分子遗传学原核生物基因表达调控详解演示文稿

分子遗传学原核生物基因表达调控详解演示文稿1现在是1页\一共有183页\编辑于星期三优选分子遗传学原核生物基因表达调控2现在是2页\一共有183页\编辑于星期三基因表达的调控水平

基因组转录

转录后

翻译

翻译后中心法则(centraldogma)3现在是3页\一共有183页\编辑于星期三8.1.1基因表达调控是生命的必需基因表达(geneexpression)是指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程。典型的基因表达是基因经过转录、翻译，产生有生物活性的蛋白质的过程既然从DNA到蛋白质的过程称为基因表达，对这个过程的调节就称为基因表达调控（generegulation或genecontrol）。基因表达调控是现阶段分子生物学研究的中心课题8.1概述(introduction)4现在是4页\一共有183页\编辑于星期三基因组(genome)是指含有一个生物体生存、发育、活动和繁殖所需要的全部遗传信息的整套核酸但生物基因组的遗传信息并不是同时全部都表达出来，大肠杆菌基因组含有约4000个基因，一般情况下只有5－10%在高水平转录状态，其它基因有的处于较低水平的表达，有的暂时不表达5现在是5页\一共有183页\编辑于星期三不同组织细胞中不仅表达的基因数量不相同，而且基因表达的强度和种类也各不相同，这就是基因表达的组织特异性(tissuespecificity)细胞分化发育的不同时期，基因表达的情况是不相同的，这就是基因表达的阶段特异性(stagespecificity)生物的基因表达不是杂乱无章的，而是受着严密、精确的调控，不仅生命的遗传信息是生物生存所必需的，而且遗传信息的表达调控也是生命本质所在

6现在是6页\一共有183页\编辑于星期三按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性(temporalspecificity)。在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性(spatialspecificity)。7现在是7页\一共有183页\编辑于星期三结构基因（structuralgene）是编码蛋白质或RNA的任何基因。结构基因编码大量的功能各异的蛋白质，如组成细胞和组织的结构蛋白和酶等。调节基因（regulatorgene）仅指参与其他基因表达调控的RNA和蛋白质的编码基因。调节基因编码的调节物通过与DNA上的特定位点结合而控制受调节基因的转录是基因表达调控的关键。8现在是8页\一共有183页\编辑于星期三基因表达的产物(蛋白质)从合成的场所扩散到目标场所而发挥作用的过程称为反式作用（trans-acting），此基因表达产物被称为反式作用因子（trans-actingfactor）。反式作用因子通常为蛋白质，其特征为可以从合成地扩散到目标场所发挥作用。9现在是9页\一共有183页\编辑于星期三

顺式作用元件（cis-actingfactor）是指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因。顺式作用元件通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中。

顺式作用（cis-acting）的概念用于任一不转变为任何其他形式的DNA序列，它只在原位发挥DNA序列的作用，仅影响与其物理上相连的DNA序列的活性。基因活性的调控主要通过反式作用因子（通常是蛋白质）和顺式作用元件（通常在DNA上）相互作用而实现。10现在是10页\一共有183页\编辑于星期三8.1.2基因表达适应环境的变化生物体内的基因调控各不相同，根据基因表达随环境变化的情况，大致把基因表达分成两类：①组成型表达（constitutiveexpression）：指不易受环境变动而变化的一类基因表达。其中某些基因表达产物是细胞或生物体整个生命过程中都持续需要而必不可少的，这类基因称为看家基因（housekeepinggene）组成型基因表达也不是一成不变的，其表达强弱也受一定机制调控11现在是11页\一共有183页\编辑于星期三bcl-2β-actin1212现在是12页\一共有183页\编辑于星期三123GhUBI图15GhGST基因在棉花根，茎和叶中的表达分析。泳道1，2和3分别是根，茎和叶的表达产物。内参为GhUBI基因

1212GhUBIactin

AB

图16黄萎病菌胁迫处理下的GhGST基因的表达量分析。(A)泳道1：接菌处理，泳道2：对照，actin基因作为内参。(B)泳道1：接菌处理，泳道2：对照，GhUBI基因作为内参8h8hCK12h24h12hCK24hCK48h48hCKGhUBI图17棉苗根部在黄萎病菌胁迫处理不同时间的GhGST基因的特异性表达13现在是13页\一共有183页\编辑于星期三

3.2.3GhNiR基因表达特异性分析NiRUibiquitinRNA胚状体胚性愈伤非胚性愈伤

GhNiR在胚性愈伤组织和胚状体中的表达量要明显高于非胚性愈伤组织，但GhNiR基因在胚性愈伤组织和胚状体中的表达量几乎相同，没有明显的差异。

14现在是14页\一共有183页\编辑于星期三2.纤维不同发育时期的半定量RT-PCR

15现在是15页\一共有183页\编辑于星期三3.根、茎、叶不同器官半定量RT-PCR16现在是16页\一共有183页\编辑于星期三常用的管家基因中文名称英文缩写Beta－肌动蛋白β-actin甘油醛3-磷酸脱氢酶GAPDHTATABox结合蛋白 TBP18s核糖体核糖核酸 18srRNA微管蛋白α

α-Tubulin17现在是17页\一共有183页\编辑于星期三②适应型表达(adaptiveexpression)指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达应环境条件变化，基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(induciblegene)相反，随环境条件变化基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressiblegene)

