代謝調(diào)控ppt課件

1、第十五章第十五章 物質(zhì)代謝的聯(lián)絡(luò)及其調(diào)理物質(zhì)代謝的聯(lián)絡(luò)及其調(diào)理第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞代謝的調(diào)理網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞代謝的調(diào)理網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)第二節(jié) 代謝調(diào)理代謝調(diào)理思索思索 第三節(jié)第三節(jié) 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控一、代謝途徑交叉構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)一、代謝途徑交叉構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)二、分解代謝和合成代謝的單向性二、分解代謝和合成代謝的單向性三、三、ATPATP是通用的能量載體是通用的能量載體四、四、NADPH NADPH 以復(fù)原力方式攜帶能量以復(fù)原力方式攜帶能量五、代謝的根本要略五、代謝的根本要略1 1、糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系、糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系2 2、糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)、糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)3 3、脂類代

2、謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)、脂類代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)4 4、核酸與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)絡(luò)、核酸與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)絡(luò)糖糖類類脂脂類類氨氨基基酸酸和和核核苷苷酸酸之之間間的的代代謝謝聯(lián)聯(lián)絡(luò)絡(luò)PEP丙酮酸丙酮酸生酮氨基酸生酮氨基酸 -酮戊二酸酮戊二酸核糖核糖-5-磷酸磷酸 甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨丙氨酸丙氨酸 甘氨酸甘氨酸絲氨酰絲氨酰蘇氨酸蘇氨酸半胱氨酸半胱氨酸 氨基酸氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮乙酰乙酰CoA甘油甘油脂肪酸脂肪酸膽固醇膽固醇亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸酪酰氨酪酰氨色氨酸色氨酸笨丙氨酸笨丙氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸

3、色氨酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA脂肪脂肪核苷酸核苷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰氨天冬酰氨天冬氨酸天冬氨酸苯丙酰氨苯丙酰氨酪氨酸酪氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫酰氨甲硫酰氨蘇氨酸蘇氨酸纈氨酸纈氨酸琥珀酰琥珀酰CoA蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸乙醛酸乙醛酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)淀粉、糖原淀粉、糖原核酸核酸生糖氨基酸生糖氨基酸谷氨酰氨谷氨酰氨組氨酸組氨酸脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸谷氨酸谷氨酸延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸丙二單酰丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖乙酰乙酰CoA，NADPH脂肪酸脂肪酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮-磷酸甘磷酸甘油油脂肪脂肪有氧氧化有氧氧化酵解酵解從頭合成從頭合成脂肪

4、甘油甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮糖代謝糖代謝脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA琥珀酸琥珀酸糖糖 (植物)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán) -氧化氧化糖異生糖異生TCA糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)糖糖 -酮酸酮酸 氨基酸氨基酸 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) NH3蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸 糖糖生糖氨基酸生糖氨基酸脂類代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)絡(luò)脂肪脂肪甘油甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸碳架氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸酮酸或乙酰酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪生酮氨基酸生酮氨基酸 核苷酸的一些衍生物具重要生理功能如核苷酸的一些衍生

5、物具重要生理功能如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP。 核酸是細(xì)胞內(nèi)重要的遺傳物質(zhì)，控制著蛋白核酸是細(xì)胞內(nèi)重要的遺傳物質(zhì)，控制著蛋白質(zhì)的合成，影響細(xì)胞的成分和代謝類型質(zhì)的合成，影響細(xì)胞的成分和代謝類型 核酸生物合成需求糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)核酸生物合成需求糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物參與，而且需求酶和多種蛋白質(zhì)因子。物參與，而且需求酶和多種蛋白質(zhì)因子。 各類物質(zhì)代謝都離不開(kāi)具備高能磷酸鍵的各各類物質(zhì)代謝都離不開(kāi)具備高能磷酸鍵的各種核苷酸，如種核苷酸，如ATP是能量的是能量的“通貨，此外通貨，此外UTP參與多糖的合成，參與多糖的合成，CTP參與磷脂合成，參與磷脂合成，GTP參參與蛋白質(zhì)

6、合成與糖異生作用。與蛋白質(zhì)合成與糖異生作用。脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸草酰乙酸草酰乙酸3-磷酸甘油磷酸甘油三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)乙醛酸乙醛酸循環(huán)循環(huán)甘油甘油乙酰乙酰 CoA三酰甘油三酰甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化 糖原或淀粉糖原或淀粉1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸丙酮酸合合成成植物或微植物或微生物生物糖分解和糖異生途徑中糖分解和糖異生途徑中相對(duì)獨(dú)立的單向反響相對(duì)獨(dú)立的單向反響 糖原或淀粉糖原或淀粉1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸

7、二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸酯酶磷酸酯酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶ATPATP攜帶能量由能源傳送給細(xì)胞的攜帶能量由能源傳送給細(xì)胞的需能過(guò)程需能過(guò)程ATPATPADP+PiADP+Pi太陽(yáng)能太陽(yáng)能化學(xué)能化學(xué)能生物合成生物合成細(xì)胞運(yùn)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)膜運(yùn)輸膜運(yùn)輸經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)NADPHNADPH循環(huán)將復(fù)原力由分解代謝循環(huán)將復(fù)原力由分解代謝轉(zhuǎn)移給生物合成反響轉(zhuǎn)移給生物合成反響NADPH+H+NADPH+H+

8、NADP+NADP+分解代謝分解代謝復(fù)原性有機(jī)物復(fù)原性有機(jī)物復(fù)原性生物合成反響復(fù)原性生物合成反響氧化物氧化物復(fù)原性生物復(fù)原性生物合成產(chǎn)物合成產(chǎn)物氧化前體氧化前體 代謝的根本要略代謝的根本要略 代謝的根本要略在于構(gòu)成代謝的根本要略在于構(gòu)成ATP、復(fù)原力和構(gòu)造單、復(fù)原力和構(gòu)造單元以用于生物合成。元以用于生物合成。 由由ATP、復(fù)原力和構(gòu)造單元可、復(fù)原力和構(gòu)造單元可合成各類生物分子，并進(jìn)而裝配成生物不同層次的合成各類生物分子，并進(jìn)而裝配成生物不同層次的構(gòu)造。生物合成和生物形狀建成是一個(gè)耗能和添加構(gòu)造。生物合成和生物形狀建成是一個(gè)耗能和添加有序構(gòu)造的過(guò)程，需求由物質(zhì)流、能量流和信息流有序構(gòu)造的過(guò)程，需

9、求由物質(zhì)流、能量流和信息流來(lái)支持。來(lái)支持。脂肪脂肪葡萄糖、葡萄糖、其它單糖其它單糖三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)電子傳送電子傳送氧化氧化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油多糖多糖氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoAe-磷酸化磷酸化+Pi 小分子化合物小分子化合物分解成共同的分解成共同的中間產(chǎn)物如中間產(chǎn)物如丙酮酸、乙酰丙酮酸、乙酰CoA等等 共同中間物進(jìn)共同中間物進(jìn)入三羧酸循環(huán)入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由氧化脫下的氫由電子傳送鏈傳送電子傳送鏈傳送生成生成H2O，釋放，釋放出大量能量，其出大量能量，其中一部分經(jīng)過(guò)磷中一部分經(jīng)過(guò)磷酸化儲(chǔ)存在酸化儲(chǔ)存在ATP中。中。大分子降解大分子降解成根本構(gòu)造成根本構(gòu)造單位單位 生物

10、氧化的三個(gè)階段生物氧化的三個(gè)階段NADPH生物系統(tǒng)中的能流生物系統(tǒng)中的能流胞液胞液線粒體線粒體PEP丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用糖的分解代謝和糖的分解代謝和糖異生的關(guān)系糖異生的關(guān)系一、代謝調(diào)理的概念一、代謝調(diào)理的概念二、酶程度的調(diào)理二、酶程度的調(diào)理三、細(xì)胞構(gòu)造對(duì)代謝途徑的分隔控制調(diào)理三、細(xì)胞構(gòu)造對(duì)代謝途徑的分隔控制調(diào)理四、激素調(diào)理和跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)四、激素調(diào)理和跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)代謝調(diào)理代謝調(diào)理 生命是靠代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空間內(nèi)同生命是靠代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空間內(nèi)同時(shí)有那麼多復(fù)雜的代謝途徑在運(yùn)轉(zhuǎn)，必需有乖巧而嚴(yán)密的調(diào)時(shí)有那麼多復(fù)雜的代謝途徑在運(yùn)轉(zhuǎn)

