原核生物基因表达调控ppt课件.ppt

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1、10.Prokaryoticgeneregulation10.1Introductionofgeneregulation10.2GeneregulationinProkaryotes10.3Operon10.4lacoperonregulation10.5trpOperon10.6araOperon10.7Post-transcriptionregulation（自学）学习目标要求掌握：（1）操纵子概念及其基本组成单位（2）Lac操纵子机制（3）Trp操纵子机制熟悉：（1）操纵子学说了解：（1）基因表达概念

2、（2）ara操纵子机制10.1Introductionofgeneregulation基因表达(geneexpression)储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程。典型的基因表达是基因经过转录、翻译，产生有生物活性的蛋白质的过程。但是rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA的基因表达，因为rRNA或tRNA就具有在蛋白质翻译方面的功能。基因表达特点生物基因组所含的全部基因并不是同时、全部和以同样的强度都表达出来的。基因表达的组织特异

3、性：不同组织细胞中表达的基因数量不同，基因表达的强度和种类也各不相同。基因表达的时间特异性：细胞分化发育的不同时期，基因表达的情况是不相同。基因表达调控(geneexpressioncontrol)生物体内基因表达的调控机制是细胞中基因表达在时间、空间上处于有序状态，并对环境条件的变化作出适应反应的复杂过程。基因水平转录水平基因表达调控转录后水平翻译水平翻译后水平我们将集中讨论细菌的相应基因调控的步骤上。从基因调控的一般机理和原则开始，并学习几个研究较为透彻的例子。10.2Generegulation

4、inProkaryotes10.2.1原核基因表达调控总论原核生物和单细胞真核生物直接暴露在变幻莫测的环境中，食物供应毫无保障，只有能根据环境条件的改变合成各种不同的蛋白质，使代谢过程适应环境的变化，才能维持自身的生存和繁衍。自然选择倾向于保留高效率的生命过程。基因的表达可在多个阶段受到调控，最为常见的是在转录起始阶段。这种调控多以操纵子为单位进行，将功能相关的基因组织在一起，同时开启或关闭基因表达、即经济有效，又保证其生命活动的需要。调控主要发生在转录水平，有正、负调控两种机制。10.2.2原核基因调控机制

5、的类型与特点10.2.2.1正调控系统——转录水平的调控机制基因常常由外部信号控制。在细菌中，主要是由培养基中存在的分子信号控制。这些信号由调控蛋白传送给基因（要表达的结构基因）。调控蛋白可分为两类：正调控蛋白或活化子(activator)，负调控蛋白或抑制子(repressor)。这些调控蛋白通常都是DNA结合蛋白，它们识别受其调控的基因上的或基因附近的特异位点。活化子增强受调控基因（结构基因）的转录，抑制子降低或消除相应基因（结构基因）的转录。根据调控蛋白的作用性质，又可分为可诱导的正调控和可阻遏的正调控

6、。了解调节基因编码的激活蛋白可与启动子结合，促进结构基因的转录，但当这种激活蛋白与辅阻遏物结合后就失去了激活能力，使结构基因不能转录。了解10.2.2.2负调控系统——转录水平的调控调节基因的产物是阻遏蛋白。根据其作用特征又可分为可诱导的负调控和可阻遏的负调控。调节基因编码的阻遏蛋白与操纵基因结合，可阻止结构基因的转录，但有诱导物存在时，但有诱导物存在时，它与阻遏蛋白结合从而解除对结构基因转录的抑制。了解调节基因编码的阻遏蛋白并不影响结构基因的转录活性，但它与辅阻遏物结合以后，则能影响操纵基因，抑制结构基因的

7、转录。辅阻遏物一般是合成代谢的终产物。了解Jacob和Monod根据对lacZ,Y,A基因突变体的研究,于1961年提出了操纵子学说，1965年他们获诺贝尔生理学和医学奖。10.3Operon10.3.1操纵子(operon)学说一个或几个结构基因与一个调节基因和一个操纵位点组成一个转录单元。这个单元就称其为操纵子。重点结构基因(StructuralGene,SG)操纵子中被调控的、编码蛋白质或RNA的基因。一个操纵子中含有2个以上的结构基因，多的可达十几个。各结构基因头尾衔接、串连排列，组成结构基因群。10

8、.3.2操纵子(operon)的基本组成操纵基因(operator)能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列，常与启动子邻近或与启动子序列重叠，当与调节基因所编码的阻遏蛋白结合时，会影响其下游基因转录的强弱。调节基因(regulatorgene)是编码合成那些参与基因表达调控的RNA和蛋白质的特异DNA序列。调节基因编码的调节物通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。某些特定的物质能与调控蛋