Luxurygene：细胞分化、生物的发育以及生物适应环境所需要的基因18现在是18页\一共有183页\编辑于星期三在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协调表达(coordinateexpression)，这种调节称为协调调节(coordinateregulation)。19现在是19页\一共有183页\编辑于星期三改变基因表达的情况以适应环境，在原核生物、单细胞生物中尤其显得突出和重要，因为细胞的生存环境经常会有剧烈的变化，例如：周围有充足的葡萄糖，细菌就可以利用葡萄糖作能源和碳源，不必更多去合成利用其它糖类的酶类，当外界没有葡萄糖时，细菌就要适应环境中存在的其它糖类(如乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等)，开放能利用这些糖的酶类基因，以满足生长的需要即使是内环境保持稳定的高等哺乳类，也经常要变动基因的表达来适应环境，例如与适宜温度下生活相比较，在冷或热环境下适应生活的动物，其肝脏合成的蛋白质图谱就有明显的不同所以，基因表达调控是生物适应环境生存的必需20现在是20页\一共有183页\编辑于星期三原核生物对环境的适应，相关的应答。真核生物的细胞分化、组织特化、个体发育及环境对个体表型的影响都是基因表达的结果。

原核生物中，营养状况和环境因素对基因表达起着举足轻重的影响。高等真核生物中，激素水平和发育阶段是基因表达调控的最主要手段，营养和环境因素的影响大为下降。基因表达的调控涉及RNA转录的开/关，数量，选择性加工；蛋白质翻译速率，数量，加工与降解和分泌…8.1.3原核生物与真核生物表达调控的异同21现在是21页\一共有183页\编辑于星期三原核生物与真核生物基因表达调控机制具有惊人的相似性共同的起源与共同的分子基础调控机理上调控层次上核酸分子间的互作核酸与蛋白质分子间的互作蛋白质分子间的互作transcriptionallevelpost-transcriptionalleveltranslationallevelpost-translationallevel22现在是22页\一共有183页\编辑于星期三转录水平上的调控是最为经济,灵活，又是最为重要的、复杂的调控●在复杂的基因组内，确定需要基因转录的起始位点●精细调节基因表达的水平，以保证生物体对环境的适应●cisfactor&transfactor间严格而又灵活的互作●保证RNApolymerase的进行式转录（不中断，准确终止）23现在是23页\一共有183页\编辑于星期三e)遗传信息表达的方式组成型表达（constitutiveexpression）Housekeepinggene诱导型表达（inducibleexpressionbysignalingmolecular）Luxurygene顺、反因子间互作方式的基因表达调控Epistasiseffect24现在是24页\一共有183页\编辑于星期三上位性效应（Epistasiseffect

）：含意是指某一基因受不同位点上别的基因抑制而不能表达的现象。如果b基因存在时A与a的表型效果难以区别，此时b基因便是A基因的上位（ep－istatic），A基因是b基因的下位。25现在是25页\一共有183页\编辑于星期三8.2转录水平上的调控Prok.8.2.1操纵子（operon）8.2.2严谨反应（stringentresponse）8.2.3衰减子（attenuator）8.2.4转座子（transposon）…26现在是26页\一共有183页\编辑于星期三原核生物蛋白质因子——操纵子(operon)

机制特异DNA序列编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)27现在是27页\一共有183页\编辑于星期三法国巴斯德研究院的FrancoisJacob与JacquesMonod于1960年在法国科学院院报上发表了一篇论文，提出乳糖代谢中的两个基因被一靠近它们的遗传因子所调节。这二个基因为β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)和半乳糖苷透过酶(galactosidepermease)首先提出了操纵子(operon)和操作子(operator)的概念，该学说使人们得以从分子水平认识基因表达的调控，是一个划时代的突破，1965年荣获诺贝尔生理学奖operontheory8.2.1Operoncontrol28现在是28页\一共有183页\编辑于星期三外周胞质乳糖细胞内面乳糖透(性)酶透(性)酶β－半乳糖苷酶葡萄糖半乳糖内膜29现在是29页\一共有183页\编辑于星期三是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。1)启动序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列30现在是30页\一共有183页\编辑于星期三2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31现在是31页\一共有183页\编辑于星期三3)其他调节序列、调节蛋白例如激活蛋白(activator)可结合启动序列邻近的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。32现在是32页\一共有183页\编辑于星期三operon调控类型－－Positive

&

Negative正负调控的区分是按照没有调节蛋白质存在的情况下操纵子对于新加入的调节蛋白质的响应情况定义的负调控：在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入调节蛋白质后基因表达活性被关闭。该调节蛋白称为阻遏蛋白(repressor)正调控：在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入调节蛋白质后基因表达活性被开启。该调节蛋白称为无辅基诱导蛋白(apoinducer)或激活蛋白33现在是33页\一共有183页\编辑于星期三IgeneNeg.Pos.i-or不加入I基因产物operononI+or加入I基因产物operonoffi-or不加入I基因产物operonoffI+or加入I基因产物operononrepressorNegativePositiveactivator(apoinducer)无辅基诱导物34现在是34页\一共有183页\编辑于星期三●RepressorbindingonOsite●Operonoff●Negativecontrol是广泛保险的机制（自然选择使Prok.获得选择优势）Positivecontrol是灵活、严格、经济的调控机制ExpressorbindingfrontPsite意味转录效率极低阻止转录启动激活转录启动35现在是35页\一共有183页\编辑于星期三辅阻遏物(corepressor)：能够与失活的阻遏蛋白结合，并恢复阻遏蛋白与操纵基因结合能力的物质。operon调控模型无论是在正控制系统中，还是在负控制系统中，操纵子的开启与关闭均受到环境因子的诱导，这种因子能与调控蛋白结合，改变调控蛋白的空间构象，从而改变其对基因转录的影响，因此称这种因子为效应物。凡能诱导操纵子开启的效应物称为诱导物（inducer）36现在是36页\一共有183页\编辑于星期三Signalmolecular

beneededforbothtypesAddsignalmol.