11、，必需有乖巧而嚴(yán)密的調(diào)理機(jī)制，才干使代謝順應(yīng)外界環(huán)境的變化與生物本身生長(zhǎng)發(fā)理機(jī)制，才干使代謝順應(yīng)外界環(huán)境的變化與生物本身生長(zhǎng)發(fā)育的需求。調(diào)理失靈活會(huì)導(dǎo)致代謝妨礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危及育的需求。調(diào)理失靈活會(huì)導(dǎo)致代謝妨礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危及生命。在漫長(zhǎng)的生物進(jìn)化歷程中，機(jī)體的構(gòu)造、代謝和生理生命。在漫長(zhǎng)的生物進(jìn)化歷程中，機(jī)體的構(gòu)造、代謝和生理功能越來(lái)越復(fù)雜，代謝調(diào)理機(jī)制也隨之更為復(fù)雜。功能越來(lái)越復(fù)雜，代謝調(diào)理機(jī)制也隨之更為復(fù)雜。代謝調(diào)理的四級(jí)程度：代謝調(diào)理的四級(jí)程度： 酶程度調(diào)理酶程度調(diào)理 細(xì)胞程度調(diào)理細(xì)胞程度調(diào)理 激素程度調(diào)理激素程度調(diào)理 神經(jīng)程度調(diào)理神經(jīng)程度調(diào)理多細(xì)胞整體程度調(diào)理多細(xì)胞整體程度調(diào)理酶

12、活性的前饋和反響調(diào)理酶活性的前饋和反響調(diào)理 前饋feedforward 和反響feedback 是來(lái)自電子工程學(xué)的術(shù)語(yǔ)，前者的意思是“輸入對(duì)輸出的影響，后者的意思是“輸出對(duì)輸入的影響，這里分別借用來(lái)闡明底物和代謝產(chǎn)物對(duì)代謝過(guò)程的調(diào)理作用。這種調(diào)理能夠是正調(diào)控，也能夠是負(fù)調(diào)控，其調(diào)理機(jī)理是經(jīng)過(guò)酶的變構(gòu)效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。S0SnS2S1E0E1En-1或或+或或+反響反響前饋前饋反響調(diào)理中酶活性調(diào)理的機(jī)制反響調(diào)理中酶活性調(diào)理的機(jī)制代謝物代謝物別別構(gòu)構(gòu)中中心心活性活性中心中心6-6-磷酸葡萄糖對(duì)糖原合成的前饋激活作用磷酸葡萄糖對(duì)糖原合成的前饋激活作用GUDPG6-P-G+1-P-G糖原糖原糖原糖原 合成

13、酶合成酶ATP ADP UTP UDPG 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸羧羧化化酶酶乙酰乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸擰檬酸擰檬酸天冬氨酸天冬氨酸氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸核酸核酸 氨甲酰氨甲酰天冬氨酸天冬氨酸+磷酸烯醇式丙酮酸羧磷酸烯醇式丙酮酸羧化反響的調(diào)理控制化反響的調(diào)理控制氨基酸合成的反響調(diào)控氨基酸合成的反響調(diào)控反硝化作用反硝化作用氧化亞氮氧化亞氮氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸分支酸分支酸脫氧庚酮糖酸脫氧庚酮糖酸-7-磷酸磷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸磷酸脫氫奎尼酸脫氫奎尼酸

14、莽草酸莽草酸谷氨酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 預(yù)苯酸預(yù)苯酸TryPheTrpIleTrpHisCTPAMPGlnLysMetThr酮丁酸酮丁酸GlyAla谷氨酰胺合酶谷氨酰胺合酶天冬氨酰半醛天冬氨酰半醛高絲氨酸高絲氨酸氨基苯甲酸氨基苯甲酸細(xì)胞能量形狀目的細(xì)胞能量形狀目的能荷能荷= ATP+0.5ADPATP+ADP+AMPATPATP ADPATP系統(tǒng)質(zhì)量作用比系統(tǒng)質(zhì)量作用比=糖酵解與三羧酸循環(huán)途徑的調(diào)理糖酵解與三羧酸循環(huán)途徑的調(diào)理丙酮酸丙酮酸 G細(xì)胞液細(xì)胞液檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸 線粒體線粒體 G-6-

