南京大學(xué)分子生物學(xué)第20講

1、二、 trp衰減子的作用機(jī)制（一）trp mRNA的前導(dǎo)序列的結(jié)構(gòu)（圖823）（二）衰減子的作用機(jī)制1，trp mRNA前導(dǎo)序列的二級(jí)結(jié)構(gòu)（圖824）2， trp mRNA前導(dǎo)序列轉(zhuǎn)錄與翻譯的時(shí)空關(guān)系13，Trp對(duì)衰減子作用的影響（圖825）（1）Trp存在時(shí)（圖825，a）（2）Trp（或Arg）饑餓時(shí)（圖825，b）（3）其他Aa（如Gly）饑餓時(shí)（圖825，c）4，Trp衰減子模型的實(shí)驗(yàn)證據(jù)2三、衰減子的普遍性及其生物學(xué)意義1，普遍性（1）結(jié)構(gòu)共性（2）作用機(jī)制共性2，衰減子的作用機(jī)制可被看作是一種可阻遏的正調(diào)控33，衰減子調(diào)控的生物學(xué)意義（1）調(diào)控更為靈敏（2）對(duì)代謝產(chǎn)物的反應(yīng)更為直接

2、（3）調(diào)控更為精細(xì)4四、負(fù)責(zé)核苷酸合成的基因的衰減子（一）天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶操縱元（pyr BI操縱元）前導(dǎo)序列結(jié)構(gòu)（二）pyr BI操縱元衰減子作用的機(jī)制（圖826）1， UTP含量較低時(shí)2，UTP充足時(shí)5第七節(jié) 翻譯水平的調(diào)控一、反義RNA的調(diào)控作用（一）micRNA （mRNA -interfering complementary RNA）及其作用位點(diǎn)1，micRNA2，micRNA的作用位點(diǎn)63，反義RNA的作用方式（1）與mRNA的核糖體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，使翻譯不能起始（2）與mRNA結(jié)合形成雙鏈結(jié)構(gòu)，成為核酸內(nèi)切酶的底物，從而使mRNA不穩(wěn)定（3）與轉(zhuǎn)錄物結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄提前終止7（二）

3、大腸桿菌外膜蛋白基因表達(dá)中micRNA的作用1，滲透壓對(duì)ompC，ompF基因表達(dá)的影響2，micF RNA對(duì)ompF基因表達(dá)的調(diào)控8（三）噬菌體C蛋白對(duì)晚期基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制1，PaQ及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2，PaQ對(duì)Q基因表達(dá)的調(diào)控（1）抑制Q基因mRNA的翻譯（2）由于PaQ的轉(zhuǎn)錄活性很高，可以抑制PR的轉(zhuǎn)錄，使Q基因的mRNA轉(zhuǎn)錄減少（3） PaQ的作用的證據(jù)9（四）反義RNA的應(yīng)用1，研究應(yīng)用2，臨床應(yīng)用10二、mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)的影響（一） mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)自身翻譯的影響1，單鏈?zhǔn)删wMS2家族噬菌體基因的表達(dá)產(chǎn)物（圖8-29）11（1） A基因：編碼附著蛋白（2）CP基因：編碼衣

4、殼蛋白（3） rep基因：編碼復(fù)制酶（4）溶菌基因：裂解蛋白122，R17噬菌體mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)翻譯的影響（1） R17正鏈RNA的特點(diǎn)（2）基因的翻譯的過(guò)程13（3） R17正鏈RNA復(fù)制過(guò)程中的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)翻譯的影響A，R17正鏈RNA的復(fù)制B， R17正鏈RNA的復(fù)制時(shí)A基因的翻譯（圖8-30）14（二） mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)自身壽命的影響1，影響mRNA降解速度的因素（1）mRNA降解不是內(nèi)切酶隨機(jī)切割的結(jié)果（2）核糖體對(duì)mRNA壽命無(wú)重要影響（3）mRNA末端二級(jí)結(jié)構(gòu)的作用152，mRNA中二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)int基因壽命的影響（1）溶菌周期的int基因表達(dá)產(chǎn)物N蛋白的作用使RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄出