OperononAddsignalmol.

OperonoffCo-repressorInducer(inducibleoperon)(repressibleoperon)根据操纵子对于能调节它们表达的小分子应答反应的性质，将操纵子分为可诱导的操纵子(inducibleoperon)和可阻遏的操纵子(repressibleoperon)37现在是37页\一共有183页\编辑于星期三Operoncontrolmodel负控制的诱导模型负控制的阻遏模型正控制的诱导模型正控制的阻遏模型38现在是38页\一共有183页\编辑于星期三（1）可诱导的负调控操纵子

例(分解酶类lactoseoperon)

Igene

activerepressorIbindingonOperator38kd/monomertetramer152kdrepressorinducerinactiverepressor39现在是39页\一共有183页\编辑于星期三大肠杆菌能以乳糖为唯一碳源生长，这是由于它能产生一套利用乳糖的酶，这些酶受乳糖操纵子的控制大肠杆菌乳糖操纵子是大肠杆菌DNA的一个特定区段，由调节基因I、启动子P、操作子O和结构基因Z、Y、A组成P区是转录起始时RNA聚合酶的结合部位O区是阻遏蛋白的结合部位，其功能是控制结构基因的转录I基因经常进行转录和翻译，产生有活性阻遏蛋白40现在是40页\一共有183页\编辑于星期三乳糖操纵子(lacoperon)的结构调控区CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶ZYAOPDNA41现在是41页\一共有183页\编辑于星期三β-半乳糖苷酶是一种β-半乳糖苷键的专一性酶，能将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内β-半乳糖苷乙酰基转移酶：把乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖42现在是42页\一共有183页\编辑于星期三LacILacI与结构基因相邻，但不与结构基因属同一转录单位，有自己独立的转录单位；含有自己的启动子和终止子阻遏蛋白具有二重性：含有与O结合的位点阻止转录含有诱导物结合位点识别小分子诱导物阻遏蛋白与O结合时，能阻止RNA聚合酶在启动子上的转录起始一个大肠杆菌细胞中有大约10个阻遏蛋白分子，组成型转录43现在是43页\一共有183页\编辑于星期三TGTTGTGTGGAATTGTGAGCGGATAACAATTTCACACAACAACACACCTTAACACTCGCCTATTGTTAAAGTGTGTLacO

LacO是mRNA起始点上游-5bp至转录单位内+21bp的序列，与启动子的末端重叠具有对称性，以+11为轴，每边为两段各6bp的对称序列TGTGTG和AATTGT+1+11O&Poverlaprepressor&RNApolymerasebindatsitesthatoverlaparoundthestartpointofLacoperonrepressor&RNApolymerase对重叠位点竞争44现在是44页\一共有183页\编辑于星期三RNA聚合酶结合部位阻遏物结合部位45现在是45页\一共有183页\编辑于星期三---调控机理Inducer(lactose)与repressor特异结合tetramer变构

特异结合力下降1000X作用于O

位点上的repressor变构脱离O位作用于游离的repressoroperononrepessortetramer与operator发生特异结合operonoff

变构失去结合于O位的能力46现在是46页\一共有183页\编辑于星期三Lacoperon调控机理当细胞内无诱导物时，阻遏蛋白与操作子O结合，由于O与P之间有一定程度的重叠，因而妨碍了RNAPol在-10序列上形成开放型启动子复合物，从而妨碍了Z、Y、A基因的转录。(实验表明:RNA聚合酶和LacI阻遏蛋白对操纵基因序列的结合是相互排斥的)

当细胞内有诱导物时，诱导物以极高的速度与阻遏蛋白迅速结合，从而改变阻遏蛋白的构象，使之迅速从O上解离下来。RNAPol就能与启动子牢固结合并形成开放型启动子复合物，从而开始转录Z、Y、A基因47现在是47页\一共有183页\编辑于星期三

48现在是48页\一共有183页\编辑于星期三

Beta半乳糖苷酶半乳糖苷透性酶乙酰基转移酶49现在是49页\一共有183页\编辑于星期三Lacoperon诱导物乳糖：能被β-半乳糖苷酶分解，形成别乳糖别乳糖是Lac操纵子转录的活性诱导物IPTG：异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactoside）能被β-半乳糖苷酶识别但不能被β-半乳糖苷酶水解的半乳糖苷化合物。IPTG具有极强的诱导效应，而本身不被分解，又称为安慰诱导物(gratuitousinducer)所以IPTG常用于诱导含有lac启动子的质粒载体在细菌中的重组蛋白的表达50现在是50页\一共有183页\编辑于星期三51现在是51页\一共有183页\编辑于星期三诱导物如何进入细胞开始诱导过程因为诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合，而运转诱导物需要透过酶。在非诱导状态下有少量（1-5个mRNA分子）lacmRNA合成—本底水平永久型合成两方面机制保证了细胞内总有少量的蛋白足以开始诱导：一是操纵子有一基础水平的表达，即使不被诱导时，操纵子也有少量表达（诱导水平的0.1％）二是一些诱导物通过其他系统进入细胞内52现在是52页\一共有183页\编辑于星期三w.t.(I+O+P+)诱导型addinduceroperononnoinduceroperonoffOC失去与repressor特异结合的能力OCmut.(I+

OC

P+)constitutivemut.（组成型）不可诱导的突变：使操纵子在任何情况下总不能表达的突变组成型突变：不受调控物影响的连续表达的突变Lacoperon突变53现在是53页\一共有183页\编辑于星期三iCmut.

