基因的表達與調(diào)控上詳解演示文稿

基因的表達與調(diào)控上詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點優(yōu)選基因的表達與調(diào)控上目前二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

組成性表達(constitutiveexpression)

適應性表達(adaptiveexpression）二、基因表達的方式目前三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

1、組成型表達：

指不大受環(huán)境變動而變化的一類基因表達。某些基因在一個個體的幾乎所有細胞中持續(xù)表達，通常被稱為管家基因(housekeepinggene)。無論表達水平高低，管家基因較少受環(huán)境因素影響，而是在個體各個生長階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達，或變化很小。區(qū)別于其他基因，這類基因表達被視為組成型表達(constitutiveexpression)。目前四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

2、適應性表達指環(huán)境的變化容易使其表達水平變動的一類基因表達。應環(huán)境條件變化基因表達水平增高的現(xiàn)象稱為誘導(induction)，這類基因被稱為可誘導的基因(induciblegene)；相反，隨環(huán)境條件變化而基因表達水平降低的現(xiàn)象稱為阻遏(repression)，相應的基因被稱為可阻遏的基因(repressiblegene)。在一定機制控制下，功能上相關的一組基因，無論其為何種表達方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達，即為協(xié)調(diào)表達(coordinateexpression)，這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)。目前五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點三、基因表達的規(guī)律

——時間性和空間性1、時間特異性（temporalspecificity）按功能需要，某一特定基因的表達嚴格按特定的時間順序發(fā)生，稱之為基因表達的時間特異性。多細胞生物基因表達的時間特異性又稱階段特異性(stagespecificity)。

目前六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點2、空間特異性(spatialspecificity)基因表達伴隨時間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實際上是由細胞在器官的分布決定的，所以空間特異性又稱細胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。在個體生長全過程，某種基因產(chǎn)物在個體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達的空間特異性。目前七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點四、基因表達調(diào)控的生物學意義適應環(huán)境、維持生長和增殖（原核、真核）

維持個體發(fā)育與分化（真核）目前八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點五、基因表達調(diào)控的層次轉(zhuǎn)錄水平基因結(jié)構(gòu)活化轉(zhuǎn)錄起始（基因表達基本控制點）轉(zhuǎn)錄后水平轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運翻譯水平翻譯調(diào)控翻譯后加工蛋白質(zhì)降解目前九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點六、轉(zhuǎn)錄水平----基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素

（一）特異DNA序列（二）調(diào)節(jié)蛋白（三）RNA聚合酶目前十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點原核生物的特異DNA序列

原核生物基因表達與調(diào)控是通過操縱子機制來實現(xiàn)的。操縱子

是由功能上相關聯(lián)的多個編碼序列（結(jié)構(gòu)基因）及其上游的調(diào)控序列成簇串聯(lián)在一起構(gòu)成的一個轉(zhuǎn)錄協(xié)調(diào)單位。調(diào)控序列包括操縱序列(O)、啟動序列(P)和調(diào)節(jié)基因(I/R)等組件。

（一）特異DNA序列目前十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

操縱子調(diào)節(jié)基因啟動序列操縱序列編碼序列（結(jié)構(gòu)基因）

表達

轉(zhuǎn)錄ICAPPOZYA阻遏蛋白結(jié)合部位RNA聚合酶結(jié)合部位啟動序列（P）：其中的-35區(qū)-10區(qū)是RNA聚合酶識別并結(jié)合的部位。多順反子mRNA阻遏蛋白（負性調(diào)節(jié)）

（正性調(diào)節(jié)）多種蛋白質(zhì)目前十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點真核生物的特異DNA序列

真核生物基因組中含有可以調(diào)控自身基因表達的特異DNA序列，稱為順式作用元件。

順式作用元件能夠被各種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白特異識別和結(jié)合，從而影響基因表達活性。啟動子順式作用元件又分增強子沉默子目前十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點1)順式作用元件(cis-actingelement)——可影響自身基因表達活性的DNA序列BADNA編碼序列轉(zhuǎn)錄起始點不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點。目前十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點（二）調(diào)節(jié)蛋白原核生物的調(diào)節(jié)蛋白（3類）特異因子

決定RNA聚合酶對啟動序列的特異識別和結(jié)合能力；

(如，RNA聚合酶的因子)阻遏蛋白

通過與操縱序列結(jié)合，阻遏基因轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮負性調(diào)控作用；（由調(diào)節(jié)基因表達的阻遏蛋白）激活蛋白

與啟動子上游DNA序列結(jié)合，促進RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄活性，發(fā)揮正性調(diào)控作用。(如，CAP—分解代謝物基因活化蛋白)目前十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點2.真核生物的調(diào)節(jié)蛋白

反式作用因子

能直接或間接與順式作用元件相互作用，進而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的一類調(diào)節(jié)蛋白，統(tǒng)稱為反式（作用）因子。(trans-actingfactor)

按其功能不同，常有以下三類：

基本轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子共調(diào)節(jié)因子目前十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點（1）基本轉(zhuǎn)錄因子（TF）是指能夠在啟動子部位與核心序列TATA盒和RNAPolⅡ結(jié)合，形成轉(zhuǎn)錄前起始復合物（PIC）的一類調(diào)節(jié)蛋白，以起動轉(zhuǎn)錄。與RNA聚合酶(RNAPolⅡ)結(jié)合的(基本)轉(zhuǎn)錄因子有：TFⅡA，TFⅡB，TFⅡD，TFⅡE，TFⅡF，TFⅡH,TFⅡJ等。

