原核基因表达调控.ppt

原核基因表达调控23基本概念与原理二、基因表达的时间性及空间性6（二）空间特异性三、基因表达的方式（二）调节型表达—诱导表达和阻遏表达
在特定环境信号刺激下，基因被激活，基因表达增强。这种基因称为可诱导基因。这个过程称为诱导（induction）。
在特定环境信号刺激下，基因被抑制，基因表达降低。这种基因称为可阻遏基因。这个过程称为阻遏（repression）。四、基因表达调控的生物学意义五、基因转录激活调节基本要素

（一）特异DNA序列
（二）调节蛋白
（三）RNA聚合酶

操纵子
调节序列启动序列操纵序列编码序列

表达转录

（二）调节蛋白（3类）(三)RNA聚合酶

1.启动子与RNA聚合酶活性
启动子核苷酸序列影响与RNA聚合酶的亲和力。

2.调节蛋白与RNA聚合酶的活性
调节蛋白通过DNA-蛋白质相互作用、蛋白质-蛋白
质相互作用影响RNA酶活性。六、基因表达的多级调控（一）原核生物基因表达的调控——操纵子（operon）机制
基因表达的产物（蛋白质或RNA）从合成的场所扩散到目标场所而发挥作用的过程称为反式作用（trans-acting）2.结构基因和调节基因
结构基因（structuralgene）是编码蛋白质或RNA的任何基因。结构基因编码大量的功能各异的蛋白质，如组成细胞和组织的结构蛋白和酶等。
调节基因（regulatorgene）仅指参与其他基因表达调控的RNA和蛋白质的编码基因。调节基因编码的调节物通过与DNA上的特定位点结合而控制受调节基因的转录是基因表达调控的关键。213.启动子和终止子

位于转录单位开始和结束位置上的DNA序
列，称为启动子（promoter）和终止子
（terminator）。
两者都是典型的顺式作用元件，能受同一
类反式作用因子RNA聚合酶的识别。234.操纵基因和阻抑蛋白
操纵基因（operator）是与启动子相邻的顺
式作用位点，是阻抑蛋白的靶点。阻抑蛋白
（repressor）是调节基因的产物，与操纵基因
的结合可以阻止受调节基因的表达。
当阻抑蛋白与操纵基因结合时，就会阻止
RNA聚合酶启动转录，基因的表达就被关闭。
在无阻抑蛋白时，RNA聚合酶可以识别受调节
基因的启动子，使这种基因得到表达。252627当诱导物不存在时，操纵子以极低的基础水平转录
诱导物的加入激活转录，使lacmRNA水平迅速上升
诱导物一旦除去，转录立刻停止，lacmRNA极不稳定很快降解，细胞内lacmRNA含量恢复到诱导前的基础水平
诱导后蛋白质含量的上升相对于mRNA水平的变化存在一个滞后期
诱导物除去后，酶的合成立即停止，但由于蛋白质较稳定，酶活性可长时间保持在诱导水平转录水平的调控－操纵子1940年，Monod发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿。即产生“二次生长曲线”。
1947年，报告：“酶的适应现象及其在细胞分化中的意义”1951年，Monod与Jacob合作，发现两对基因：
Z基因：与合成β-半乳糖苷酶有关；
I基因：决定细胞对诱导物的反应。
Szilard：I基因决定阻遏物的合成，当阻遏物存在时，酶无法合成，只有当诱导物存在时，才能去掉该阻遏物。
Jacob：结构基因旁有开关基因（操纵基因），阻遏物通过与开关基因的结合，控制结构基因的表达。JacquesMonod,19651961年，Jacob和Monod提出了细菌基因表达调控的模型——操纵子学说，解释了原核生物的基因表达在转录水平上是如何调控的。操纵基因是位于操纵子前端部分的顺式控制元件，它能和阻抑蛋白结合，控制结构基因的转录。阻抑蛋白是调节基因的表达产物，是参与操纵子调节的反式作用因子。

原核生物操纵子中的全部结构基因从同一个启动子开始转录成单个mRNA分子。351、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白）的应答，可分为：
正转录调控
负转录调控调节基因调节基因可诱导调节：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。
例：大肠杆菌的乳糖操纵子
分解代谢蛋白的基因调节基因可阻遏调节：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。即在某些物质的阻遏下使基因关闭。
例：色氨酸操纵子
合成代谢蛋白的基因调节基因3、在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白（repressor），起着阻止结构基因转录的作用。

阻遏蛋白与效应物（诱导物）结合时，结构基因转录；
阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。负控诱导阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。4、正转录调控系统，调节基因的产物是