(iC

O+P+)constitutivemut.（组成型）iC

gene产物repressor丧失与O位点结合的能力iSmut.(iS

O+P+)super-repressionmut.（超阻型）iS

gene产物repressor不能与inducer结合等位基因间的显隐关系54现在是54页\一共有183页\编辑于星期三ic

poZYAicI+ic

tetramerNonbindingrepressortetramertetramertetramerLactose变构iC

gene产物repressor丧失与O位点结合的能力I+>

iC等位基因间的显隐关系I+/IC55现在是55页\一共有183页\编辑于星期三iS

po

mutrepressorI+tetramerlactose等位基因间的显隐关系iS

gene产物repessor不能与inducer结合iS

>

I+IS/I+iS

>

iC56现在是56页\一共有183页\编辑于星期三OC失去与repressor特异结合的能力cis-dominatOC＞O+I+

OC

ZYAlactose等位基因间的显隐关系I+O+mRNA操作子控制着邻近的基因，而对细胞内存在的其他等位基因没有作用，此位点的突变（Oc）称为顺式显性突变57现在是57页\一共有183页\编辑于星期三58现在是58页\一共有183页\编辑于星期三原核生物基因表达的调控乳糖代谢基因表达调控图解：(没有乳糖时)ＲＰＯ

lacZlacY

lacA调节基因启动子操纵基因结构基因RNA聚合酶信使RNA转录翻译阻抑物与操纵基因结合，结构基因转录受阻．阻抑物59现在是59页\一共有183页\编辑于星期三原核生物基因表达的调控乳糖代谢基因表达调控图解：(有乳糖时)ＲＰＯ

lacZlacY

lacA调节基因启动子操纵基因结构基因RNA聚合酶信使RNA转录翻译阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，因而不能与操纵基因结合，使得结构基因进行转录。阻抑物乳糖转录半乳糖苷酶酶酶乳糖分解代谢调控过程是一个自我调控过程

60现在是60页\一共有183页\编辑于星期三inactiveactivatoractiveactivator（2）可诱导的正调控操纵子(多为分解酶类)I无活性激活物operonoff

(apoinducer)inducer有活性激活物结合在启动子前面激活RNApolymerase启动操纵子学说的核心是使基因从表达抑制状态中解脱出来进行转录，是从负调节的角度来考虑基因表达调控的。那么，有没有从相反的角度进行正调节以提高基因的转录水平？61现在是61页\一共有183页\编辑于星期三e.g.乳糖操纵子的正调控－－－cAMPcontrol

降解物对基因活性的调节

(universalcontrollingsystem)GlucoseLactoseE.coli葡萄糖优先被利用，乳糖不被利用，why?通过阻止包括乳糖操纵子、半乳糖操纵子和阿拉伯糖操纵子等的表达来实现，这种现象称为葡萄糖效应或称为降解物抑制作用。62现在是62页\一共有183页\编辑于星期三I基因CAP—分解代谢物激活蛋白(cataboliteactivatorprotein)只有cAMP存在时，CAP才有活性，cAMP为小分子诱导物63现在是63页\一共有183页\编辑于星期三64现在是64页\一共有183页\编辑于星期三为什么会产生这种效应呢？因为添加葡萄糖后，细菌所需要的能量可从葡萄糖得到满足，葡萄糖是最方便的能源，细菌无需开动一些不常用的基因去利用这些稀有的糖类。葡萄糖的存在会抑制细菌的腺苷酸环化酶活性，减少环腺苷酸（cAMP）的合成，与它相结合的蛋白质，即环腺苷酸受体蛋白CRP又称分解代谢物激活蛋白CAP，因找不到配体而不能形成复合物降解物抑制作用是通过提高转录强度来调节基因表达的，是一种积极的调节方式65现在是65页\一共有183页\编辑于星期三在有乳糖存在，而且葡萄糖水平低时，CAP可以激活象lac操纵子那样的操纵子的转录当葡萄糖和乳糖都存在时，即使阻遏物不结合，转录也非常弱当葡萄糖浓度降低，而乳糖仍然存在时，转录激烈增加。这是由于CAP是lac操纵子的一个激活剂，并且起始了正调控转录。cAMP的作用象个调节器，它与CAP结合正向调控CAP的DNA结合活性66现在是66页\一共有183页\编辑于星期三E.coli中葡萄糖转运将导致腺苷酸环化酶的去活化（作用），使得细胞内cAMP处于低水平因此当葡萄糖存在时，cAMP水平低，而CAP无活性。然而当葡萄糖水平低时，腺苷环化酶有活性，细胞内cAMP水平增加，导致CAP的激活，结果促进RNA聚合酶与启动子结合，使转录增强（下图）概括了在葡萄糖和乳糖水平低和高的条件下lac操纵子的转录活性。只有当葡萄糖水平低，而乳糖存在时，lac操纵子才被最大程度地转录。当葡萄糖和乳糖的水平都很低时会出现什么现象呢？实验表明，尽管有激活的CAP存在，lac阻遏物与lac操纵基因结合仍然能够阻止RNA聚合酶与启动子结合67现在是67页\一共有183页\编辑于星期三68现在是68页\一共有183页\编辑于星期三69现在是69页\一共有183页\编辑于星期三调控机理当细胞内缺少葡萄糖时，位于细胞膜上的腺苷酸环化酶将ATP转变为cAMP，cAMP与其受体蛋白CAP结合成复合物，此复合物再与启动子上的CAP结合位点结合，然后启动子上的RNAPol进入位点才能与RNAPol结合，转录即可进行当细胞内含有葡萄糖时，细胞内cAMP不能形成，从而也不能形成cAMP-CAP复合物，复合物不能与启动子上的CAP位点结合，启动子上的RNAPol进入位点虽能结合RNAPol，但不能形成开放型复合物，转录起始区内的双螺旋不能解链，转录无法进行70现在是70页\一共有183页\编辑于星期三++++转录无葡萄糖，cAMP浓度高时有葡萄糖，cAMP浓度低时CAP的正性调节ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP71现在是71页\一共有183页\编辑于星期三cAMP—CAP