首先由TFⅡD與啟動子TATA盒結(jié)合，然后按一定的時空順序依次結(jié)合RNAPolⅡ和其它轉(zhuǎn)錄因子，形成PIC。目前十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點(2)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子

這類調(diào)節(jié)蛋白能識別并結(jié)合轉(zhuǎn)錄起始點上游的調(diào)控序列或遠端的增強子元件，通過蛋白質(zhì)-DNA相互作用而影響轉(zhuǎn)錄活性。起激活轉(zhuǎn)錄作用——轉(zhuǎn)錄激活因子；起阻遏轉(zhuǎn)錄作用——轉(zhuǎn)錄阻遏因子。（3）共調(diào)節(jié)因子另有一類與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子發(fā)生蛋白－蛋白相互作用，進而影響它們的分子構(gòu)象，影響轉(zhuǎn)錄活性，稱共調(diào)節(jié)因子。如果與轉(zhuǎn)錄激活因子有協(xié)同作用——共激活因子；與轉(zhuǎn)錄阻遏因子有協(xié)同作用——共阻遏因子。目前十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.1原核基因表達調(diào)控總論7.1.1原核基因表達調(diào)控的類型與特點1、根據(jù)操縱子對調(diào)節(jié)蛋白(阻遏蛋白或激活蛋白)的應答，正轉(zhuǎn)錄調(diào)控負轉(zhuǎn)錄調(diào)控調(diào)節(jié)基因RNA調(diào)節(jié)蛋白目前十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因激活蛋白正轉(zhuǎn)錄調(diào)控正轉(zhuǎn)錄調(diào)控如果在沒有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時基因是關閉的，加入這種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因活性就被開啟，這樣的調(diào)控正轉(zhuǎn)錄調(diào)控。目前二十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白負轉(zhuǎn)錄調(diào)控負轉(zhuǎn)錄調(diào)控在沒有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時基因是表達的，加入這種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因表達活性便被關閉，這樣的調(diào)控負轉(zhuǎn)錄調(diào)控。目前二十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

根據(jù)輔因子(小分子)結(jié)合后調(diào)控效果，可分：

開啟調(diào)控系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄活性——誘導關閉調(diào)控系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄活性——阻遏操縱子調(diào)控系統(tǒng)的基本類型可誘導負控制系統(tǒng)可誘導正控制系統(tǒng)可阻遏負控制系統(tǒng)可阻遏正控制系統(tǒng)目前二十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前二十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點幾個概念：誘導物(inducer)：指當作用于細胞群體時,通過誘導機制、能增加特定基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量的一種化學因子或物理因子,輔阻遏物(corepressor)：一種能與阻遏蛋白形成功能阻遏物，而使合成代謝的操縱子受到阻遏的代謝終產(chǎn)物。

目前二十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點正調(diào)控與負調(diào)控并非互相排斥的兩種機制，而是生物體適應環(huán)境的需要，有的系統(tǒng)既有正調(diào)控又有負調(diào)控；

原核生物以負調(diào)控為主，真核生物以正調(diào)控為主；

降解代謝途徑中既有正調(diào)控又有負調(diào)控；合成代謝途徑中一般以負調(diào)控來控制產(chǎn)物自身的合成。

目前二十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點可誘導調(diào)節(jié)可阻遏調(diào)節(jié)7.1.2原核基因表達調(diào)控的主要特點7.1.3弱化子對基因活性的影響7.1.4降解物對基因活性的影響7.1.5細菌的應急反應目前二十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點1、DiscoveryofOperon

1961年,F.Jacob&J.Monod提出,此后不斷完善。獲1965年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎1940年，Monod發(fā)現(xiàn)：細菌在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上生長時，細菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳糖；在糖源轉(zhuǎn)變期，細菌的生長會出現(xiàn)停頓。即產(chǎn)生細胞中存在兩種酶，即組成酶與誘導酶1947年，報告：“酶的適應現(xiàn)象及其在細胞分化中的意義”FrancisJacob

JacquesMonod

7.2乳糖操縱子與負控誘導系統(tǒng)目前二十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點1951年，Monod與Jacob合作，發(fā)現(xiàn)兩對基因：Z基因：與合成β-半乳糖苷酶有關；I基因：決定細胞對誘導物的反應。Szilard：I基因決定阻遏物的合成，當阻遏物存在時，酶無法合成，只有有誘導物存在，才能去掉該阻遏物。

Jacob：結(jié)構(gòu)基因旁有開關基因（操縱基因），阻遏物通過與開關基因的結(jié)合，控制結(jié)構(gòu)基因的表達。目前二十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點操縱子是一種完整的具有特定功能的細菌基因表達和調(diào)節(jié)的單位，包括調(diào)節(jié)基因，操縱位點，結(jié)構(gòu)基因，組成一個控制單元。結(jié)構(gòu)基因：產(chǎn)生mRNA,合成蛋白質(zhì)操縱位點operator：啟動子結(jié)合位點調(diào)節(jié)基因：產(chǎn)生調(diào)節(jié)蛋白（與操縱位點結(jié)合）→結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄誘導物存在時，可與阻遏蛋白結(jié)合→結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄2、操縱子的定義目前二十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.2.1酶的誘導——lac體系受調(diào)控的證據(jù)目前三十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點細菌對乳糖的利用及其相關的酶:

