、AMP水平降低，从而减少了cAMP-CRP复合物的水平，乳糖操纵子被抑制，反之被激活cAMP-CRP复合物对于乳糖操纵子的转录是必须的，且与阻遏体系无关，该复合物缺失时，在任何状况下都不会转录。该复合物与启动子取得结合可以使DNA链发生弯曲，有利于形成稳定的开放型启动子-RNA聚合酶结构。阻遏物则是一个抗解链蛋白，阻止形成开放结构，从而抑制RNA聚合酶的功能。2.5色氨酸操纵子RPOLEDCBAR:调节蛋白基因P:启动子O:操纵区L:前导区E:D:C:色氨酸合成所需部分酶蛋白的基因B:A:2.6色氨酸操纵子的阻遏作用·1)环境缺少色氨酸：调节蛋白无法与Trp结合，无活性，操纵子正常转录。·2

4、)环境缺少色氨酸：调节蛋白与Trp结合，被活化，操纵子转录被抑制。2.7弱化作用阻遏作用可使转录降低70倍，但实际色氨酸高浓度与低浓度下trp操纵子的表达水平相差约600倍。因此色氨酸操纵子得转录还有另一种机制进行调控，这一机制即弱化作用2.8前导序列特征（图见书上）1）含有起始密码子（AUG）和终止密码子（UGA），可翻译形成一个含14个氨基酸的多肽，即前导肽。·2）前导序列含两个相邻的色氨酸密码子，构成前导肽10位与11位上两个色氨酸。·3）①区与②区，②区与③区，③区与④区可配对形成茎环结构。·4）③区与④区配对可形成不依赖ρ因子的终止子。2.9弱化作用机理1）环境中色氨酸浓度较高时，

5、未受阻遏作用的操纵子将利用色氨酸合成前导肽，核糖体可在④区转录前运动到终止密码子UGA处，从而覆盖②区，于是③区和④区配对形成终止子结构，从而终止转录。·2）环境中色氨酸浓度较低时，核糖体在经过两个相邻的色氨酸密码子时发生停顿，从而覆盖区，此时区与区配对，无法形成终止子结构，转录顺利进行。·弱化作用的产生需要色氨酸操纵子转录与翻译在时空上的高度协调，在核糖体到达区时，RNA聚合酶刚好到达终止子处尔发生终止作用，这一协调是通过弱化子前的暂停位点控制的，此位点可使聚合酶发生停顿从而达到时空的一致·弱化子（attenutor）：原核生物中一类靠弱化作用而终止转录的特殊终止子。2.3.3弱化与阻遏的

6、协调·1）Trp浓度较高时发生弱化作用，弱化效率高，但弱化需要前导肽合成，而阻遏不需要前导肽合成，而阻遏时不需前导肽合成，因此阻遏更为节省。·2)阻遏蛋白只能作用于转录的起始，但转录开始后，阻遏蛋白无法作用，这是需要终止子作用。·3）缺少Gly时，前导肽也不合成，①区与②区配对，③区与④区配对，Trp合成也终止。3其他操纵子3．1半乳糖操纵子3．2阿拉伯糖操纵子4其他水平调控·4.1转录起始的调控·SD序列：原核生物蛋白质基因前导序列中距第一个起始密码子7个bp的一部分或全部连续多聚嘌呤核苷酸序列·SD序列是核糖体结合位点的一部分，可于16SrRNA的3‘端互补配对，促使核糖体与mRNA结合

7、，一般4—10个核苷酸为佳，9个最佳。·此外，mRNA的二级结构也翻译起始调控的重要因素。4.2稀有密码子对翻译的影响4.3重叠基因对翻译的影响4.4poly(A)的影响4.5魔斑核苷酸水平对翻译的影响4.6RF2终止因子翻译的自身调控六章1.真核基因表达调控的特点·1.1最基础的特点：·在特定的时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现“预定的”，有序的，不可逆转的分化、发育过程，并使生物的组织和器官保持正