具有广泛生理效应的正控制系统存在于多种基因表达调控体系中Lacoperon表达cAMP(Positive-inducible)lactose(Negative-inducible)

72现在是72页\一共有183页\编辑于星期三

Lacoperon的协调调控正调控与负调控协调合作阻遏蛋白封闭转录时，CAP不发挥作用如没有CAP加强转录，即使阻遏蛋白从P上解离仍无转录活性葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌优先利用葡萄糖葡萄糖可降低cAMP浓度，阻碍其与CAP结合从而抑制转录结论：lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖73现在是73页\一共有183页\编辑于星期三wtwtmtmtcis-dominant（顺式显性）：cisactingfactor对与其紧密连锁基因的控制效应不受其等位基因的影响。隐性突变74现在是74页\一共有183页\编辑于星期三wtmt75现在是75页\一共有183页\编辑于星期三InteralleliccomplementationIc

Z+/I+Z+O+

Z+/OCZ+OCZ+/IcZ+I+

Z+/IcZ+OCZ-/O+Z+OCZ+/O+Z+OCZ+/O+Z-GenetypesConstitutiveInducible-+++----++-++-76现在是76页\一共有183页\编辑于星期三（3）可阻遏的负调控操纵子(合成酶类)e.g.色氨酸合成酶操纵子Igene

inactiverepressorCo-repressor(

色氨酸)77现在是77页\一共有183页\编辑于星期三lac和ara操纵子是编码分解代谢途径酶系的操纵子，负责碳源（例如乳糖和阿拉伯糖等）的分解利用，这些操纵子的表达受相应碳源的诱导在细菌中还有负责一些物质合成代谢的操纵子，例如色氨酸操纵子（tryptophanoperon,trpoperon）就是负责色氨酸合成的操纵子trp操纵子是由一个启动子和一个操纵基因区组成，该操纵基因区控制一个编码色氨酸生物合成需要的5种蛋白的多顺反子mRNA的表达78现在是78页\一共有183页\编辑于星期三色氨酸是构成蛋白质的组分，一般的环境难以给细菌提供足够的色氨酸，细菌要生存繁殖通常需要自己经过许多步骤合成色氨酸，但是一旦环境能够提供色氨酸时，细菌就会充分利用外界的色氨酸、减少或停止合成色氨酸，以减轻自己的负担。细菌所以能做到这点是因为有色氨酸操纵元(trpoperon)的调控。

79现在是79页\一共有183页\编辑于星期三由于trp体系参与生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CAP的调控色氨酸的合成主要分5步完成，有7个基因参与整个合成过程。trpE和trpG编码邻氨基苯甲酸合酶，trpD编码邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶，trpF编码异构酶，trpC编码吲哚甘油磷酸合酶，trpA和trpB则分别编码色氨酸合酶的α和β亚基80现在是80页\一共有183页\编辑于星期三合成色氨酸所需要酶类的基因E、D、C、B、A等头尾相接串连排列组成结构基因群，受其上游的启动子Ptrp和操作子O的调控，调控基因trpR的位置远离P-O-结构基因群，在其自身的启动子作用下，以组成型方式低水平表达分子量为47000的调控蛋白R。R并没有与O结合的活性，当环境能提供足够浓度的色氨酸时，R与色氨酸结合后构象变化而活化，就能够与O特异性亲和结合，阻遏结构基因的转录，因此这是属于一种负性调控的、可阻遏的操纵元(repressibleoperon)，即这操纵元通常是开放转录的，当有效应物(色氨酸为阻遏剂)作用时，则阻遏关闭转录。细菌不少生物合成系统的操纵元都属于这种类型，其调控可使细菌处在生存繁殖最经济最节省的状态。81现在是81页\一共有183页\编辑于星期三162P具有正常的-10和-35序列，-10序列完全位于O内阻遏蛋白以四聚体的形式起作用。每个细胞约有20个四聚体。衰减子82现在是82页\一共有183页\编辑于星期三trpRPOEDCBAtrpRPOEDCBA

色氨酸调控机理Operatoroperonoffoperononrepressor+trp

active

repressor阻遏蛋白(inactive)

不能与O结合

(色氨酸缺乏)83现在是83页\一共有183页\编辑于星期三w.t.(I+O+P+)阻遏型iCmut.(iCO+P+constitutivemut.)OCmut.(I+OCP+constitutivemut.)OC

>O+(cis-dominant)I+

>iCiC

无活性的阻遏蛋白不能被辅阻遏物激活OC

不能被有活性的阻遏蛋白结合色氨酸操纵子突变体84现在是84页\一共有183页\编辑于星期三e.g.2精氨酸合成酶操纵子调控元/调节子(regulon)：受一个I基因调控的若干operon所组成的表达调节系统poApoGRpoDpoBCEHpoFrepressor