乳糖(在通透酶作用下進入細菌）

β-半乳糖苷酶

別構(gòu)乳糖

β-半乳糖苷酶

葡萄糖+半乳糖

β-半乳糖苷乙酰基轉(zhuǎn)移酶目前三十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點1)lac操縱子的本底水平(basallevel)表達有兩個矛盾是操縱子理論所不能解釋的：①誘導物需要穿過細胞膜才能與阻遏物結(jié)合，而轉(zhuǎn)運誘導物需要透過酶，后者的合成有需要誘導。②真正的誘導物是異構(gòu)乳糖而非乳糖，前者是在β-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的，因此，需要有β-半乳糖甘酶的預先存在。一些誘導物可以在透過酶不存在時進入細胞？一些透過酶可以在沒有誘導物的情況下合成？解釋：本底水平的組成型合成：非誘導狀態(tài)下有少量的lacmRNA合成。目前三十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點分解底物的酶只有在底物存在時才出現(xiàn)！無乳糖時，幾個b-gal/cell

加入乳糖時，5000個

乳糖的誘導作用是由酶前體轉(zhuǎn)化而來，還是誘導新酶合成？培養(yǎng)基（35S-aa,無乳糖）→E.coli繁殖→培養(yǎng)基（無35S-aa,加入乳糖）→β-gal(無35S)目前三十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點大腸桿菌對乳糖的反應

培養(yǎng)基：甘油按照lac操縱子本底水平的表達，每個細胞內(nèi)有幾個分子的β-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷透過酶；培養(yǎng)基：加入乳糖少量乳糖透過酶進入細胞β-半乳糖苷酶異構(gòu)乳糖誘導物誘導lacmRNA的生物合成大量乳糖進入細胞多數(shù)被降解為葡萄糖和半乳糖（碳源和能源）異構(gòu)乳糖目前三十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點乙?；D(zhuǎn)移酶半乳糖苷透性酶?-半乳糖苷酶操縱位點調(diào)節(jié)基因7.2.2lacOperon的模型及其影響因子目前三十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點Z編碼β-半乳糖苷酶：將乳糖水解成葡萄糖和半乳糖Y編碼β-半乳糖苷透過酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透過大腸桿菌細胞壁和原生質(zhì)膜進入細胞內(nèi)。A編碼β-半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶：乙酰輔酶A上的乙?；D(zhuǎn)到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。目前三十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時阻遏蛋白的調(diào)節(jié)阻遏基因1.乳糖操縱子調(diào)控模型目前三十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時IDNAZYAOPpol啟動轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖別構(gòu)乳糖β-半乳糖苷酶目前三十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點（1）mRNA分子的啟動子緊接著O區(qū)，而位于I與O之間的啟動子區(qū)(P)，不能單獨起動合成β-半乳糖苷酶和透過酶的生理過程。2.乳糖操縱子調(diào)控機制阻遏物lacI基因產(chǎn)物及功能

lac操縱子阻遏物mRNA是由弱啟動子控制下組成型合成的，每個細胞中有5-10個阻遏物分子。當I基因由弱啟動子突變成強啟動子，細胞內(nèi)就不可能產(chǎn)生足夠的誘導物來克服阻遏狀態(tài)，整個lac操縱子在這些突變體中就不可誘導。目前三十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點RNA聚合酶結(jié)合部位阻遏物結(jié)合部位（2）操縱基因是DNA上的一小段序列（僅為26bp），是阻遏物的結(jié)合位點。目前四十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點操縱位點的回文序列目前四十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點（3）當阻遏物與操縱基因結(jié)合時，lacmRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到抑制。

目前四十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點（4）誘導物通過與阻遏物結(jié)合，改變它的三維構(gòu)象，使之不能與操縱基因結(jié)合，從而激發(fā)lacmRNA的合成。當有誘導物存在時，操縱基因區(qū)沒有被阻遏物占據(jù)，所以啟動子能夠順利起始mRNA的合成。目前四十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點阻遏蛋白單體的結(jié)構(gòu)阻遏蛋白單體的三級結(jié)構(gòu)目前四十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前四十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點乳糖（5）誘導物不是乳糖乳糖代謝生成lac誘導物Allolctose異構(gòu)乳糖別構(gòu)乳糖β-半乳糖苷酶目前四十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點IPTG，異丙基-β–D-硫代半乳糖苷TMG，巰甲基半乳糖苷ONPG,O-硝基半乳糖苷在研究誘導作用時，很少使用乳糖安慰誘導物(gratuitousinducer)：如果某種物質(zhì)能夠促使細菌產(chǎn)生酶而本身又不被分解，這種物質(zhì)被稱為安慰誘導物，如:目前四十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前四十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點α-complementation

lacZ△M15基因是缺失了編碼β-半乳糖苷酶中第11-41個氨基酸的lacZ基因，無酶學活性。對于只編碼N-端140個氨基酸的lacZ基因（稱為lacZ'），其產(chǎn)物也沒有酶學活性。但這兩個無酶學活性的產(chǎn)物混合在一起時，可恢復

β-半乳糖苷酶的活性，實現(xiàn)基因內(nèi)互補。在lacZ'

編碼區(qū)上游插入一小段DNA片段（如51個堿基對的多克隆位點），不影響β-半乳糖苷酶的功能內(nèi)互補。但是，若在該DNA小片段中再插入一個片段，將幾乎不可避免地導致產(chǎn)生無α-互補能力的β-半乳糖苷酶片段。利用這一互補性質(zhì)，可用于篩選在載體上插入了外源片段的重組質(zhì)粒。在相應的載體系統(tǒng)中，lacZ△M15放在F質(zhì)粒上,隨宿主傳代；lacZ'放在載體上,作為篩選標記。XL1-Blue菌株基因型：endA1gyrA96(nalR)thi-1recA1relA1lacglnV44F‘[Tn10proAB+lacIqΔ(lacZ)M15]hsdR17(rK-mK+)目前四十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點+glucose-glucoseTime(hr)Unitsofb-galactosidase+lactoseGlucoseadded（6）葡萄糖對lac操縱子的影響