15、P F-6-P F-1.6-2P 磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶 PEPADP+Pi ATPADP+Pi ATPADP+Pi ATPADP+Pi ATP NADH O2ATP ADP+PiATP ADP+PiAMP + ATP 2ADP AMP + ATP 2ADP PiPiPiPi PEP 羧激酶羧激酶+-+- 己糖激酶己糖激酶 丙酮酸丙酮酸脫氫酶脫氫酶 檸檬酸檸檬酸合成酶合成酶 -酮戊二酸酮戊二酸 脫氫酶脫氫酶激酶激酶ATPADP磷酸化酶磷酸化酶 b無(wú)活性無(wú)活性磷酸化酶磷酸化酶a P有活性有活性磷酸酯酶磷酸酯酶-OHH2OP例：糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾例：糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾共價(jià)修飾共價(jià)修飾酶級(jí)

16、聯(lián)絡(luò)統(tǒng)酶級(jí)聯(lián)絡(luò)統(tǒng)調(diào)控表示圖調(diào)控表示圖意義：由于意義：由于酶的共價(jià)修酶的共價(jià)修飾反響是酶飾反響是酶促反響，只促反響，只需有少量信需有少量信號(hào)分子如號(hào)分子如激素存在，激素存在，即可經(jīng)過(guò)加即可經(jīng)過(guò)加速這種酶促速這種酶促反響，而使反響，而使大量的另一大量的另一種酶發(fā)生化種酶發(fā)生化學(xué)修飾，從學(xué)修飾，從而獲得放大而獲得放大效應(yīng)。這種效應(yīng)。這種調(diào)理方式快調(diào)理方式快速、效率極速、效率極高。高。腎上腺素或腎上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化、腺苷酸環(huán)化酶無(wú)活性酶無(wú)活性腺苷酸環(huán)化酶活性腺苷酸環(huán)化酶活性2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激、蛋白激酶無(wú)活性酶無(wú)活性蛋白激酶活性蛋白激酶活性4、磷酸化酶激、磷

17、酸化酶激酶無(wú)活性酶無(wú)活性磷酸化酶激酶活性磷酸化酶激酶活性5、磷酸化酶、磷酸化酶 b無(wú)活性無(wú)活性磷酸化酶磷酸化酶 a活性活性6、糖、糖原原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液腎上腺素或腎上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456cAMP激活蛋白激活蛋白激酶的作用機(jī)理激酶的作用機(jī)理糖原合成酶和糖原磷酸化酶的調(diào)控糖原合成酶和糖原磷酸化酶的調(diào)控 糖原的分解和合成都是根據(jù)肌體的需求由一系列的調(diào)糖原的分解和合成都是根據(jù)肌體的需求由一系列的調(diào)控機(jī)制進(jìn)展調(diào)控，其限速酶分別為糖原磷酸化酶和糖原控機(jī)制進(jìn)展調(diào)控，其

18、限速酶分別為糖原磷酸化酶和糖原合成酶。它們的活性是受磷酸化或去磷酸化的共價(jià)修飾合成酶。它們的活性是受磷酸化或去磷酸化的共價(jià)修飾的調(diào)理及變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)理。二種酶磷酸化及去磷酸化的的調(diào)理及變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)理。二種酶磷酸化及去磷酸化的方式類似，但其效果相反。方式類似，但其效果相反。糖原合成酶糖原合成酶 a ( 有活性有活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 b ( 無(wú)活性無(wú)活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合成酶糖原合成酶 b ( 無(wú)活性無(wú)活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 a ( 有活性有活性)PP酶酶定定位位的的區(qū)區(qū)域域化化線粒體線粒體:丙酮酸氧化丙酮酸氧化;三羧三羧酸循環(huán)酸循環(huán);-氧化氧化;呼吸鏈呼吸鏈電

19、子傳送電子傳送;氧化磷酸化氧化磷酸化細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì):酵解酵解;磷磷戊糖途徑戊糖途徑;糖原糖原合成合成;脂肪酸合脂肪酸合成成;細(xì)胞核細(xì)胞核:核酸合成核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成;磷脂合成磷脂合成動(dòng)動(dòng)物物細(xì)細(xì)胞胞構(gòu)構(gòu)造造和和代代謝謝途途徑徑1 1、含氮激素作用方式、含氮激素作用方式2 2、甾醇類激素作用方式、甾醇類激素作用方式甾甾醇醇類類激激素素作作用用原原理理表表示示圖圖肽類激素經(jīng)過(guò)肽類激素經(jīng)過(guò)cAMP-蛋白激酶調(diào)理代謝表示圖蛋白激酶調(diào)理代謝表示圖 ATP cATP+PPi內(nèi)在蛋白質(zhì)的磷酸化作用內(nèi)在蛋白質(zhì)的磷酸化作用改動(dòng)細(xì)胞的生理過(guò)程改動(dòng)細(xì)胞的生理過(guò)程細(xì)胞膜細(xì)胞膜細(xì)胞膜細(xì)胞膜cR蛋白

