原核基因的表达调控1

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1、第三章基因的表达与调控(上)——原核基因表达调控模式第一节基因表达调控的基本概念一、基因表达的概念geneexpression：基因转录及翻译的过程。对这个过程的调节就称为generegulation。rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达组成性表达(constitutiveexpression)适应性表达(adaptiveexpression）二、基因表达的方式1、组成性表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达。某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因(housekeepinggene

2、)。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1、时间特异性（temporalspecificity）按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性。多细胞生物基因表达的时间特异性

3、又称阶段特异性(stagespecificity)。2、空间特异性(spatialspecificity)基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cellortissuespecificity)。在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性。四、基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖（原核、真核）维持个体发育与分化（真核）第二节原核基因调控机制内容提要：原核基因表达的特点与调控环节原核基因调控机制的类型与特点转

4、录水平上的调控翻译水平上的调控一、原核基因表达的特点与调控环节表达特点:多以操纵子为转录单位以负性调控为主仅含一种RNA聚合酶，且σ因子决定RNA聚合酶识别特异性转录与翻译偶联调控环节1、转录水平上的调控（transcriptionalregulation）2、转录后水平上的调控（post-transcriptionalregulation）① mRNA加工成熟水平上的调控②翻译水平上的调控1、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二、原核基因调控机制的类型调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋

5、白正转录调控负转录调控正转录调控如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的调控正转录调控。调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控负转录调控在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭，这样的调控负转录调控。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2、根据操纵子对某些能调节它们的小分子的应答，可分为可诱导调节和可阻遏调节两大

6、类：调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白诱导物mRNA酶蛋白酶合成的诱导操纵子模型诱导物如果某种物质能够促使细菌产生酶来分解它，这种物质就是诱导物。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。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调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白调节基因操纵基因结构基因辅阻遏物辐阻遏物如果某种物质能够阻止细菌产生合成这种物质的酶，这种物质就是辅阻遏物。JacobandMonod三、转录水平

7、的调控-操纵子模型1961年，Monod和Jacob提出，1965年获诺贝尔生理学和医学奖（一）操纵子的定义操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子（启动序列）、操纵基因（操纵序列）及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。启动子：RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，其本身并不转录，但决定转录的方向。操纵基因：阻遏蛋白识别和结合的DNA序列，是结构基因转录的开关。（二）乳糖操纵子(lacoperon)内容提要：乳糖操纵子的结构阻遏蛋白的负性调节CAP的正性调节协调调节1.乳糖操纵子(lacopero

8、n)的结构调控区CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶ZYAOPDNAZ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