代謝物阻遏效應實驗，在Lac＋Glu培養(yǎng)基上

E.coli只利用G，只有G

耗盡時，才會利用lac葡萄糖抑制lacmRNA的轉(zhuǎn)錄：可阻止誘導物引起的阻遏物失活效應，僅去掉阻遏物并不能啟動lac基因表達,有其它因素參與分解代謝阻遏(cataboliterepression)目前五十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點只有當以乳糖為唯一碳源時，β-半乳糖苷酶的合成才增加。但是在以乳糖和葡萄糖為碳源時，如果加入cAMP，β-半乳糖苷酶的合成速率也會大大提高，可達到只用乳糖為碳源時的水平。這說明，cell內(nèi)cAMP的濃度能影響到β-半乳糖苷酶的合成速率。葡萄糖對lac操縱子表達的抑制是間接的目前五十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點ATP腺甘酸環(huán)化酶cAMP（環(huán)腺甘酸）

大腸桿菌中：無葡萄糖，cAMP濃度高；有葡萄糖，cAMP濃度低cAMP（環(huán)化腺苷一磷酸，cyclicAMP）1965年，B.Magasonik發(fā)現(xiàn)在大腸桿菌中也含有cAMP，而且菌株內(nèi)cAMP的含量常隨細胞的生理狀態(tài)發(fā)生變化，即當細胞處于碳源饑餓條件下，cAMP水平顯著提高，反之．在細胞生長的培養(yǎng)基中含有大量葡萄糖時，cAMP水平明顯降低；目前五十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點腺苷環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶位于細胞膜上，其活性與葡萄糖運輸?shù)拿赣嘘P，因此cAMP調(diào)控乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等其他糖類代謝有關的酶。目前五十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前五十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

葡萄糖的降解是通過cAMP與CAP結(jié)合起作用。

CAP,cataboliteactivatorprotein，由crp編碼CRP,catabolitereceptorprotein代謝物激活蛋白（CAP）/環(huán)腺甘酸受體蛋白（CRP）CAP激活轉(zhuǎn)錄?（1）可能直接和RNAPol相互作用；

（2）作用于DNA，改變其結(jié)構(gòu)，從而幫助RNAPol結(jié)合。目前五十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點CAP結(jié)合位點CAP為二聚體，45KD，被cAMP激活結(jié)合位點～22bpI-70~-50II-50~-40目前五十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點CAP的結(jié)合對DNA構(gòu)型的影響DNA彎曲彎曲點位于CAP結(jié)合位點二重對稱的中心彎曲使CAP能與啟動子上的RNApol接觸目前五十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時促進轉(zhuǎn)錄有葡萄糖，cAMP濃度低時不促進轉(zhuǎn)錄ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP的正調(diào)控目前五十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點當阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，CAP對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用如無CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性。cAMP—CAP復合物與啟動子區(qū)的結(jié)合是轉(zhuǎn)錄起始所必需的。協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)葡萄糖對lac

操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

單純?nèi)樘谴嬖跁r，細菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時，細菌首先利用葡萄糖。目前五十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點ZYAOPDNA

調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點啟動序列操縱序列

結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：通透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶cAMP—CAP復合物目前六十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點ThelacOperon:

WhenGlucoseIsPresentButNotLactoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRNAPol.RepressorRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveComeon,letmethroughNowayJose!CAP目前六十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點TheLacOperon:

WhenGlucoseAndLactoseArePresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveCAPLacRepressorRepressorXRNAPol.RNAPol.Great,Icantranscribe!Sometranscriptionoccurs,butataslowrateThislactosehasbentmeoutofshape目前六十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點ThelacOperon:

WhenLactoseIsPresentButNotGlucoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveCAPcAMPLacRepressorRepressorXThislactosehasbentmeoutofshapeCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RNAPol.Yipee…!目前六十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點TheLacOperon:

WhenNeitherLactoseNorGlucoseIsPresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingCAPcAMPCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveRepressorSTOPRighttherePolymeraseAlright,I’mofftotheraces...Comeon,letmethrough!目前六十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點SummaryoflacoperonregulationGlucosecAMPLactoseTranscriptionoflacmRNAHighLowPresentlowrateofexpressionHighLowAbsentessentiallynoneLowHighAbsentessentiallynoneLowHighPresenthighrateofexpression目前六十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點lacoperon的其它問題lacoperon的功能是在正負兩個調(diào)控體系的協(xié)調(diào)作用(coordinateregulation)下實現(xiàn)的。阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，CAP不發(fā)揮作用；如沒有CAP加強轉(zhuǎn)錄，即使阻遏蛋白從P上解聚仍無轉(zhuǎn)錄活性CAP組成型合成，所以cAMP－CAP復合物取決于cAMP含量腺苷酸環(huán)化酶位于細胞膜上，其活性與葡萄糖運輸?shù)拿赣嘘P，因此cAMP－CAP調(diào)控乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等糖類代謝有關的酶降解物敏感型操縱子：只要有葡萄糖存在，這些操縱子就不表達目前六十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點2.A基因及其生理功能編碼b-半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶，使半乳糖苷乙?；?。該酶不參與乳糖代謝！生理意義：在細胞中有許多能被半乳糖苷酶降解的半乳糖苷類物質(zhì)，其分解產(chǎn)物不能進一步代謝，積累，抑制細胞生長。半乳糖苷乙酰化后，即無毒.所以lacA雖不在乳糖降解中起作用，但可抑制有害物質(zhì)的積累3.lac基因產(chǎn)物數(shù)量，1：0.5：0.2