20、激酶無(wú)活性蛋白激酶無(wú)活性c+RcATP蛋白激酶有活性蛋白激酶有活性受體受體環(huán)化酶環(huán)化酶激素激素G蛋白蛋白一、原核和真核基因組一、原核和真核基因組二、原核生物酶合成調(diào)理的遺傳機(jī)制二、原核生物酶合成調(diào)理的遺傳機(jī)制三、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控三、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控 基因基因genegene是指是指DNADNA分子中的最小功分子中的最小功能單位。包括能單位。包括RNA(tRNArRNA(tRNAr、rRNA)rRNA)和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)編碼的構(gòu)造基因及無(wú)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的調(diào)理基因。編碼的構(gòu)造基因及無(wú)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的調(diào)理基因。 基因組基因組genomegenome是指某一特定生物單是指某一特定生物單倍體所含的全體基因

21、。原核細(xì)胞的倍體所含的全體基因。原核細(xì)胞的“染色體染色體DNADNA分子就包含了一個(gè)基因組；而在真核分子就包含了一個(gè)基因組；而在真核細(xì)胞中那么是指一套單倍染色體的的全部細(xì)胞中那么是指一套單倍染色體的的全部基因?；?。原核和真核基因組原核和真核基因組基因基因(gene)概念的開(kāi)展概念的開(kāi)展原核生物基因組的特點(diǎn)原核生物基因組的特點(diǎn)真核生物基因組的特點(diǎn)真核生物基因組的特點(diǎn)1、基因組大，有多個(gè)復(fù)制子；、基因組大，有多個(gè)復(fù)制子；mRNA 為單順?lè)醋樱粸閱雾樂(lè)醋樱?、有大量反復(fù)序列，根據(jù)反復(fù)次數(shù)可分為：、有大量反復(fù)序列，根據(jù)反復(fù)次數(shù)可分為： 單拷貝序列，主要編碼蛋白質(zhì)，數(shù)量多，但含量少單拷貝序列，主要編碼

22、蛋白質(zhì)，數(shù)量多，但含量少 中度反復(fù)序列，可反復(fù)幾十到幾千次，編碼中度反復(fù)序列，可反復(fù)幾十到幾千次，編碼tRNA、rRNA和表達(dá)量大的蛋白質(zhì)和表達(dá)量大的蛋白質(zhì) 高度反復(fù)序列，可反復(fù)幾百萬(wàn)次，不編碼，有高度變高度反復(fù)序列，可反復(fù)幾百萬(wàn)次，不編碼，有高度變異性，可作指紋圖譜分析異性，可作指紋圖譜分析3、有斷裂基因，即基因中有外顯子區(qū)和內(nèi)含子區(qū)，轉(zhuǎn)錄、有斷裂基因，即基因中有外顯子區(qū)和內(nèi)含子區(qū)，轉(zhuǎn)錄后經(jīng)剪切去掉內(nèi)含子后后經(jīng)剪切去掉內(nèi)含子后 才成為可翻譯的才成為可翻譯的mRNA模板或功能模板或功能rRNA。4、DNA上有多數(shù)不編碼序列，在基因表達(dá)調(diào)控中起重要上有多數(shù)不編碼序列，在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用。

23、作用。 支配子支配子原核基因表達(dá)的協(xié)同單位原核基因表達(dá)的協(xié)同單位支配子支配子構(gòu)造基因編碼蛋白質(zhì)，構(gòu)造基因編碼蛋白質(zhì)，S控制部位控制部位支配基因支配基因operator, O啟動(dòng)子啟動(dòng)子premotor, P 酶誘導(dǎo)和阻遏的支配子模型酶誘導(dǎo)和阻遏的支配子模型 合成途徑支配子的衰減作用合成途徑支配子的衰減作用酶酶的的誘誘導(dǎo)導(dǎo)和和阻阻遏遏支支配配子子模模型型B.有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑A.有活性阻遏蛋白有活性阻遏蛋白C.無(wú)活性阻遏蛋白無(wú)活性阻遏蛋白D.無(wú)活性阻遏蛋白加輔阻遏劑無(wú)活性阻遏蛋白加輔阻遏劑支配基因支配基因啟動(dòng)基因啟動(dòng)基因調(diào)理基因調(diào)理基因構(gòu)造基因構(gòu)造基因 阻遏蛋白阻遏蛋白

