原核基因表达调控ppt课件.ppt

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1、原核基因表达调控RegulationofGeneExpressioninProkaryote内容提要一、概述二、原核生物基因表达的调控（一）原核生物基因表达的特点（二）原核生物基因表达的调控机制(1)转录起始的调控(2)转录终止的调控(3)翻译水平的调控概述基因表达(geneexpression)是基因转录及翻译的过程，也是基因所携带的遗传信息表现为表型的过程，包括基因转录成互补的RNA序列，对于蛋白质编码基因，mRNA继而翻译成多肽链，并装配加工成最终的蛋白质产物。基因表达的时间性及空间性1.时间特异性按功能需要某一特定基因表达严格按特定的时间顺序发生。如病毒感染；胚胎发育。

2、基因表达的时间特异性又称阶段特异性。2.空间特异性指在个体生长全过程，某种基因产物在个体不同组织器官表达存在差异。空间特异性又称细胞特异性或组织特异性。基因表达的时间性及空间性基因表达调控（regulationofgeneexpression）就是指细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制，即位于基因组内的基因如何被表达成为有功能的蛋白质（或RNA），在什么组织表达，什么时候表达，表达多少等。基因表达的方式存在多样性基因表达的方式组成性基因表达适应性表达（诱导和阻遏表达）按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：1、组成性基因表达

3、某些基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因(house-keepinggene)。管家基因的表达水平受环境因素影响较小，是在生物体各个生长阶段的大多数、或几乎全部组织中持续表达。这类基因表达被视为组成性（或基本）基因表达(constitutivegeneexpression)。2、诱导和阻遏表达诱导表达（induction）指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。阻遏表达（repression）指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。在一定机制下，功能上相关的一组

4、基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协同表达(coordinateexpression)。3、协同表达基因表达调控的生物学意义1.适应环境、维持生长和增殖；2.维持个体发育和分化。基因转录调控的基本要素1、特异DNA序列原核生物的操纵子（operon）真核生物的顺式作用元件（cis-actingelement）2、调节蛋白第一节原核基因表达调控总论基因组转录转录后翻译翻译后基因表达的调控水平转录水平上的调控翻译水平上的调控（较少）原核基因表达调控一、原核基因调控机制的类型与特点（一）原核基因调控机制的类型负调控正调控geneON→OFF阻遏蛋白geneOFF

5、→ON激活蛋白基因表达量特别低1、负调控negativeregulation在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入某种调节蛋白质后基因活性就被关闭，这样的控制系统就叫做负控系统。其调节蛋白质叫做阻遏蛋白两种类型：负控诱导和负控阻遏负控诱导系统负控阻遏系统失活的阻遏蛋白阻遏蛋白1.阻遏蛋白；2.加入某种调节蛋白质后基因活性就被关闭2、正调控positiveregulation在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入某种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的控制系统就叫做正控系统。其调节蛋白质叫做激活蛋白两种类型:正控诱导和正控阻遏系统正控诱导系统正控阻遏系统失活的激活蛋白1.激活

6、蛋白；2.加入某种调节蛋白质后基因活性就被开启失活的激活蛋白失活的阻遏蛋白阻遏蛋白（二）原核生物基因表达调控的特点调节的主要环节在转录水平上进行σ因子决定RNA聚合酶识别特异性主要通过操纵子模式进行调节1、原核基因转录调节特点(一)σ因子决定RNA聚合酶识别特异性及结合启动子核心酶全酶σ因子大肠杆菌中的各种σ因子比较σ因子编码基因主要功能σ70rpoD识别一般启动子σ54rpoN参与多数氮源利用基因的调控σ38rpoH分裂间期特异基因的表达调控σ32rpoS热休克基因的表达调控σ28rpoF鞭毛趋化相关基因的表达调控σ24rpoE过度热休克基因的表达调控第二节乳糖操纵子与负控诱

7、导系统------操纵子(operon)操纵子：是基因表达的调控单位，由调节基因、启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。------操纵子(operon)结构基因启动子操纵基因调节基因(promoter)(operator)阻遏蛋白一、乳糖操纵子(lacoperon)的结构与组成调控区阻遏基因启动子操纵基因结构基因lacZ：β-半乳糖苷酶lacY：β-半乳糖苷透过酶lacA：β-半乳糖苷乙酰基转移酶ZYAOPDNAI二、酶的诱导--lac体系受调控的证据在不含乳糖的培养