不同酶的數(shù)量差異,是由于在翻譯水平上的調(diào)節(jié).方式有二：核糖體脫離；多順反子的差別性翻譯

內(nèi)切酶作用:在lacmRNA分子內(nèi)部，a基因比z基因更易受內(nèi)切酶作用目前六十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點總結(jié)---乳糖操縱子的作用機制1、乳糖操縱子的組成：大腸桿菌乳糖操縱子含Z、Y、A三個結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶，此外還有一個操縱序列O，一個啟動子P和一個調(diào)節(jié)基因I。2、阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)：沒有乳糖存在時，I基因編碼的阻遏蛋白結(jié)合于操縱序列O處，乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài)，不能合成分解乳糖的三種酶；有乳糖存在時，乳糖作為誘導物誘導阻遏蛋白變構(gòu)，不能結(jié)合于操縱序列，乳糖操縱子被誘導開放合成分解乳糖的三種酶。所以，乳糖操縱子的這種調(diào)控機制為可誘導的負調(diào)控。目前六十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點3、CAP的正調(diào)節(jié)：在啟動子上游有CAP結(jié)合位點，當大腸桿菌從以葡萄糖為碳源的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀樘菫樘荚吹沫h(huán)境時，cAMP濃度升高，與CAP結(jié)合，使CAP發(fā)生變構(gòu)，CAP結(jié)合于乳糖操縱子啟動序列附近的CAP結(jié)合位點，激活RNA聚合酶活性，促進結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合于操縱子后促進結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，對乳糖操縱子實行正調(diào)控，加速合成分解乳糖的三種酶。4、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)：乳糖操縱子中的I基因編碼的阻遏蛋白的負調(diào)控與CAP的正調(diào)控兩種機制，互相協(xié)調(diào)、互相制約?？偨Y(jié)---乳糖操縱子的作用機制目前六十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.4其他操縱子

GalactoseOperon

ArabinoseOperon目前七十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點半乳糖操縱子大腸桿菌半乳糖操縱子(galactoseoperon)包括3個結(jié)構(gòu)基因：

異構(gòu)酶(UDP-galactose-4epimerase,galE)，半乳糖-磷酸尿嘧啶核苷轉(zhuǎn)移酶(galactosetransferase,galT)半乳糖激酶(galactosekinase,galk)。

目前七十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點MapoftheE.coligaloperonandnucleotidesequenceoftheregulatoryregion3個酶的作用：使半乳糖變成葡萄糖-1-磷酸。galR與galE、T、K及操縱區(qū)O等離得很遠，而galR產(chǎn)物對galO的作用與lacI-lacO的作用相同。目前七十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點gal操縱子的特點：①它有兩個啟動子，其mRNA可從兩個不同的起始點開始轉(zhuǎn)錄；②它有兩個O區(qū)，一個在P區(qū)上游-67--53，另一個在結(jié)構(gòu)基因galE內(nèi)部。CAP,cataboliteactivatorprotein，由crp編碼CRP,catabolitereceptorprotein代謝物激活蛋白（CAP）/環(huán)腺甘酸受體蛋白（CRP）目前七十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點因為半乳糖的利用效率比葡萄糖低，人們猜想葡萄糖存在時半乳糖操縱子不被誘導，但實際上有葡萄糖存在時，gal操縱子仍可被誘導?，F(xiàn)已分離到一些突變株，其中一類突變株能在不含葡萄糖的培養(yǎng)基中高水平合成半乳糖代謝酶類（gal結(jié)構(gòu)基因高效表達）；而另一類突變株中gal基因的表達完全依賴于葡萄糖，培養(yǎng)基中如無葡萄糖存在，這些細菌的gal基因不表達，不合成半乳糖代謝酶類。目前七十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點分析gal操縱子P-O區(qū)的DNA序列發(fā)現(xiàn)，該操縱子確實存在兩個相距僅5bp的啟動子，可以分別起始mRNA的合成。每個啟動子擁有各自的RNA聚合酶結(jié)合位點S1和S2。從S1起始的轉(zhuǎn)錄只有在培養(yǎng)基中無葡萄糖時，才能順利進行，RNA聚合酶與S1的結(jié)合需要半乳糖、CAP和較高濃度的cAMP。從S2起始的轉(zhuǎn)錄則完全依賴于葡萄糖，高水平的cAMP-CAP能抑制由這個啟動子起始的轉(zhuǎn)錄。當有cAMP-CAP時，轉(zhuǎn)錄從S1開始，當無cAMP-CAP時，轉(zhuǎn)錄從S2開始。1.cAMP-CRP對gal啟動子的作用目前七十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點為什么gal操縱子需要兩個轉(zhuǎn)錄起始位點？半乳糖不僅可以作為唯一碳源供細胞生長，而且與之相關的物質(zhì)--尿苷二磷酸半乳糖（UDP-gal）是大腸桿菌細胞壁合成的前體。在沒有外源半乳糖的情況下，UDP-gal是通過半乳糖差向異構(gòu)酶的作用由UDP-葡萄糖合成的，該酶是galE基因的產(chǎn)物。異構(gòu)酶(UDP-galactose-4epimerase,galE)，目前七十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點生長過程中的所有時間里細胞必須能夠合成差向異構(gòu)酶?，F(xiàn)在設想只有S1一個啟動子，那么由于這個啟動子的活性依賴于cAMP-CRP，當培養(yǎng)基中有葡萄糖存在時就有能合成異構(gòu)酶。假如唯一的啟動子是S2，那么，即使在葡萄糖存在的情況下，半乳糖也將使操縱子處于充分誘導狀態(tài)，這無疑是一種浪費。無論從必要性或經(jīng)濟性考慮，都需要一個不依賴于cAMP-CAP的啟動子（S1）對高水平合成進行調(diào)節(jié)。目前七十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

