原核生物基因表达调控.ppt

第六章原核生物基因表达调控前言一、基因表达(geneexpression).一个典型的原核生物基因的结构..二、基因表达调控DNA水平.三、基因表达的特性：1、时间特异性2、空间特异性（spatialspecificity）:四、基因表达的方式1、组成性基因表达无论表达水平高低，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表达。2、诱导和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)。五、基因表达调控的基本原理：1.基因表达调控的多层次和复杂性DNA水平2.基因转录激活调节基本要素.基因转录激活调节基本要素------操纵子(operon)------操纵子(operon)是指可影响自身基因表达活性的特异DNA序列。通常是非编码序列。包括启动子、增强子及沉默子等。.2、调节蛋白3、RNA聚合酶.真核生物RNA聚合酶.六、基因表达调控的生物学意义.第一节原核基因表达调控总论5′转录水平上的调控
转录后水平上的调控原核生物主要是在转录水平上调控基因的表达。
当需要某种基因产物时，就大量合成这种mRNA，当不需要这种基因产物时就抑制这种mRNA的转录，就是让相应的基因不表达。
通常所说的基因不表达，并不是说这个基因就完全不转录为mRNA，而是转录的水平很低，维持在一个基础水平（本底水平）。
基因表达完全关闭的情况使极为少见的。真核生物基因表达的调控可发生在不同水平上一、原核基因调控机制的类型与特点1、负调控negativeregulation负控诱导系统2、正调控positiveregulation.（二）特殊代谢物调节基因表达的类型1、可诱导调节可诱导调节
－无诱导物时可诱导调节
－有诱导物时++++转录2、可阻遏调节（三）原核生物基因表达调控的特点原核生物中基因的组织形式原核在转录
水平上调控
σ因子大肠杆菌至少有6种σ因子二、弱化子对基因活性的影响RNA分子在分子内采用不同的碱基配对方式，形成不同的二级结构而参与调控。
当不同的结构对是否允许终止存在差异时，改变二级结构可对转录终止进行调控UUUU……5’.UUUU……UUUU……三、降解物对基因活性的调节2、降解物对基因活性的调节四、细菌的应急反应2、细菌的应急反应的机制第二节乳糖操纵子与负控诱导系统一、乳糖操纵子(lacoperon)的结构与组成..
启动子
RNA聚合酶结合位点
调节基因CAP结合位点操纵基因Z基

阻遏蛋白结合位点

mRNA
乳糖操纵子的结构基因及其表达产物二、酶的诱导-lac体系受调控的证据.2、实验用诱导物..pUC18蓝白显色筛选法三、lac操纵子模型及其影响因子1961年由莫诺（Monod,J.法)和雅各布(Jacob,F.法)提出，用来阐述大肠杆菌乳糖代谢中基因表达的调控机制。
获1965年诺贝尔生理学和医学奖乳糖操纵子模型的建立(JacobandMonod,1961)乳糖操纵子模型2、P区位于I与O之间，O为阻遏物结合位点乳糖操纵元的负调控Lac操纵子P、O区的重叠.4、CAP的正性调节CyclicAMPTheadenylcyclase-catalyzedsynthesisofcyclicAMP(cAMP)fromATPcAmp-CAP乳糖操纵元的正调控.5、协调调节mRNA(二)乳糖操纵子的影响因子.因为诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合，而运转诱导物需要透过酶。
在非诱导状态下有少量（1-5个mRNA分子）lacmRNA合成--本底水平组成型合成。3、阻遏物lacI基因产物及功能......4、葡萄糖对lac操纵子的影响葡萄糖效应5、cAMP与代谢物激活蛋白...Catabolitegene
activationproteinsiteCRP结合位点.四、lac操纵子DNA的调控区域－P、O区五、lac操纵子中的其他问题（二）lac基因产物数量上的比较1、LacmRNA可能在翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译。2、LacmRNA分子内部，A基因比Z基因更易受内切酶作用发生降解，故Z基因的完整拷贝数要比A基因多。（三）操纵子的融合与基因工程第三节色氨酸操纵子与负控阻遏系统可诱导调节：调节分解代谢的操纵子，同时受cAMP-CAP的活性调节...一、trp操纵子的阻遏系统（二）trp操纵子的结构酶阻遏的操纵子模型（三）trp操纵子的阻遏调控机制Trp二、弱化子与前导肽UUUU……（二）前导肽.（三）mRNA前导区的序列分析（四）转录的弱化作用.（五）衰减子的生物学意义第四