《转录水平的调控》PPT课件

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1、二、转录水平的调控（一）原核生物的操纵子模型1.乳糖操纵子酶合成调节的遗传机制—操纵子学说Jacob和Monod在研究大肠杆菌β-半乳糖苷酶合成的遗传基础上，提出了控制基因表达的操纵子学说。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1965FrançoisJacobAndréLwoffJacquesMonod1.乳糖操纵子大肠杆菌生长需要碳源,常见的是糖类,最方便利用的是葡萄糖,但有些条件下培养基中并无葡萄糖，仅有半乳糖等糖类，这时分解它们的酶类必须合成，才能利用半乳糖。酶的诱导-lac体系受调控的证据在不含乳糖及β-半乳糖苷的培养基中，

2、lac+基因型每个大肠杆功细胞内大约只有1-2个酶分子。如果在培养基中加入乳糖，酶的浓度很快达到细胞总蛋白量的6%或7%，每个细胞中可有超过105个酶分子。科学家把大肠杆菌细胞放在加有放射性35S标记的氨基酸但没有任何半乳糖诱导物的培养基中繁殖几代，然后再将这些带有放射活性的细菌转移到不含35S、无放射性的培养基中，随着培养基中诱导物的加入，β-半乳糖苷酶便开始合成。分离β-半乳糖苷酶，发现这种酶无35S标记。说明酶的合成不是由前体转化而来的，而是加入诱导物后新合成的。乳糖是含有葡萄糖的二糖葡萄糖状态乳糖状态操纵子状态有无关闭有有关闭无无关闭无有开放lacZenco

3、desβ-galactosidase(LacZ),anintracellularenzymethatcleavesthedisaccharidelactoseintoglucoseandgalactose.lacYencodesβ-galactosidepermease(LacY),amembrane-boundtransportproteinthatpumpslactoseintothecell.lacAencodesβ-galactosidetransacetylase(LacA),anenzymethattransfersanacetylgroupfromac

4、etyl-CoAtoβ-galactosides.操纵子即基因表达的协同单位，含有结构基因(编码Pr)和控制部位。控制部分:调节基因、操纵基因一个操纵子的全部基因都排列在一起，控制部分可接受调节基因产物的调节。OPTGIPTG别乳糖X-gal具有半乳糖苷的物质都可诱导当葡萄糖与乳糖共存，情况比较复杂，分解它们的酶类必须不合成。降解物基因活化蛋白CAP（catabolicgeneactivateprotein,CAP),与cAMP形成复合物结合于启动子部位，引起DNA构象的变化，促进RNA聚合酶与启动子结合，使转录的起始更加频繁，是一种正调控。当有葡萄糖存在时，其分解

5、代谢产物可抑制腺苷酸环化酶活性，激活磷酸二酯酶活性，cAMP含量下降，使CAP失活。cataboliteactivatorprotein(CAP;alsoknownascAMPreceptorprotein,CRP)cAMP-CAP-DNACAP的效应不应该为乳糖独享单糖的种类：EversincethefunctionofCRPasanactivatoroftranscriptionwasestablished,agreatdealofworkhasbeendonetotryandunderstandexactlyhowthisoccurs.DoesCRPactiv

6、atetranscriptiondirectly?Inotherwords,doesitassistRNApolymerasetorecognizethepromoterbymeansofdirectprotein-proteincontactsbetweenCRPandRNApolymerase?ORDoesCRPactivatetranscriptionindirectly?SinceCRPbendsandthusdistortstheDNAdoublehelixwhenitbinds,isitpossiblethatincreasedRNApolymerase

7、bindingisaresultofstructuralchangesintheDNA?Athirdpossibilityisthatsomecombinationofbothdirectandindirecteffectsmightberesponsibleforactivationatindividualpromoters.Wecannowdistinguish3classesofCRP-activatedpromoter:CLASSIClassICRP-activatedpromotersrequireonlyCRPforactivationandtheC