5、含int基因的產(chǎn)物L(fēng)2L2轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)（圖8-31）sib位點(diǎn)返回調(diào)控16（2）溶原周期的int基因表達(dá)（3）從溶原生長(zhǎng)向溶菌生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變時(shí)int基因的表達(dá)173，S12-引發(fā)酶-亞基操縱元mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)基因壽命的影響（圖8-18）（1） S12-引發(fā)酶-亞基操縱元結(jié)構(gòu)（P304）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的降解：先由RNA內(nèi)切酶在引發(fā)酶和亞基之間切斷，然后由外切酶從3末端發(fā)生降解18（2）引發(fā)酶部分mRNA的降解降解最快（3） S21基因和亞基編碼區(qū)的mRNA的降解均有發(fā)夾結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定S21基因的mRNA還具衰減子結(jié)構(gòu)，更為穩(wěn)定19三、蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控控制自身mRNA的可翻譯性的蛋白質(zhì)：多數(shù)為核酸結(jié)合蛋

6、白質(zhì)，或是與核酸相互作用的蛋白質(zhì)201， RF2對(duì)自身mRNA翻譯的控制（1）RF2 mRNA結(jié)構(gòu)編碼340個(gè)Aa有兩個(gè)ORF：ORF0（編碼25個(gè)Aa，終止密碼UGA）和ORF1（編碼315個(gè)Aa，終止密碼UAA）21（2）RF2mRNA的翻譯RF2充足時(shí)：核糖體翻譯完ORF1在UGA處肽鏈合成終止RF2缺乏時(shí)：核糖體到達(dá)UGA時(shí)不能釋放，發(fā)生一個(gè)堿基的移框，繼續(xù)合成下游的315個(gè)Aa。RF1促進(jìn)核糖體在UAA的釋放22(3)移框窗口必需保留15個(gè)核苷酸，才能保證30%以上的移框效率窗口內(nèi)部SD序列對(duì)移框有重要作用232，核糖體蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控（1） E coli基因表達(dá)機(jī)構(gòu)的蛋白質(zhì)及其

7、基因的操縱元A，蛋白質(zhì)種類有70余種：核糖體蛋白質(zhì)（50多種），輔助蛋白質(zhì)，RNA聚合酶的亞基和輔因子B，操縱元數(shù)目：六個(gè)24C，操縱元中不同基因表達(dá)的差異性核糖體蛋白質(zhì)：絕大多數(shù)一個(gè)核糖體一個(gè)（L7L12有4個(gè)）EFTu：每個(gè)細(xì)胞中是核糖體數(shù)的10倍RNA聚合酶的亞基：比核糖體少25（2）核糖體蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控A，有自體調(diào)控作用的核糖體蛋白的特點(diǎn)在核糖體中直接與rRNA結(jié)合能與rRNA的結(jié)合（親和力較高），也可與mRNA結(jié)合（親和力較低），兩種結(jié)合序列有很大的同源性，并有相似的二級(jí)結(jié)構(gòu)26B，核糖體蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控作用（圖833）當(dāng)細(xì)胞中有游離rRNA時(shí)，與rRNA結(jié)合，參與核糖體裝

