原核生物基因表达的调控.ppt

第十六章原核生物基因表达的调控 第一节转录水平的调控一 操纵子模型 1 调节基因和结构基因 操纵子 operon 顺式作用元件 cis actingelement 结构基因 structuralgenes 调节基因 regulatorgenes 反式作用因子 trans actingfactor 诱导物 inducer 和效应物 effectors 可诱导的基因和组成型基因控制位点 controllingsite 诱导 induction 2 正调控和负调控 正调控负调控诱导 induction 阻遏 repression 诱导物 inductor 阻遏物 repressor 辅阻遏物 corepressor 使阻遏蛋白具有活性或使活性蛋白失去活性的物质称 未发现 二 乳糖操纵子 1调控位点 1 Operator操纵基因 2 CAP catabolitegeneactivationprotein orCRP cAMP受体蛋白 结合位点 3 Promotor2别乳糖为诱导物3本底组成型 backgroundconstitutivesynthesis 组成型 constitutivegene 即看家基因 Houskeepinggene 乳糖 诱导物的加入和去除对lacmRNA的影响 3 操纵子的发现 1961年Jacob Monod构建部分二倍体 lacI FlacI lacIS阻遏蛋白不可诱导性突变 阻遏蛋白失去诱导物结合位点lacI 阻遏蛋白不能形成寡聚物lacI d阻遏蛋白不能和DNA结合 且呈负互补 反式显性 Oc操纵基因的组成型突变 二 阻遏蛋白和诱导物的互作 诱导 induction 诱导物 inducers 异丙基 D 硫代半乳糖苷 isopropylthiogalactoside IPTG 安慰诱导物 gratuitousinducer 多顺反子mRNA变构调控 allostericcontrol 协同调控 coordinateregulation 一系列基因受同一操纵子的调控 基因簇 cluster 等位基因间的互补 interalleliccomplementation 负的互补 negativecomplementation lacI d的产物和lacI 的产物组成多聚体时 阻遏蛋白无活性 反式显性 trans dominant 显性失活 dominantnegatives 阻遏蛋白和操纵基因的结合与解离 操纵基因的结构阻遏蛋白的结构 N端1 59aa 头部片段 为HTH 与操纵基因DNA的大沟结合 核心区 有6个 折叠 诱导物就结合在两个核心区之间的裂缝中 C端为两组亮氨酸拉链 形成四聚体 操纵位点的回文序列 阻遏蛋白单体的结构 阻遏蛋白单体的三级结构 诱导物的结合解离模型 诱导物和阻遏蛋白结合的模型 阻遏能发生在多个位点上 CAP结合位点 cAMP是由腺苷环化酶 adenylatecyclase 催化合成CAP cataboliteactivatorprotein CAP以两种方法来激活转录 1 它可能直接和RNAPol相互作用 2 作用于DNA 改变其结构 从而帮助RNAPol结合 第二节操纵子的其它调控形式 一半乳糖操纵子 galoperon 1 结构2 特点 1 双启动子 2 双操纵基因 3 无 35顺序 4 OE在CAP位点内 OI在geneE内Gal既可为碳源 同时UDP Gal又是合成细菌细胞壁的重要前体 gal操纵子的结构 3 调节 1 有GalP1启动K T E转录无Glu无GalP1不启动无GalOE OI结合形成环 仅转有录20b有GalP2启动S2转录E 组成型 2 CAP cAMP对P1正调节 对P2抑制 3 阻遏物对P1 P2都是负调控 CAP cAMP含量少时P2可转录 机制不清 4 P1与RNAPol亲和力 P2与RNAPol亲和力 二阿拉伯糖操纵子 araO 1 结构 具有正负调节功能的操纵子2 特点 1 AraC有双功能a 纯C结合araO1 阻遏 b C AraCind 结合于araI 诱导 正调节 2 araC本身也受操纵调节 3 AraC有三个结合位点 O1 O2和araI 4 是调节子 regulon 5 双向转录 6 Pc和O1重叠 7 C自身调节 ara操纵子的结构 araI 3 调节 有Glu 无CAP C本底转录 产少量有AraAraC 结合于O1 停止转录 无Glu 有CAP Ara CCindaraIaraPBAD转录 无Ara或用完 C过量 可结合到araO1 阻遏araPc 还可结合到araI和araO2上 成环 阻遏转录 三 色氨酸操纵子 1 结构2 特点 1 trpR 89 和trpABCDE 25 不连锁 2 操纵基因在启动子内 3 有衰减子 attenuator 4 启动子和结构基因不直接相连 二者被前导顺序 Leader 所隔开