Arg85现在是85页\一共有183页\编辑于星期三activeactivatorcorepressor（4）可阻遏的正调控操纵子Iactiveactivator(apoinducer)

operononCo-repressorInactiveactivatoroperonoff86现在是86页\一共有183页\编辑于星期三e.g.阿拉伯糖操纵子(regulon)在大肠杆菌中，参与阿拉伯糖代谢的酶基因分为三个操纵子，即araBAD、

araE和araFG

araE和araFG编码膜结合蛋白，与阿拉伯糖结合和转运有关阿拉伯糖的降解需要3个基因：araB、araA和araD，形成一个基因簇，简写为araBAD。分别编码L-核酮糖激酶、L-阿拉伯糖异构酶和L-核酮糖-5-磷酸-4-表异构酶三个操纵子由一个共同的araC基因产物(转录因子AraC)调控87现在是87页\一共有183页\编辑于星期三araBAD和araC基因的转录是分别在两条链上以相反的方向进行的araBAD基因簇从启动子PBAD开始向右进行转录，而araC基因则是从Pc向左转录Cpind结合位点，araBAD转录Cprep结合位点，阻遏PC&PBAD88现在是88页\一共有183页\编辑于星期三ara操纵子的调控有三个特点：第一，araC的表达受到自身产物AraC的自动调控第二，AraC既可充当阻遏物，也可作为激活剂AraC蛋白同时显示正、负调节因子的功能第三，AraC与CAP结合可充分诱导ara操纵子89现在是89页\一共有183页\编辑于星期三AraC蛋白作为PBAD活性正、负调节因子的双重功能是通过该蛋白的两种异构体实现的。Pr是起阻遏作用的形式，可以与现在尚未鉴定的类操纵区位点相结合，而Pi是起诱导作用的形式，它通过与PBAD启动子结合进行调节在没有阿拉伯糖时，Pr形式占优势；一旦有阿拉伯糖存在，它就能够与AraC蛋白结合，使平衡趋向于Pi形式。这样，阿拉伯糖的诱导作用就可以解释为阿拉伯糖与Pr的结合，使Pr离开它的结合位点，然后产生大量的Pi，并与启动子结合90现在是90页\一共有183页\编辑于星期三阿拉伯糖的作用象AraC的一个调控器，可将AraC由一个阻遏物转换为一个激活剂。阿拉伯糖与AraC结合改变了AraC同源二聚体化特性、促进了AraC-CAP复合物的形成。此时，AraC－阿拉伯糖的作用象是一个转录激活剂，这正是CAP-cAMP诱导araB、araA、araD转录所需要的91现在是91页\一共有183页\编辑于星期三当由于araBAD编码的蛋白质的代谢使得阿拉伯糖水平下降时，AraC又转换成一个阻遏物，同时araBAD转录减少，此时尽管CAP-cAMP复合物仍然存在于细胞中92现在是92页\一共有183页\编辑于星期三阿拉伯糖作为E.coli的碳源，可以诱导ara操纵子的转录。当细胞中葡萄糖水平高（导致cAMP处于低浓度）和阿拉伯糖水平低时，AraC阻遏araB，araA，araD的转录当阿拉伯糖水平高，而葡萄糖水平低（cAMP高）时，CAP-cAMP复合物能够与ara操纵子中的CAP结合部位结合，使DNA突环打开93现在是93页\一共有183页\编辑于星期三94现在是94页\一共有183页\编辑于星期三ArabinoseoperonopenBADgeneexpression阿拉伯糖存在cAMPenough(noglucose)CppresentCpind95现在是95页\一共有183页\编辑于星期三细菌有时会碰到紧急状况，比如氨基酸饥饿时，就不是缺少一二种氨基酸，而是氨基酸的全面匮乏。为了紧缩开支，渡过难关，细菌将会产生一个应急反应，包括生产各种RNA、糖、脂肪和蛋白质在内的几乎全部生物化学反应过程均被停止8.2.2严谨反应调控(stringentresponsecontrol)（1）基本概念原核生物（w.t.）在氨基酸饥饿状态下，自动停止或降低(10-20倍)rRNA,tRNA转录，从而调节蛋白质合成速率的严谨现象

stringentresponse是对任何氨基酸饥饿时表现的一种广泛的调节机制96现在是96页\一共有183页\编辑于星期三（2）相关因子严谨因子(焦磷酸转移酶）Relgene编码（relaxed)pppGpp（MagicspotII）鸟苷-5’-三磷酸-3’-二磷酸PPP-CH2GMSIIPPppGpp（MagicspotI）

鸟苷-5’-二磷酸-3’-二磷酸PP-CH2MSIPPG鸟苷四磷酸(ppGpp)鸟苷五磷酸(pppGpp)

信号分子产生信号分子的诱导物是空载tRNA严紧反应导致两种特殊核苷酸积聚：

97现在是97页\一共有183页\编辑于星期三◆最初发现细菌在氨基酸饥饿时，出现两种特殊的核苷酸，其电泳的迁移率和一般的核酸不同，感到很奇怪，就称之为“魔斑Ⅰ”和“魔斑Ⅱ”，后来发现魔斑Ⅰ便是ppGpp，魔斑Ⅱ是pppGpp。◆这些鸟苷是典型的小分子效应物，预期它们的功能是和靶蛋白结合改变它们的活性，有时它们被称为（p）ppGpp。（p）ppGpp的功能是调节细胞活性大分子的协调性。它们的产物是由两种途径来控制的。在严峻的条件下严谨反应可以触发(p)ppGpp的增加。一些未知因素的调节也会出现（p）ppGpp水平与细菌生长速度之间的反向协调。