8、配當(dāng)細(xì)胞中無(wú)游離rRNA時(shí)，與mRNA結(jié)合（位點(diǎn)包含或靠近S-D序列），影響蛋白質(zhì)的翻譯，實(shí)現(xiàn)自體負(fù)調(diào)控27C，同一個(gè)操縱元中不同基因的表達(dá)調(diào)控?zé)o獨(dú)立的S-D序列的基因：連在一起，受共同的調(diào)控蛋白控制有獨(dú)立的S-D序列的基因：不受調(diào)控蛋白控制28例子：L11操縱元中，L1基因的mRNA無(wú)S-D序列， 與L11基因連在一起，兩者的翻譯均受L1蛋白質(zhì)的負(fù)調(diào)控29四、嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)（一）嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)1，定義細(xì)菌對(duì)不良的營(yíng)養(yǎng)條件所產(chǎn)生的一系列反應(yīng)2，生理變化RNA、核苷酸、碳水化合物、脂類合成速度下降；蛋白質(zhì)降解速度加快；30（二）嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)的觸發(fā)器及報(bào)警信號(hào)1，觸發(fā)器位于核糖體A位無(wú)活性的氨?；?tRNA（可由

9、氨基酸缺乏或氨?；?tRNA合成酶的失活引起）312，報(bào)警信號(hào)空轉(zhuǎn)反應(yīng)：無(wú)負(fù)載的氨酰基-tRNA造成GTP消耗的同時(shí)不合成新的肽鍵空轉(zhuǎn)反應(yīng)的后果：發(fā)出報(bào)警信號(hào) PPGPP （魔斑I ）， PPPGPP魔斑32其他報(bào)警信號(hào)：APPPPA，在原核細(xì)胞tRNA缺乏或真核細(xì)胞復(fù)制停頓時(shí)產(chǎn)生333，嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)相關(guān)的基因relA基因：編碼嚴(yán)謹(jǐn)因子L11：核糖體50S亞基組分tRNA 的TC環(huán)4，報(bào)警信號(hào)的作用機(jī)制不詳34第八節(jié) DNA序列重排對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控一、沙門氏菌的相（phase)1，細(xì)菌的相與鞭毛蛋白的關(guān)系I相：H1基因編碼H1型鞭毛蛋白，細(xì)菌處于I相II相：H2基因編碼H2型鞭毛蛋白，細(xì)菌處于II

10、相352，相變細(xì)菌分裂時(shí)，以1/1000的頻率產(chǎn)生另一相的后代二、決定沙門氏菌相的因素1，H1，H2基因的位置位于染色體的不同區(qū)域362，H2rh1轉(zhuǎn)錄單元的作用（圖836）（1）H2rh1轉(zhuǎn)錄單元H2基因與rh1基因緊密連鎖（2）rh1基因產(chǎn)物H1基因的阻遏蛋白（3）H2rh1轉(zhuǎn)錄單元的表達(dá)對(duì)相的影響細(xì)菌處于II相，H1基因表達(dá)被阻遏373， H2rh1轉(zhuǎn)錄單元的表達(dá)調(diào)控（圖837）（1） 995bp的可倒位序列位于H2rh1轉(zhuǎn)錄單元的上游兩端有14個(gè)堿基的倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列末端有啟動(dòng)子38（2） hin基因產(chǎn)物的功能催化995bpDNA的倒位，當(dāng)啟動(dòng)子朝向H2基因時(shí)， H2rh1轉(zhuǎn)錄單元表達(dá)39三、相變的生物學(xué)意義逃脫寄主的免疫攻擊40第九章 真核生物基因表達(dá)的調(diào)控41第一節(jié)概述一、真核生物基因調(diào)控的特點(diǎn)1，基因及染色體DNA的特點(diǎn)基因數(shù)目多，多數(shù)基因有內(nèi)元DNA非編碼序列占基因組的90%以上DNA和多種成分組成染色體結(jié)構(gòu)422，真核生物基因表達(dá)有多層次的調(diào)控（1）DNA水平的調(diào)控基因拷貝數(shù)改變和基因重排（2）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控43（2）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控大多數(shù)mRNA要經(jīng)過(guò)拼接加工存在細(xì)胞核膜，基因轉(zhuǎn)錄和翻譯不耦聯(lián)（3）翻譯水平的調(diào)控443，基因表達(dá)隨細(xì)胞類型、發(fā)育階段和環(huán)境的變