在E.coli中阿拉伯糖的降解需要3個基因：araB、araA和araD，形成一個基因簇，簡寫為araBAD

分別編碼阿拉伯糖代謝需要的三種酶：核酮糖激酶（ribulosekinase），阿拉伯糖異構(gòu)酶（arabinoseisomerase）核酮糖-5-磷酸差向異構(gòu)酶(ribulose-5-phosphateeimerase)7.4.2阿拉伯糖操縱子目前七十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點araBAD和araC基因的轉(zhuǎn)錄是以相反的方向進行的。在標準的遺傳學圖譜上，araBAD基因簇從啟動子PBAD開始向右進行轉(zhuǎn)錄，而araC基因則是從Pc向左轉(zhuǎn)錄。復合啟動子區(qū)主要有：1、PBAD區(qū)：AraBAD啟動子區(qū)2、araC位點：C蛋白·阿拉伯糖復合物與操縱子結(jié)合區(qū)3、-280區(qū)：是C蛋白與操縱子結(jié)合區(qū)目前七十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點結(jié)構(gòu):具有正負調(diào)節(jié)功能的操縱子與araB、araA和araD這3結(jié)構(gòu)基因相鄰的是一個復合啟動子區(qū)和一個調(diào)節(jié)基因C，由調(diào)節(jié)基因C合成的AraC蛋白是一個自我調(diào)節(jié)蛋白(autoregulatedprotein)，它既是ara操縱子的正調(diào)節(jié)蛋白，又是ara操縱子的負調(diào)節(jié)蛋白。目前八十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點1.阿拉伯糖操縱子的調(diào)節(jié)機制目前八十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前八十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點ara操縱子的調(diào)控有三個特點：第一，araC表達受到AraC的自動調(diào)控。第二，AraC既可充當阻遏物，也可作為激活劑。第三，AraC與CAP結(jié)合可充分誘導ara操縱子。

目前八十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

AraC蛋白作為PBAD活性正、負調(diào)節(jié)因子的雙重功能是通過該蛋白的兩種異構(gòu)體來實現(xiàn)的。Pr是起阻遏作用的形式，而Pi是起誘導作用的形式，它通過與PBAD啟動子結(jié)合進行調(diào)節(jié)。在沒有阿拉伯糖時，Pr形式占優(yōu)勢；一旦有阿拉伯糖存在，它就能夠與AraC蛋白結(jié)合，使平衡趨向于Pi形式。這樣，阿拉伯糖的誘導作用就可以解釋為阿拉伯糖與Pr的結(jié)合，使Pr離開它的結(jié)合位點，然后，產(chǎn)生大量的Pi，并與啟動子結(jié)合。目前八十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

因為培養(yǎng)基中含有葡萄糖，所以cAMP-CAP沒有與操縱區(qū)位點相結(jié)合，AraC蛋白處于Pr形式并與A位點結(jié)合，RNA聚合酶很少再與Pc結(jié)合，araC基因雖然仍有轉(zhuǎn)錄，但受到抑制，只有少量AraC蛋白形成，整個系統(tǒng)幾乎處于靜止狀態(tài)。沒有葡萄糖，也沒有阿拉伯糖，因為沒有誘導物，盡管有cAMP-CAP與操縱區(qū)位點相結(jié)合，AraC蛋白仍以Pr形式為主，無法與操縱區(qū)B位點相結(jié)合，無araBADmRNA轉(zhuǎn)錄。無葡萄糖，有阿拉伯糖時，大量araC基因產(chǎn)物以Pi形式存在，并分別與操縱區(qū)B、A位點相結(jié)合，在cAMP-CAP的共同作用下，araC和araBAD基因大量表達，操縱子充分激活。目前八十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點araC的表達受到自身產(chǎn)物AraC的自動調(diào)控。當沒有阿拉伯糖時，AraC起著一個轉(zhuǎn)錄阻遏物的作用。細胞中AraC蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)水平的測量表明，阻遏araC轉(zhuǎn)錄大約需要40個AraC。因此當AraC蛋白水平低時(就是說在細胞剛分裂之后)，araC將表達直至存在足夠的AraC去阻遏它的轉(zhuǎn)錄。

2.阿拉伯糖操縱子的自主調(diào)節(jié)目前八十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點阿拉伯糖的作用象AraC的一個調(diào)控器，可將AraC由一個阻遏物轉(zhuǎn)換為一個激活劑。阿拉伯糖與AraC結(jié)合似乎改變了AraC同源二聚體化特性和促進了AraC-CAP復合物的形成。在這樣的條件下，AraC－阿拉伯糖的作用象是一個轉(zhuǎn)錄激活劑，這正是CAP-cAMP誘導araB，araA，araD轉(zhuǎn)錄所需要的。目前八十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點當由于araBAD編碼的蛋白質(zhì)的代謝使得阿拉伯糖水平下降時，AraC又轉(zhuǎn)換成一個阻遏物，同時araBAD轉(zhuǎn)錄減少，此時盡管CAP-cAMP復合物仍然存在于細胞中。有趣的是，當葡萄糖和阿拉伯糖都很豐富時，ara操縱子被阻遏，這個結(jié)果表明araBAD誘導與AraC-阿拉伯糖和CAP-cAMP復合物都有關。目前八十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前八十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.3trpoperon與負調(diào)控阻遏系統(tǒng)目前九十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

lac,

gal和ara操縱子是編碼分解代謝途徑酶系的操縱子，負責碳源（例如乳糖和阿拉伯糖等）的分解利用，這些操縱子的表達受相應碳源的誘導。在細菌中還有負責一些物質(zhì)合成代謝的操縱子，例如色氨酸操縱子（tryptophanoperon,trpoperon）就是負責色氨酸合成的操縱子。目前九十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點Trpoperon生物細胞中的氨基酸合成，也受操縱子的調(diào)節(jié)。細胞需要某種氨基酸時，其基因即表達，不需要時基因關閉，達到經(jīng)濟的原則。目前九十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