98现在是98页\一共有183页\编辑于星期三pppG+ATPpppGpp+AMP严谨因子ppG+ATPppGpp+AMP

＋pi严谨因子次要途径各种核糖体蛋白质，EF-Tu和EF-G99现在是99页\一共有183页\编辑于星期三（3）stringentresponse分子机理Rel+stringentfactorAsite的空载tRNAPPGATPAMPppGpppppGppNulltRNA,肽链不延伸，GTP不断消耗10upIdlingreaction提纯的RelA酶它本身实际是没有活性的。而在核糖体存在时它才有活性。它的活性是由核糖体在合成蛋白中的状态所控制的。

100现在是100页\一共有183页\编辑于星期三调控机制：当细菌处于氨基酸饥饿状态时，无负载的tRNA进入核糖体A位点后，无法形成新的肽键，而GTP却在不断消耗，即出现所谓的空转反应（idlingreaction)。细胞内出现空转反应时促进了严谨因子的表达，从而产生魔斑，其浓度可增加10倍以上。魔斑作为阻遏物特异性地与rDNA操纵子的起始位点结合关闭rDNA操纵子，同时阻止tRNA的转录延伸，以使细胞能适应有限的营养条件。当细菌的生存条件恢复正常时，细胞中名为spoT的基因可编码降解ppGpp的酶，从而开放rRNA和tRNA的转录，保证核糖体的重新构建和蛋白质的合成。101现在是101页\一共有183页\编辑于星期三trp操纵子转录的调控是通过Trp阻遏物实现的，它结合于trp操作子序列，但Trp阻遏物的DNA结合活性直接受色氨酸调控，色氨酸结合Trp阻遏物，并起着一个效应分子的作用（称之辅阻遏物）在有高浓度色氨酸存在时，Trp阻遏物-色氨酸复合物形成一个同源二聚体，并且紧密结合于trp操作子序列，因此可以阻止转录。然而当色氨酸水平低时，缺少色氨酸的Trp阻遏物以一种非活性形式存在，不能结合DNA。在这样的条件下，trp操纵子被RNA聚合酶转录，同时色氨酸生物合成途径被激活8.2.3衰减子调控(Attenuatorcontrol)102现在是102页\一共有183页\编辑于星期三103现在是103页\一共有183页\编辑于星期三trp操纵子的另一种转录调控是称之衰减作用（attenuation）的调控机制，这是一种将翻译与转录联系在一起的新的转录调控形式在trpmRNA5‘端trpE基因的起始密码前有一个长162bp的mRNA片段被称为前导区，研究发现，当mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，否则转录总是在这个区域终止，产生一个仅有140个核苷酸的RNA分子，终止trp基因转录。衰减子：是操纵子结构基因上游前导区内类似于终止子的一段DNA序列104现在是104页\一共有183页\编辑于星期三属于衰减调控方式的有大肠杆菌中的色氨酸操纵子、苯丙氨酸操纵子、苏氨酸操纵子、异亮氨酸操纵子等起信号作用的是有特殊负载的氨基酰-tRNA的浓度，在色氨酸操纵子中就是色氨酰-tRNA的浓度起调节作用的信号分子是细胞中某一氨基酸或嘧啶的浓度，因此是转录调控中的微调整，只要稍加变动就可影响整个体系的功能105现在是105页\一共有183页\编辑于星期三TrpTrp高时Trp不存在mRNAOPtrpR调节区结构基因

RNA聚合酶

RNA聚合酶

转录衰减的调控色氨酸操纵子6700个核苷酸140个核苷酸106现在是106页\一共有183页\编辑于星期三◆分析前导肽序列，发现它包括起始密码子AUG和终止密码子UGA，编码了一个14个氨基酸的多肽。该多肽有一个特征，其第10位和11位有相邻的两个色氨酸密码子。正是这两个相连的色氨酸密码子（组氨酸、苯丙氨酸操纵子中都有这种现象）调控了蛋白质的合成。◆前导序列中有4个富含GC片断，以两种不同的方式进行碱基配对，有时是1(60-68nt)－2(75-83nt)和3(110-121)－4(126-134)配对，有时只以2－3方式配对。107现在是107页\一共有183页\编辑于星期三◆当培养基中色氨酸浓度较高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前就到达2区，使2-3区不能配对，3-4区自由配对形成一环终止子结构，转录被终止，trp操纵子被关闭。◆当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNATrp也就少，这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的trp密码子处），这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。108现在是108页\一共有183页\编辑于星期三UUUU……UUUU……调节区结构基因trpROP前导序列衰减子区域UUUU……前导mRNA1234衰减子结构

第10、11密码子为trp密码子终止密码子14aa前导肽编码区:

