原核的表达调控.ppt

13基因表达的调节本章重点与难点

重点：代谢途径的相互关系：了解各代谢途径相互间的关系与联系；了解酶活性的调节机理和酶合成的调控机理、明确这两种调节在代谢上的重要性；掌握原核生物酶合成的调节特点——操纵子。
难点：
各代谢途径相互间的联系；酶活性调节的主要方式；原核生物酶合成调节——乳糖操纵子的调节方式；真核生物基因表达调节。第一节基因表达调节的基本
概念及原理
BasicConceptionsandPrinciple二、基因表达的规律2、空间特异性或组织细胞特异性三、基因表达的方式无论表达水平高低，管家基因较少受环境因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区别于其他基因，这类基因表达被视为组成性基因表达(constitutivegeneexpression)。2.可诱导和可阻遏表达在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协调表达(coordinateexpression)，这种调节称为协调调节(coordinateregulation)。四、基因表达调控的生物学意义五、基因表达调节的基本原理2、基因转录调节基本要素第二节原核生物基因转录调节——调节的主要环节在转录水平上进行存在于原核生物中的一种主要的调控模式是操纵子（operon）调控模式，该模式也见于低等真核生物中。
所谓操纵子（operon）是指原核生物基因组的一个表达调控序列，长度约1000bp左右，由若干结构基因串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控。操纵子的结构与功能二、乳糖操纵子调节机制以原核生物乳糖操纵子(Lacoperon)为例，其控制区包括调节基因（阻遏基因），启动基因（其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游）和操纵基因；其信息区由β-半乳糖苷酶基因（lacZ），通透酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）串联在一起构成。乳糖操纵子的结构基因及其表达产物mRNAmRNA++++转录4、协调调节mRNATrp色氨酸操纵子（trpoperon）属于阻遏型操纵子，主要参与调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。当细胞内缺乏色氨酸时，此操纵子开放，而当细胞内合成的色氨酸过多时，此操纵子被关闭。
色氨酸操纵子的调控机制与乳糖操纵子类似，但通常情况下，操纵子处于开放状态，其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录。
而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操纵基因结合而使基因转录关闭。UUUU……色氨酸操纵子的调控还涉及转录衰减(attenuation)机制。即在色氨酸操纵子第一个结构基因与启动基因之间存在有一衰减区域，当细胞内色氨酸酸浓度很高时，通过与转录相偶联的翻译过程，形成一个衰减子结构，使RNA聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。UUUU……UUUU……2、阿拉伯糖操纵子的正调节作用和负调节作用2）当葡萄糖不存在（或低水平）而阿拉伯糖存在时，CAP-cAMP很丰富，与araI附近的CRP结合位点结合，阿拉伯糖与AraC蛋白结合改变了构象，成为激活子，DNA环被打开，能与CAP-cAMP协同诱导araBAD基因的转录（阳性调控或正调节）
3）阿拉伯糖和葡萄糖均不存在或阿拉伯糖和葡萄糖均丰富时，操纵子均处于阻遏状态。由成群的操纵子组成的基因转录调控网络称为调节子。通过组成调节子调控网络，对若干操纵子及若干蛋白质的合成进行协同调控，从而达到整体调控的目的。
典型的整体调控模式是SOS反应，这是由一组与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质基因组成。在正常情况下，这些基因均被LexA阻遏蛋白封闭。当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶被激活，催化LexA阻遏蛋白裂解失活，从而导致与DNA损伤修复有关的基因表达。SOS反应第三节真核生物基因转录调节一、真核生物基因组结构特点2、单顺反子二、真核基因表达调节的特点2）DNA拓扑结构变化4）组蛋白变化三、真核基因转录调控元件及调控机制2）增强子(enhancer)2、反式作用因子（分子间作用因子）
是影响基因转录的调节蛋白，属于转录调节因子*特异转录因子(specialtranscriptionfactors)2）转录调节因子结构最常见的DNA结合域Zn2）α-螺旋－转角－α-螺旋亮氨酸拉链结构：
见于真核生物DNA结合蛋白质的C端，与癌基因表达调控有关。由两段α-螺旋平行排列构成，其α-螺旋中存在每隔7个残基规律性排列的Leu残基，Leu侧链交替排列而呈拉链状。两条肽链呈钳状与DNA结合。真核基因转录调节是复杂的、多样的