24、(有活性有活性)阻遏蛋白阻撓支配基因阻遏蛋白阻撓支配基因構(gòu)造基因不表達(dá)構(gòu)造基因不表達(dá)誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起使阻遏蛋白不能起到阻撓支配基因的作用到阻撓支配基因的作用,構(gòu)造基因可以表達(dá)構(gòu)造基因可以表達(dá)酶蛋白酶蛋白mRNANoImage阻遏蛋白不能跟支配基因結(jié)合阻遏蛋白不能跟支配基因結(jié)合, 構(gòu)造基因可以表達(dá)構(gòu)造基因可以表達(dá)阻遏蛋白阻遏蛋白(無(wú)活性無(wú)活性)酶蛋白酶蛋白mRNANoImage代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋從而使阻遏蛋白可以阻撓支配基因白可以阻撓支配基因,構(gòu)造基因不表達(dá)構(gòu)造基因不表達(dá)代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物大大腸腸桿桿菌菌

25、乳乳糖糖操操縱縱子子模模型型調(diào)理調(diào)理基因基因支配支配基因基因乳糖構(gòu)造基因乳糖構(gòu)造基因PLacZLacYLacamRNA 阻遏蛋白阻遏蛋白有活性有活性基基 因因 關(guān)關(guān) 閉閉啟啟動(dòng)動(dòng)子子ORPLacZLacYLaca調(diào)理調(diào)理基因基因支配支配基因基因乳糖構(gòu)造基因乳糖構(gòu)造基因啟啟動(dòng)動(dòng)子子ORNoImagemRNAZmRNAYmRNAa 阻遏蛋白阻遏蛋白無(wú)活性無(wú)活性 基基 因因 表表達(dá)達(dá)mRNAA、乳糖支配子的構(gòu)造、乳糖支配子的構(gòu)造B、乳糖酶的誘導(dǎo)、乳糖酶的誘導(dǎo) 乳糖乳糖 阻遏蛋白阻遏蛋白有活性有活性乳糖支配子的降解物阻遏乳糖支配子的降解物阻遏RLacZLacYLacamRNANoImagemRNAZm

26、RNAYmRNAa基基 因因 表表達(dá)達(dá)CAP基因基因構(gòu)造基因構(gòu)造基因TCGP(CAP)OCAP結(jié)結(jié)合部位合部位 RNA聚合酶聚合酶TcAMP -CAPP葡萄糖葡萄糖分解代分解代謝產(chǎn)物謝產(chǎn)物腺苷酸腺苷酸環(huán)化酶環(huán)化酶磷酸二磷酸二酯酶酯酶ATPcAMP5-AMP抑制抑制激活激活葡萄糖降解物與葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系的關(guān)系cAMP CGP：降解物基因活化蛋白：降解物基因活化蛋白catabolic gene activation protein CAP：環(huán)腺苷酸受體蛋白：環(huán)腺苷酸受體蛋白cycilic AMP receptor protein降低降低cAMP濃度濃度使使CAP呈失活形狀呈失活形狀大腸桿菌色氨酸支配子的衰減作用的能夠機(jī)制大腸桿菌色氨酸支配子的衰減作用的能夠機(jī)制Trp密碼子密碼子111232233444核糖體核糖體核糖體核糖體轉(zhuǎn)錄繼續(xù)轉(zhuǎn)錄繼續(xù)轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止C.高濃度色氨酸使核高濃度色氨酸使核糖體到達(dá)糖體到達(dá)2部位，部位， 3與與4 堿基配對(duì)，轉(zhuǎn)錄堿基配對(duì)，轉(zhuǎn)錄終止。終止。A.游離游離mRNA中中1與與2以及以及3與與4堿基配對(duì)。堿基配對(duì)。B.低濃度色氨酸使核低濃度色氨酸使核糖體停留在糖體停留在1部位，部位，轉(zhuǎn)錄得以完成。轉(zhuǎn)錄得以完成。真核生物基因表達(dá)調(diào)控真核生物基因表達(dá)調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體蛋白質(zhì)前體mRNA降解物降解物活性蛋白質(zhì)活性蛋白