第八章Prok基因表达调控ppt课件.ppt

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1、第8章Prok基因表达的调控第一节相关概念及操纵元调控花式概述第二节乳糖操纵元（LacOperon）第三节TrpOperon及弱化作用机理第四节基因转录的时序调控第五节Prok.翻译水平的调控第六节DNA序列重排对基因转录的调控第一节相关概念及操纵元概述代谢调控过程是自身生存和繁衍所必须Prok.和Euk.都有各自准确调节基因表达的机制基因表达(geneexpression):基因表达调控(generegulationorgenecontrol):任何影响基因转录过程和翻译过程的开启、关闭和这两个过程速率的较为直接的因素及其作用涉及：RNA转录的开

2、/关，数量，选择性加工蛋白质翻译速率，数量，加工与降解和分泌…Prok.和Euk.的调控极其相似调控机制：核酸分子间的互作核酸与蛋白质分子间的互作蛋白分子间的互作调控层次：DNA水平的调控转录水平上的调控转录后水平的调控（mRNA加工成熟水平上的调控）翻译水平上的调控翻译后水平的调控共同的起源与共同的分子基础●转录水平上的调控是最为经济,灵活，又是最为重要，复杂的调控a、在复杂的基因组内，确定需要基因转录的起始位点b、精细调节基因表达的水平,以保证生物体对环境的适应c、cisfactor&transfactor间严格而又灵活的互作d、保证RNApol

3、ymerase的进行式转录（不中断，准确终止）●生物遗传信息的概念GenomeDNA10%;结构基因的编码序列tripletcodon90%;重复，间隔，调节序列…基因选择性表达指令重要的遗传信息遗传信息的两大类别II类；特定DNAseq.+特定蛋白质/核酸结合基因表达的指令geneon/offI类；DNAseq.RNAseq.(codon)aaseq.protein表型(centraldogma)内在信息内,外(信号分子)结合信息ORFonlyHelix,Ntseq….遗传信息存在于模版链三维空间结构/DNA序列的一级结构上(IR,Box,para

4、codon…)三联体密码空间，调控密码(钥匙与锁)简并简并摇摆同工受体cis1trans2cis2trans1cis1trans3cis3I类II类表达specificalbindingaabaseDNARNAprotein●遗传信息表达的方式（Euk.）组成型表达（constitutiveexpression）Housekeepinggene诱导型表达（inducibleexpressionbysignalingmolecular）Luxurygene顺、反因子间互作方式的基因表达调控♫顺式作用元件（cis-actingelement）:对基因表达

5、有调节活性的DNA序列，只影响与其同处一个DNA分子或物理上相连的DNA上的基因♫反式作用因子（trans-actingfactor）:与顺式作用元件相互作用影响基因表达的蛋白因子，其编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不一定在同一个DNA分子上●操纵元(Operon):Prok.中,基因表达调控的一个完整单元,包括结构基因和控制区(O、P)以及调节基因的整个核苷酸序列♫操纵元中各结构基因按一定比例协调翻译♫具有极性突变效应：操纵元中一个近基因的无义突变能够影响远基因表达，且根据距离远近呈极性梯度效应♫P、O紧密连锁或彼此重叠，I基因位点不固定（顺式

6、作用元件、反式作用因子）●正调控系统:没有调节蛋白存在时，结构基因是关闭的，而加入有活性的调节蛋白后,结构基因的表达活性被开启无辅基诱导物或激活物●负控制系统:没有调节蛋白存在时，结构基因是开启的，加入这种有活性的调节蛋白后，结构基因表达活性被关闭阻遏蛋白●所谓“关闭”指表达水平很低本底水平的基因表达(1～2个mRNA分子／细胞周期)“开启”也常有程度的差异●操纵元的调控体系负调控系统正调控系统诱导阻遏●基因表达调控的分子机制1、调控蛋白质的对称性与其识别序列的对称性调控蛋白都是同种分子的多聚体－－二聚体、四聚体二倍旋转对称通过单体和多聚体间的平衡迅

7、速作用于特异识别位点之间提高调控作用的特异性（反向重复序列）inmajorgroove特异和非特异结合力2、调控蛋白的DNA结合结构域的主要花式主要有：α螺旋-转角-α螺旋（HTH）Cys-Cys锌指Cys-His锌指调控蛋白上存在与DNA和其它蛋白质相互作用的位点★α螺旋-转角-α螺旋*两个α螺旋被一个β转角隔开*一个螺旋起识别结合DNA的作用3个—helix,H1与H2平行H2与H3形成HTHmotifH3位于大沟中，与DNA特异结合CⅠ蛋白N端有五个螺旋,螺旋2和3与DNA相互作用C端负责二聚体形成N端负责与DNA接触★锌指结构概念:与DNA

8、结合的蛋白质中一小组保守AA与一个Zn2+结合起来形成蛋白质中一个相对独立的结构域按结合的AA不同有两种类型