由于trp體系參與生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CRP的調(diào)控。色氨酸的合成主要分5步完成，有7個基因參與整個合成過程。trpE和trpG編碼鄰氨基苯甲酸合酶，trpD編碼鄰氨基苯甲酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶，trpF編碼異構(gòu)酶，trpC編碼吲哚甘油磷酸合酶，trpA和trpB則分別編碼色氨酸合酶的α和β亞基。一、色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)目前九十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點催化分枝酸轉(zhuǎn)變?yōu)樯彼岬拿敢弧⑸彼岵倏v子的結(jié)構(gòu)特點:(1)trpR和trpABCDE不連鎖；

(2)操縱基因在啟動子內(nèi)

(3)有衰減子(attenuator)/弱化子

(4)啟動子和結(jié)構(gòu)基因不直接相連，二者被前導序列(Leader)所隔開目前九十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點trpoperon的阻遏系統(tǒng)TrpR四聚體目前九十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點阻遏蛋白＋trp

→有活性的阻遏物SNE299＋trpO→不轉(zhuǎn)錄目前九十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點2阻遏蛋白的結(jié)合位點trpO-21~+1，反向重復序列trpP-40~+18活性阻遏物與trpO的結(jié)合與RNApol與啟動子的結(jié)合發(fā)生競爭目前九十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點3阻遏系統(tǒng)主管轉(zhuǎn)錄是否啟動，低濃度Trp時，mRNA起始合成

粗調(diào)開關目前九十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點3阻遏系統(tǒng)在trpmRNA5‘端trpE基因的起始密碼前有一個長162bp的mRNA片段，如果其中123～150位堿基序列缺失，trp基因表達可提高6-10倍，而且無論是在阻遏細胞內(nèi)還是在永久性突變的細胞內(nèi)都一樣。當mRNA合成起始以后，除非培養(yǎng)基中完全沒有色氨酸，轉(zhuǎn)錄總是在這個區(qū)域終止，產(chǎn)生一個僅有140個核苷酸的RNA分子，終止trp基因轉(zhuǎn)錄。162bp的片段----前導區(qū)123～150區(qū)序列----弱化子終止的轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)域稱為弱化子(衰減子)目前九十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點1）弱化子：

DNA中可導致轉(zhuǎn)錄過早終止的一段核甘酸序列（123-150區(qū)）。123~150目前一百頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點實驗表明弱化作用需要負載tRNATrp參與，意味著前導序列的某些部分被翻譯了。分析前導序列發(fā)現(xiàn)，它包括起始密碼子AUG和終止密碼子UGA；如果翻譯起始于AUG，應該產(chǎn)生一個含有14個氨基酸的多肽。這個假設的多肽（實際未觀察到）稱為前導肽。目前一百零一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點前導序列具有一個非常有意義的特點，在其第10和第11位上有相鄰的兩個色氨酸密碼子。組氨酸操縱子中，也具有弱化子，也具有一個類似的能編碼前導肽的堿基序列，此序列中含有7個相鄰的組氨酸密碼子。苯丙氨酸操縱子中同樣存在弱化子結(jié)構(gòu)，其前導序列中也有7個苯丙氨酸密碼子。這些密碼子參與了trp及其他操縱子的轉(zhuǎn)錄弱化機制。目前一百零二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前一百零三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點

POE4321LDNARNAATGTGA2trpcodons1432mRNA前導區(qū)的序列分析

trp前導區(qū)的堿基序列已經(jīng)全部測定，引人注目的是其中4個分別以1、2、3和4表示的片段能以兩種不同的方式進行堿基配對，有時以1-2和3-4配對，有時只以2-3方式互補配對。RNaseT1降解實驗（此酶不能水解配對的RNA）表明，純化的trp前導序列中確有1-2和3-4的配對方式，由此定位的3-4配對區(qū)正好位于終止密碼子的識別區(qū)，當這個區(qū)域發(fā)生破壞自我配對的堿基突變時有利于轉(zhuǎn)錄的繼續(xù)進行。目前一百零四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點UUUU……UUUU……調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因trpROP前導序列弱化子區(qū)域UUUU……前導mRNA1234弱化子結(jié)構(gòu)第10、11密碼子為trp密碼子終止密碼子14aa前導肽編碼區(qū):

包含序列1形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)能力強弱：序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密碼子UUUU……目前一百零五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點Terminator

研究引起終止的mRNA堿基序列，發(fā)現(xiàn)該區(qū)mRNA通過自我配對可以形成莖-環(huán)結(jié)構(gòu)，有典型的終止子特點。目前一百零六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點UUUU……34UUUU3’34核糖體前導肽前導mRNA1.當色氨酸濃度高時轉(zhuǎn)錄衰減機制125’trp密碼子弱化子結(jié)構(gòu)就是終止子可使轉(zhuǎn)錄前導DNAUUUU3’RNA聚合酶終止目前一百零七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點UUUU……342423UUUU……核糖體前導肽前導mRNA15’trp密碼子

