最新基因表达调控课件ppt.ppt

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1、基因表达调控基因表达（geneexpression)基因通过转录、翻译指导蛋白质合成，并最终表现为一定生物学特性的过程为基因表达。rRNA、tRNA编码基因转录生成RNA的过程也属于基因表达。基因表达的方式组成性表达（constitutivegeneexpression):对细胞生命活动必不可少的基因处于持续表达状态，称管家基因(housekeepinggene)。基因表达的诱导和阻遏（inductionandrepression)诱导：特定条件下基因表达增强的过程。如DNA损伤诱导损伤修复相关基因表达。阻遏：基因表达受到抑制的过程。如色氨酸阻遏

2、其合成代谢相关基因表达。第一节原核生物基因表达调控原核生物基因表达调控的水平：转录前转录翻译修饰DNAmRNA蛋白质活性蛋白质一、转录水平调控影响转录的因素：1、启动子启动子起始部位initiationsite+1结合部位bindingsite-10识别部位recognitionsite-35启动子决定转录方向及模板链启动子序列决定启动效率不同的启动子序列对RNA聚合酶亲和力不同，因此具有不同的起始频率一致性序列(consensussequences)：T80A95T45A60A50T962.σ因子与启动子序列特异性识别原核生物只有一种RNA聚合

3、酶，但具有多种σ因子。α2ββ，σ核心酶起始因子全酶不同的起始因子选择性识别不同的启动子大肠杆菌：环境变化可以诱导特定的σ因子，从而打开一套特定的基因。σ70识别常规启动子。σ32识别热休克基因启动子。42℃诱导热休克蛋白的表达3、阻遏蛋白（repressor）在转录水平对基因表达产生抑制作用的蛋白质：负调控。由调控基因(i基因)编码，阻遏蛋白是DNA结合蛋白，特异性识别并结合操纵子，阻止转录。信号分子＋阻遏蛋白——变构——结合DNA（或去结合）诱导阻遏诱导去阻遏4、正调控蛋白结合于特异DNA序列后能促进基因转录：正调控（1）CAP蛋白：分解代谢

4、物基因活化蛋白catabolitegeneactivatorprotein又称cAMP受体蛋白CRP细菌所处环境缺乏葡萄糖－－cAMP水平升高－－cAMP＋CAP蛋白(cAMP受体）－－CAP蛋白变构－－结合特定的DNA序列－－激活基因转录正调控蛋白(2)ntrC蛋白的调控5、倒位蛋白(inversionprotein)倒位蛋白是位点特异性重组酶。6、RNA聚合酶抑制物细菌处于氨基酸饥饿状态时RNA聚合酶活性下降，rRNA和tRNA合成减少或停止的现象称为严谨反应（stringentresponse)。魔斑核苷酸：ppGpp与pppGpprel为

5、严紧控制因子。将蛋白质合成速度与核糖体生成偶联。空载tRNArelA魔斑核苷酸RNA聚合酶rRNA转录减少氨基酸饥饿核糖体生成减少7、衰减子(attenuator)衰减子：位于操纵子第一个结构基因之前，能够减弱转录作用的序列二、转录的调控机制100年前发现，乳糖可以诱导大肠杆菌乳糖代谢酶的产生。1960年，Jacob与Monod提出了乳糖操纵子(operon)模型，对其机理作出了解释。乳糖操纵子结构基因（z,y,a)：半乳糖苷酶、通透酶、转乙酰基酶。调控基因(i)：阻遏蛋白基因。调控序列：启动子、操纵基因、CAP序列。乳糖的代谢调控序列1.RNA

6、聚合酶结合部位:-10区与-35区。2.阻遏蛋白结合部位。3.CAP/CRP结合部位。以上调控序列被称为顺式作用元件。蛋白因子RNA聚合酶阻遏蛋白：由调控基因(i基因)编码，正常每个大肠杆菌平均有10个阻遏蛋白分子，为同四聚体，每亚基37KD。阻遏蛋白是DNA结合蛋白，特异性识别并结合操纵序列，阻止转录。CAP：分解物代谢物基因激活蛋白(CAP)或cAMP受体蛋白(CRP)。缺乏葡萄糖时细菌cAMP水平增高，cAMP活化CAP，结合CAP位点，激活转录。以上蛋白因子被称为反式作用因子。阻遏蛋白对乳糖操纵子的阻遏乳糖的解除阻遏作用葡萄糖的调节作用复

7、合调控乳糖的诱导去阻遏作用：乳糖进入细胞后，经少量半乳糖苷酶催化生成别乳糖(allolactose)。别乳糖与阻遏蛋白结合，解除其抑制作用。异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)是强诱导剂。葡萄糖的抑制作用：葡萄糖抑制CAP的正调控作用。乳糖操纵子的调控方式是复合调控。葡萄糖和乳糖的调节作用色氨酸操纵子的调节方式阻遏因子的粗调节：当Trp充足时，Trp与阻遏蛋白结合，共同阻止操纵子转录（诱导阻遏）。衰减子的精细调节：存在于trpL中的衰减子(attenuator)。衰减子的结构衰减子的结构14氨基酸的前导肽序列。4个调节区(1,2,3,4)，相互间可形成

8、茎环。衰减子的调控方式色氨酸缺乏时翻译停止，2与3形成茎环。终止子不能形成。色氨酸丰富时，3与4区域形成茎环，产生终止子，终止转录。三、