《乳糖操纵子》PPT课件.ppt

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1、第七章原核基因表达调控主讲人：徐飞武汉生物工程学院生命科学与技术学院本章内容原核基因表达调控的总论乳糖操纵子与负控诱导系统色氨酸操纵子与负控阻遏系统其他操纵子固氮基因调控转录水平上的其他调控方式转录后调控重点重点基因表达=基因转录+翻译基因表达的调控:生物体随时调整不同基因的表达状态,以适应环境、维持生长和发育需要。什么是基因表达与调控？7.1基因表达调控总论面对恶劣环境，适者生存。基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖（原核、真核）维持个体发育与分化（真核）了解生物生长发育规律、形态结构特征和生物学功能。基因转录及翻译的过程，从DNA到

2、蛋白质或功能RNA的过程称为基因表达，对这个过程的调节就称为表达调控。注意：rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。（1）基因表达调控的概念同一细胞内，有的基因表达高，有的表达量低，甚至不表达。不同的组织器官，基因表达数目及表达量不同。同一基因在不同组织器官中表达量也不相同。仅少部分基因在不同细胞类型及生长发育时期表达相同，这类基因被称为组成性表达基因，或被称为管家基因。与细胞分化，组织、器官及生物体适应环境所需而表达的基因，被称为适应性表达基因，或被称为奢侈基因。（2）基因表达模式基因水平的调控转录水平的调控转录产物加工的调控

3、翻译水平的调控以及翻译后的加工等转录水平调控转录后水平调控（3）基因的表达调控方式原核生物与真核生物转录及翻译调控的总体特征原核生物-----营养和环境真核生物-----激素水平和发育阶段根据调控机制：7.1.1原核基因表达调控分类负转录调控正转录调控调节基因编码阻遏蛋白，阻止结构基因转录。调节基因编码激活蛋白，促进结构基因转录。正控诱导正控阻遏负控诱导负控阻遏几个重要概念结构基因与调节基因阻遏物、操纵基因与操纵子正调控与负调控诱导与阻遏顺式作用元件与反式作用因子启动子操纵序列多个结构基因终止子调节基因结构基因（structuralgene）编码各类

4、具有不同结构和功能的蛋白质和RNA的基因。1.结构基因与调节基因启动子操纵序列多个结构基因终止子调节基因RNAPro调节基因（regulatorgene）编码蛋白质或RNA来调节其他基因表达的基因。1.结构基因与调节基因启动子操纵序列多个结构基因终止子调节基因阻遏物（repressor）:阻止基因表达的蛋白质，可与操纵基因结合来阻止转录或结合RNA来阻止蛋白质的翻译。操纵基因（operator）:DNA上的一个位点，阻遏物能与之结合抑制相邻启动子起始转录。操纵子（operon）:细菌基因表达和调控的单位，包括结构基因和能被调控基因产物识别的DNA控制

5、元件。2.阻遏物、操纵基因与操纵子正调控（positivecontrol）:调节基因编码的激活因子通过与启动子元件结合来促进基因的表达。负调控（negativecontrol）:调节基因编码阻抑因子与操纵基因结合来阻止基因的表达。3.正调控与负调控诱导(induction)：通过小分子诱导物参与,使阻抑物失活或活化激活剂来实现对基因或操纵子表达的调控。阻遏(repression):通过小分子辅阻遏物参与，使激活剂失活或活化阻抑物来实现基因或操纵子不表达的调控。4.诱导与阻遏顺式作用元件（cis-actingelement）:指与结构基因串联的特定DN

6、A序列，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等；顺式作用元件要与反式作用因子相互作用而起作用。反式作用因子（trans-actingfactor）:指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质（有时为RNA）。也称转录因子。5.顺式作用元件与反式作用因子基因表达的调控方式阻遏负调控:调控蛋白+DNA序列基因的表达(相应蛋白质降低)促进正调控:调控蛋白+DNA序列基因的表达(相应蛋白质增加)阻遏蛋白激活蛋白负转录调控没有调节蛋白质存在时基因是的，加入调节蛋白质后基因表达活性便被，为负转录调控。正转录调控没有

7、调节蛋白质存在时基因是（关闭/开启）的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被（关闭/开启），为正转录调控。开启关闭负转录调控分类:负控诱导负控阻碍阻遏蛋白阻止基因转录，与效应物结合后基因表达阻遏蛋白无活性，与效应物结合后阻止基因转录正转录调控分类:正控诱导正控阻碍激活蛋白与效应物结合后激活基因转录激活蛋白与效应物结合后阻遏基因转录基因表达调控4种模型负控诱导正控诱导负控阻遏正控阻遏7.1.2原核生物表达调控的主要特点1、可诱导调节2、可阻遏调节定义：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。

8、例：大肠杆菌的乳糖操纵子分解代谢蛋白的基因可诱导调节定义：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，