原核生物基因表达调控1

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1、第五章原核基因表达调控模式蛋白质合成的类型：永久型：是指蛋白质的合成不受环境变化或代谢状态的影响，始终维持在恒定水平。适应型或调节型：是指蛋白质的合成速度明显地受环境的影响。第一节原核生物基因表达调控的概述第二节乳糖操纵子与负控诱导系统第三节色氨酸操纵子与负控阻遏系统第四节其它操纵子第五节转录后的调控8/15/20212第一节原核生物基因表达调控的概述基因表达（geneexpression)：是指DNA分子所承载的遗传信息，通过密码子—反密码子系统，转变成蛋白质或功能RNA分子的过程，称为基因表达。基因表达调控（generegulat

2、ionorgenecontrol):是指对基因表达过程的调节。8/15/20213基因表达调控主要表现在以下几个方面：1、转录水平上的调控（transcriptionalregulation);2、mRNA加工成熟水平上的调控（differentialprocessingofRNAtranscription);3、翻译水平上的调控（differentialtranslationofmRNA)8/15/20214基因调控的指挥系统：原核生物营养水平（nutritionalstatus)环境因素(environmentalfactors)

3、真核生物激素水平（hormonelevel)发育阶段（developmentalstage)8/15/20215一、原核基因调控机制的类型与特点根据调控机制的不同：正转录调控（positivetranscriptionregulation）：调节基因的产物是激活蛋白（activator），起着提高结构基因转录水平的作用。负转录调控（negativetranscriptionregulation）：调节基因的产物是阻遏蛋白（reppressor），起着阻止结构基因转录的作用。8/15/20216根据作用特征：诱导（induction）：

4、调节因子与效应物结合后，开启基因的转录活性称为诱导（induction）；阻遏（repression）：调节因子与效应物结合后，关闭基因的转录活性称为阻遏（repression）。8/15/202178/15/202188/15/20219调节基因产物调节基因产物与效应物结合基因表达基因不表达阻遏蛋白负控诱导系统负控阻遏系统激活蛋白正控诱导系统正控阻遏系统8/15/202110σ因子是参与大肠杆菌基因表达调控最常见的蛋白质。6种σ因子：σ70、σ54、σ38、σ32、σ28、σ24。除σ54外，其余5种σ因子在结构上均具有同源性，统称

5、为σ70家族。8/15/202111TTGACATATAAT-35-10Startpoint16-19bp5-9bpσ70因子识别并结合在所调控基因上游的区域CTGGNATTGCA-24-12Startpoint7-9bp6-8bpσ54因子识别并结合在所调控基因上游的区域8/15/2021121、特殊代谢物对基因活性的调节可诱导调节：是指一些基因在某些代谢物的诱导下使其活化，由原来的关闭状态转变为开放状态。如：大肠杆菌的乳糖操纵子可阻遏调节：是指一些基因由于某些代谢物的积累，而使其由原来的开放状态转变为关闭状态。如：色氨酸操纵子二、

6、原核基因调节的主要特点8/15/202113无诱导物时，基因关闭诱导物开启基因可诱导的操纵子：是一些编码糖和氨基酸分解代谢蛋白的基因；8/15/202114可阻遏的操纵子：是一些合成各种细胞代谢过程中所必须的小分子物质。8/15/2021152、弱化子对基因活性的调节弱化子(attenuator)：是指起转录终止信号的一段核苷酸序列。trp操纵子mRNA前导序列结构8/15/202116细胞中某一氨基酸或嘧啶的浓度发生改变氨酰–tRNA的浓度变化核糖体在转录产物RNA上的结合位置不同，使得RNA形成特定的二级结构由RNA的二级结构判断

7、基因能否继续转录调节机理：8/15/202117色氨酸含量和核糖体位置对弱化子结构的影响当色氨酸充足时，前导序列的合成正常进行，核糖体占据1区和部分2区，2、3不能有效配对；3、4配对形成终止子的发卡结构，转录终止。Trp+转录终止8/15/202118当缺乏色氨酸时，翻译在双色氨酸密码子处中止；核糖体仅占据1区，2、3区配对；3、4区不能形成发卡结构，转录继续。Trp-转录继续8/15/202119前导区的转录无色氨酸时，转录可持续进行有色氨酸存在时，转录在弱化子区域终止8/15/2021203、降解物对基因活性的调节葡萄糖效应或降

8、解物抑制作用：细菌培养基中在葡萄糖存在的情况下，即使加入乳糖、半乳糖等诱导物，与其对应的操纵子也不会启动，这种现象称为葡萄糖效应或降解物抑制作用。葡萄糖抑制腺苷酸环化酶的活性导致环腺苷酸的合成减少环腺苷酸代谢物激活蛋白复