原核生物的基因表达与调控(1)ppt课件.ppt

第六章基因的表达与调控(上)——原核基因表达调控模式Contents第一节基因表达调控的基本概念
组成性表达(constitutiveexpression)
适应性表达(adaptiveexpression）1、组成性表达：2、适应性表达
指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(induciblegene)；
相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressiblegene)。三、基因表达的规律——时间性和空间性2、空间特异性(spatialspecificity)四、基因表达调控的生物学意义Contents第二节原核基因调控机制一、原核基因表达调控环节.JacobandMonod2、操纵子的定义.调节基因调节基因可诱导调节（P196）：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（P197）：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。
例：色氨酸操纵子
合成代谢蛋白的基因酶合成的阻遏操纵子模型
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。
根据其作用特征又可分为负控诱导和负控阻遏：
在负控诱导系统中，阻遏蛋白与效应物（诱导物）结合时，结构基因转录；
在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。.4、在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白（activator）。
根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导和正控阻遏
在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态；
在正控阻遏系统中，效应物分子（辅阻遏物）的存在使激活蛋白处于非活性状态。.四、转录水平上调控的其他形式大肠杆菌中的各种σ因子比较温度较高,诱导产生各种热休克蛋白
由σ32参与构成的RNA聚合酶与热休克应答基因启动子结合,诱导产生大量的热休克蛋白,适应环境需要2、降解物对基因活性的调节
3、弱化子对基因活性的影响
Contents第三节乳糖操纵子(lacoperon)一、乳糖操纵子的结构Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖
Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。
A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。二、酶的诱导——lac体系受调控的证据
安慰诱导物：
如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基-β–D-硫代半乳糖苷）。..三、乳糖操纵子调控模型.②这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。
.③操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。
RNA聚合酶结合部位操纵位点的回文序列④当阻遏物与操纵基因结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。.⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lacmRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。
.组成型突变：lacOc组成型突变：lacI-不可诱导突变（超阻遏）：四、影响因子②真正的诱导物是异构乳糖而非乳糖，前者是在β-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的，因此，需要有β-半乳糖甘酶的预先存在。
解释：
本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的lacmRNA合成。
2、大肠杆菌对乳糖的反应诱导物的加入和去除对lacmRNA的影响3、阻遏物lacI基因产物及功能4、葡萄糖对lac操纵子的影响5、cAMP与代谢物激活蛋白.ATP++++转录当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用.TheLacOperon:WhenGlucoseIsPresentButNotLactoseTheLacOperon:WhenLactoseIsPresentButNotGlucoseTheLacOperon:WhenNeitherLactoseNorGlucoseIsPresent五、Lac操纵子中的其他问题2、lac基因产物数量上的比较
β-半乳糖苷酶：透过酶：乙酰基转移酶=1：0.5：0.2
翻译水平上受到调节：
（1）lacmRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译；
（2）在lacmRNA分子内部，