基因表达的调控（3）.ppt

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1、基因表达的调控预习提问真核细胞基因结构和原核细胞的有何不同？原核细胞基因的编码区是连续的，真核细胞基因的编码区是间隔的，不连续的。人类基因组计划(HGP)的主要目标是什么？完成对人的基因组的所有碱基序列的测定，阐明人体中全部基因的位置、结构、功能、表达、调控方式及致病突变的全部信息。20世纪60年代，法国分子生物家雅各布和莫诺通过对大肠杆菌乳糖代谢的研究，首先弄清了原核生物基因表达调控的机制。这一机制的发现是生物学领域中的一个划时代突破。为此，他们在1965年获得了诺贝尔生理学或医学奖。小资料一原核生物基因表达的调控大肠杆菌一般是将葡萄糖作为碳源，当其生活的环境中有乳糖而没有葡萄糖时

2、，大肠杆菌产生的适应性变化是什么？大肠杆菌会迅速合成大量的分解乳糖的酶——半乳糖苷酶，将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖加以利用。当大肠杆菌生活的环境中没有乳糖后，又会怎样？这说明什么？没有乳糖，半乳糖苷酶的合成就停止。说明半乳糖苷酶的合成与周围环境中有无乳糖有密切关系。半乳糖苷酶的合成受什么控制？受半乳糖苷酶基因控制。乳糖存在与否，关系到半乳糖苷酶是否合成，可见，乳糖似乎对半乳糖苷酶基因的表达起到诱导作用。一原核生物基因表达的调控与乳糖代谢有关的核苷酸序列：1）结构基因（3个）2）操纵基因3）启动子4）调节基因P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R一原核生物基因表达的

3、调控与乳糖代谢有关的核苷酸序列分别有何作用？P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R1）结构基因：直接编码乳糖分解代谢所需酶类的基因。lacZ：编码半乳糖苷酶。lacY、lacA：分别编码另外两种与乳糖分解代谢有关的酶。一原核生物基因表达的调控与乳糖代谢有关的核苷酸序列分别有何作用？P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R2）操纵基因（O）：对结构基因起着“开关”的作用，可直接控制结构基因的转录。一原核生物基因表达的调控与乳糖代谢有关的核苷酸序列分别有何作用？P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R3）启动子（P）：有与RN

4、A聚合酶结合的位点，可识别转录起始点。RNA聚合酶一原核生物基因表达的调控与乳糖代谢有关的核苷酸序列分别有何作用？P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R4）调节基因（R）：能产生阻抑物，通过阻抑物与操纵基因的结合与否来控制操纵基因的关闭和开启。一原核生物基因表达的调控当环境中没有乳糖时：信使RNA转录P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R阻抑物翻译阻抑物与操纵基因结合，同时阻挡了RNA聚合酶与启动子的结合，从而使结构基因转录和翻译受阻，不能合成有关的酶。一原核生物基因表达的调控当环境中有乳糖时：P启动子结构基因调节基因OlacZlacYla

5、cA操纵基因R+阻抑物乳糖RNA聚合酶转录翻译乳糖与阻抑物结合，引起其构象变化，使阻抑物失去与操纵基因结合的能力，RNA聚合酶便可与启动子结合，从而使结构基因转录和翻译正常进行。一原核生物基因表达的调控当环境中有乳糖时：P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R半乳糖苷酶酶酶转录翻译+阻抑物乳糖RNA聚合酶转录翻译分解乳糖一原核生物基因表达的调控一个操纵基因控制下的一组相邻的结构基因以及启动子和调节基因，统称为操纵子。P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R操纵子操纵子是原核生物的基因在转录水平上进行调控的一个功能单位。一原核生物基因表达的调控从

6、大肠杆菌乳糖调控过程可以看出什么？大肠杆菌细胞只有在环境中有乳糖存在时，才能产生相关的酶。所以，其乳糖代谢调控过程是一个自我调控过程。在这一过程的作用下，生物体才不会浪费细胞中的物质和能量，并能不断适应变化的外界环境。一原核生物基因表达的调控当环境中没有乳糖时：P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R信使RNA转录阻抑物翻译知识回顾当环境中有乳糖时：P启动子结构基因调节基因OlacZlacYlacA操纵基因R半乳糖苷酶酶酶转录翻译分解乳糖一原核生物基因表达的调控+阻抑物乳糖RNA聚合酶转录翻译真核细胞基因结构如何？编码区下游编码区上游编码区外显子内含子真核细胞基因

7、的编码区是间隔的，不连续的。外显子能编码蛋白质，内含子不能编码蛋白质。二真核生物基因表达的调控二真核生物基因表达的调控真核生物基因表达调控过程与原核生物有何共同之处？在真核生物结构基因的侧翼序列上，同样存在许多不同的调控序列，并能通过特异性蛋白与某些调控序列的结合与否，来调控基因的转录。什么叫侧翼序列？每个基因在第一个和最后一个外显子的外侧各有一段非编码区，称为侧翼序列。侧翼序列上有一系列的调控序列。编码区非编码区非编码区侧翼序列二真核生物基因表达的调控真