分子生物学原核生物基因表达调控.pptx

分子生物学原核生物基因表达调控;;Contents;第一节基因表示调控基础概念;

组成性表示(constitutiveexpression)

适应性表示(adaptiveexpression）;1、组成性表示：;2、适应性表示

指环境改变轻易使其表示水平变动一类基因表示。

应环境条件改变基因表示水平增高现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导基因(induciblegene)；

相反，随环境条件改变而基因表示水平降低现象称为阻遏(repression)，对应基因被称为可阻遏基因(repressiblegene)。;三、基因表示规律

——时间性和空间性;;2、空间特异性(spatialspecificity);四、基因表示调控生物学意义

;Contents;第二节原核基因调控机制;原核生物基因组结构特点;一、原核基因表示调控步骤;;JacobandMonod;大肠杆菌能够利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等作为碳源而生长繁殖，当培养基中含有葡萄糖和乳糖时，细菌优先使用葡萄糖，当葡萄糖耗尽，细菌停顿生长，经过短时间所以适应，就能利用乳糖，细菌继续呈指数式繁殖增加。;2、操纵子定义;蛋白质因子;;操纵序列是阻遏蛋白结合位点;一、转录调控是以特定DNA序列和蛋白质结构为基础;（二）调控蛋白含有结合DNA所需结构特征;最常见DNA结合域：;1;2.螺旋-回折-螺旋（helix-turn-helix,HTH）

;分子生物学原核生物基因表达调控;

;;;可诱导调整：指一些基因在特殊代谢物或化合物作用下，由原来关闭状态转变为工作状态，即在一些物质诱导下使基因活化。

例：大肠杆菌乳糖操纵子

分解代谢蛋白基因;;可阻遏调整：基因平时是开启，处于产生蛋白质或酶工作过程中，因为一些特殊代谢物或化合物积累而将其关闭，阻遏了基因表示。

例：色氨酸操纵子

合成代谢蛋白基因;酶合成阻遏操纵子模型

;3、在负转录调控系统中，调整基因产物是阻遏蛋白（repressor），起着阻止结构基因转录作用。

依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，调整基因产物是激???蛋白（activator）。

依据激活蛋白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）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）存在使激活蛋白处于非活性状态。;;四、转录水平上调控其它形式;大肠杆菌中各种σ因子比较;温度较高,诱导产生各种热休克蛋白

由σ32参加组成RNA聚合酶与热休克应答基因开启子结合,诱导产生大量热休克蛋白,适应环境需要;2、降解物对基因活性调整

3、弱化子对基因活性影响

;Contents;第三节乳糖操纵子(lacoperon);一、乳糖操纵子结构;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上乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。;二、酶诱导——lac体系受调控证据

;抚慰诱导物：

假如某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为抚慰诱导物，如IPTG（异丙基-β–D-硫代半乳糖苷）。;分子生物学原核生物基因表达调控;乳糖;三、乳糖操纵子调控模型;;②这个mRNA分子开启子紧接着O区，而位于I与O之间开启子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶生理过程。

;;③操纵基因是DNA上一小段序列（仅为26bp），是阻遏物结合位点。

;RNA聚合酶结合部位;操纵位点回文序列;④当阻遏物与操纵基因结合时，lacmRNA转录起始受到抑制。

;分子生物学原核生物基因表达调控;⑤诱导物经过与阻遏物结合，改变它三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lacmRNA合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以开启子能够顺利起始mRNA合成。

;分子生物学原核生物基因表达调控;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真正诱导物是异构乳糖而非乳糖，前者是在β-半乳糖甘酶催化下由乳糖形成，所以，需要有β-半乳糖甘酶预先存在。

解释：

本底水平组成型合成：非诱导状态下有少许lacmRNA合