基因表达的调控.ppt

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1、基因表达的调控RegulationofGeneExpressionDNAReplicationRNAReplicationReverseTranscriptionProteinTranslationTranscriptionGeneexpressionCentraldogma基因表达调控元件顺式作用元件——与相关基因处于同一DNA分子上，起调控作用。启动子终止子增强子衰减子沉默子应答元件反式作用因子——由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表达——反式调节。转录因子调节蛋白基因表达调控的方式正调控：激活蛋白与启动子、RNA聚合酶相互作用激活转

2、录。负调控：阻遏蛋白与操纵基因结合，阻碍RNA聚合酶对操纵子结构基因的转录。基因表达的四种调控类型基因表达调控的生物学意义（一）适应环境、维持生长和增殖（二）维持个体发育与分化基因表达调控的基本原理1.基因的表达是受多级调控的基因激活转录起始转录后加工mRNA降解蛋白质降解等蛋白质翻译翻译后加工修饰2.基因转录激活调节基本要素基因表达的调节与基因的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外环境，以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。原核基因表达调控RegulationofProkaryoticGeneExpression原核基因表达调控策略取决于环境因素的诱导及细胞对环境的适应。DNA、转录、

3、翻译三个水平上进行，但转录水平的调控是最主要的，尤其是转录起始的调控。转录和翻译水平偶联。操纵子是原核生物转录调控的主要形式。RNApolymeraseofprokaryoticcellα2ββ’+σ=α2ββ’σcoreenzymeholoenzyme操纵子模型的普遍性操纵子模型由法国的莫洛(Monod)和雅各布(Jacob)提出，获诺贝尔生理学和医学奖。操纵子是指原核生物DNA上的一段区域，由若干功能相关的结构基因和控制这些基因表达的元件组成的一个完整的连续的功能单位。他一些调控序列。编码序列启动序列操纵序列调节序列(promoter)(operator)是RNA聚合酶结合并启动转录

4、的特异DNA序列。1)启动序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列2操纵序列——阻遏蛋白(repressor)的结合位点当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动，阻碍转录。启动序列编码序列操纵序列pol阻遏蛋白3)其他调节序列、调节蛋白例如激活蛋白(activator)可结合启动

5、序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶很少或完全不能结合启动序列。乳糖操纵子调节机制1.乳糖操纵子(lacoperon)的结构I调控区CAP结合位点启动序列操纵序列ZYAOPDNA结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶阻遏基因mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol没有乳糖存在时2.阻遏蛋白的负性调节机制阻遏基因结构基因不转录-----阻遏蛋白与操纵区相结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。有乳糖存在时IDNAZYAOPpol启动转录mRNA异构乳糖(诱导物)β-半乳糖苷酶乳糖mRNA阻遏蛋白结构

6、基因转录乳糖操纵子的负调控与诱导大肠杆菌对乳糖的反应异构乳糖的存在—真正的诱导物。++++转录无葡萄糖，cAMP浓度高时有葡萄糖，cAMP浓度低时3.CAP的正性调节机制ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP降解物敏感型操纵子（catabolitesensitiveoperon）乳糖操纵子(lacoperon)的调控机制4.协调调节当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖（葡萄糖效应）。阻遏蛋白负性调节

7、与CAP正性调节两种机制协调合作色氨酸操纵子调节机制1.色氨酸操纵子(trpoperon)的结构trpR启动子区、操纵区衰减子前导RNAE：邻氨基苯甲酸合酶D：邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶C：吲哚甘油磷酸合酶B：色氨酸合酶β亚基A：色氨酸合酶α亚基辅阻遏基因RTrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调节区结构基因RNA聚合酶RNA聚合酶2.色氨酸的反馈阻遏调节辅阻遏蛋白这种以终产物终止基因转录的作用称为反馈阻遏。UUUU……UU