結(jié)構(gòu)基因前導DNARNA聚合酶2.當色氨酸濃度低時Trp合成酶系相關結(jié)構(gòu)基因被轉(zhuǎn)錄序列3、4不能形成弱化子結(jié)構(gòu)目前一百零八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點弱化子對轉(zhuǎn)錄調(diào)控的關鍵空間結(jié)構(gòu)，10thand11thcodonsencodethetrpresidues(rareAA)時間，核糖體停頓在2個Trp密碼子上時，產(chǎn)生延宕(delay

)，此時4區(qū)未轉(zhuǎn)錄出來Theleaderpeptideistodeterminertrpavailabilityandtoregulatetranscriptiontermination14–amino-acid(encodedby27-68oftheleaderRNAsummary目前一百零九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點trpOperon:阻遏作用與弱化作用的協(xié)調(diào)trp操縱子具有雙重調(diào)節(jié)體系細菌通過弱化作用彌補阻遏作用的不足，因為阻遏作用只能使轉(zhuǎn)錄不起始，對于已經(jīng)起始的轉(zhuǎn)錄，只能通過弱化作用使之中途停下來。阻遏作用的信號是細胞內(nèi)色氨酸的多少；弱化作用的信號則是細胞內(nèi)載有色氨酸的tRNA的多少。它通過前導肽的翻譯來控制轉(zhuǎn)錄的進行，在細菌細胞內(nèi)這兩種作用相輔相成，體現(xiàn)著生物體內(nèi)周密的調(diào)控作用。目前一百一十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點Negative—repressibleoperon可以被最終合成產(chǎn)物所阻遏RPOleadingseq.EDCBAtrp+為什么需要阻遏體系？當大量Trp存在時，阻遏系統(tǒng)起作用。阻遏物與之結(jié)合，阻止先導mRNA合成。

經(jīng)濟目前一百一十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點僅有少量trp時，RNApol啟動RPOleadingseq.EDCBA少量trp+不足以結(jié)合

O

位點，弱化子不起作用為什么需要弱化系統(tǒng)？當Trp濃度低時，阻遏物從有活性變?yōu)闊o活性，以保持培養(yǎng)基中適當?shù)腡rp水平。目前一百一十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點細菌演化出弱化系統(tǒng)的生物學意義

通過tRNA荷載與否進行調(diào)控，更為靈敏氨基酸的主要用途是合成蛋白質(zhì)，因而tRNA荷載為標準進行調(diào)控更為恰當兩個調(diào)控系統(tǒng)，避免浪費提高效率阻遏系統(tǒng)高水平trp時，不轉(zhuǎn)錄低水平trp時，轉(zhuǎn)錄至滿足生長需求

弱化系統(tǒng)細調(diào)原核生物細致的精細調(diào)控機制增強原核生物對環(huán)境的適應性目前一百一十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點在負轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是阻遏蛋白（repressor），起著阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的作用。根據(jù)其作用特征又可分為負控誘導和負控阻遏：在負控誘導系統(tǒng)中，阻遏蛋白與誘導物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄；在負控阻遏系統(tǒng)中，阻遏蛋白輔阻遏物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。原核基因調(diào)控機制的類型總結(jié)目前一百一十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點負控誘導在負控誘導系統(tǒng)中，阻遏蛋白與誘導物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。目前一百一十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點負控阻遏在負控阻遏系統(tǒng)中，阻遏蛋白與輔阻遏物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。目前一百一十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點在正轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是激活蛋白（activator）。根據(jù)激活蛋白的作用性質(zhì)分為正控誘導和正控阻遏：在正控誘導系統(tǒng)中，誘導物的存在使激活蛋白處于活性狀態(tài)；在正控阻遏系統(tǒng)中，輔阻遏物的存在使激活蛋白處于非活性狀態(tài)。目前一百一十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點正控誘導在正控誘導系統(tǒng)中，效應物分子(誘導物)的存在使激活蛋白處于活性狀態(tài)；目前一百一十八頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點正控阻遏在正控阻遏系統(tǒng)中，輔阻遏物的存在使激活蛋白處于非活性狀態(tài)。目前一百一十九頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點未發(fā)現(xiàn)目前一百二十頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.4.3阻遏蛋白LexA的降解與細胞中的SOS應答AnoverviewoftheSOSresponseinE.coli.目前一百二十一頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.4.3阻遏蛋白LexA的降解與細胞中的SOS應答AnoverviewoftheSOSresponseinE.coli.目前一百二十二頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點7.4.4二組分調(diào)控系統(tǒng)和信號轉(zhuǎn)導

7.4.5受多啟動子調(diào)控的操縱子

目前一百二十三頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點操縱子的融合與基因工程POZYA結(jié)構(gòu)基因缺失lacoperon結(jié)構(gòu)基因I目前一百二十四頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點IPTG，異丙基-β–D-硫代半乳糖苷TMG，巰甲基半乳糖苷ONPG,O-硝基半乳糖苷在研究誘導作用時，很少使用乳糖安慰誘導物(gratuitousinducer)：如果某種物質(zhì)能夠促使細菌產(chǎn)生酶而本身又不被分解，這種物質(zhì)被稱為安慰誘導物，如:目前一百二十五頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點目前一百二十六頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點10.11重疊基因的調(diào)控作用重疊基因最早在大腸桿菌噬菌體ΦX174中發(fā)現(xiàn)，用不同的閱讀方式得到不同的蛋白質(zhì)，絲狀RNA噬菌體、線粒體DNA和細菌染色體上都有重疊基因存在。目前一百二十七頁\總數(shù)一百四十頁\編于十三點TrpB–谷氨酸-異亮氨酸-終止

GAA--AUC--UGA

--UGG--AA