包含序列1形成发夹结构能力:序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密码子

UUUU……109现在是109页\一共有183页\编辑于星期三S.D.Seq14aminoacidleaderpeptideTrp1/7trpE（1）trpoperonRNA一级结构分析140Nt110~121—126~134(palindromicseq.)withpoly(U)27—68baseORFof14aatrphighfrequencywith1/7in14aa140baseRNAalmostbindingwithprotein(translableseq.)110121126134140276842bpAttenuatorsequenceSD序列（核糖体结合位点）110现在是110页\一共有183页\编辑于星期三Complementary3:4terminationoftranscriptionComplementary2:3Elongationoftranscription（2）140NtRNA二级结构分析111现在是111页\一共有183页\编辑于星期三ThetrpoperonofE.coli112现在是112页\一共有183页\编辑于星期三113现在是113页\一共有183页\编辑于星期三不同氨基酸合成酶操纵子前导肽的氨基酸序列HisPheLeuThrIleHisPheLeuThr\IleLeu\Val\Ile114现在是114页\一共有183页\编辑于星期三细胞内Trp-tRNATrp浓度决定核糖体是否停留在trpmRNA中的前导序列内的两个连续的色氨酸密码子处当色氨酸水平高和Trp-tRNATrp可利用时，起转录终止作用的发卡环结构（3区和4区）形成，RNA聚合酶在聚尿嘧啶的下游处脱离DNA模板，转录终止。115现在是115页\一共有183页\编辑于星期三(3)调控机制116现在是116页\一共有183页\编辑于星期三Intryptophan-poormedium当细胞内色氨酸有限、Trp-tRNATrp水平低时，核糖体就停留在RNA中连续的一对色氨酸密码子处。核糖体这一瞬间的停留给出时间使得发卡结构在新的RNA中（由2区和3区之间）形成，是一种抗终止的RNA结构，它破坏了转录终止信号，使得RNA聚合酶能够继续沿着DNA模板滑动完成转录。覆盖20个核苷酸/核糖体117现在是117页\一共有183页\编辑于星期三而当培养基中色氨酸浓度高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体就到达2区，这样使2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。所以，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置。覆盖20个核苷酸/核糖体118现在是118页\一共有183页\编辑于星期三UUUU……34UUUU3’34

核糖体前导肽前导mRNA1.当色氨酸浓度高时转录衰减机制

125’

trp密码子

衰减子结构就是终止子可使转录前导DNAUUUU3’

RNA聚合酶

终止119现在是119页\一共有183页\编辑于星期三UUUU……342423UUUU……核糖体前导肽前导mRNA

15’

trp密码子

结构基因前导DNA

RNA聚合酶

2.当色氨酸浓度低时Trp合成酶系相关结构基因被转录

序列3、4不能形成衰减子结构120现在是120页\一共有183页\编辑于星期三（4）Attenuatorcontrol的生物学意义原核生物细致的精细调控机制增强原核生物对环境的适应性当有少量trp存在repressor不足以关闭operon当有大量trp存在少量RNApol通过O位点只要细胞内有trp-tRNAtrp存在Attenuator就会使RNApol在引导区转录中断121现在是121页\一共有183页\编辑于星期三IpoL.S.EDCBAtRNAtrp+trptrptrp-tRNAtrpproteinsynthesisTrpsynthetaseoperon粗调细调122现在是122页\一共有183页\编辑于星期三衰减子可能的生物学意义：活性阻遏物和非活性阻遏物的转换可能较慢，而tRNA荷载与否可能更为灵敏氨基酸的主要用途是合成蛋白质，因而以tRNA荷载情况作为标准可能更为恰当衰减子系统需要先转录出前导肽mRNA，然后根据前导肽的翻译情况决定mRNA是否继续转录，而当氨基酸供应充足时，可以利用阻遏蛋白直接关闭mRNA的转录活性当细胞内氨基酸高于某一水平时，阻遏蛋白可以实现完全的阻遏，而低于这一水平时，需要衰减子来进行细调节123现在是123页\一共有183页\编辑于星期三8.2.4基因转座调控（基因重排）(1)广泛存在于原核与真核生物中的一类调控方式Immunoglobulin(Ig)的多样性Yeastmatingtype(aorα)SalmonellflagellinH1H2鼠伤寒沙门氏菌的鞭毛蛋白基因124现在是124页\一共有183页\编辑于星期三鼠伤寒沙门氏菌125现在是125页\一共有183页\编辑于星期三在沙门氏菌（S.typhimrium）的鞭毛合成中，通过启动子方向的改变来调节不同鞭毛蛋白的合成。细菌是通过摆动其鞭毛来运动的，许多沙门氏菌因它们具有2个非等位基控制合成鞭毛蛋白（鞭毛蛋白的亚基）而出现两相性(diphasic)。同一菌落既可以表达为H1型[细菌处于1相(phase1)]，也可以表达为H2型[细菌处于2相（phase2）]。在细菌的分裂中有1/1000的概率会出现由一相转变为另一相，此就称为相转变（phasevariation）。

126现在是126页\一共有183页\编辑于星期三SalmonellH1H2相变（phasevariation）负责合成两种鞭毛的基因位于不同的染色体座位。H2基因是和另一个编码H1阻遏物基因rh1紧密连锁，这两个基因协同表达。处于2相时，在H2基因表达的同时，阻遏物基因也得到表达,且阻止了H1基因的合成；在1相时，H2基因和rh1基因都不表达，这样H1基因就进行合成。在此控制途径中，细菌的相取决于H2-rh1转录单位是否有活性。

127现在是127页\一共有183页\编辑于星期三这个转录单位的活性是由与它相邻接的一个DNA片段来控制的，此片段长995bp，两端是长14bp的反向重复序列（IRL和IRR）。H2的起始密码子在反向重复序列IRR右侧16bp处。含有hin基因的DNA片段在IRL（左反向重复序列）和IRR（右反向重复序列）之间，其产物Hin（Hsegmentinversion）蛋白通过反向重复序列之间的交互重组来介导整个片段的倒位。Hin基因突变会使倒位的频率降低为野生型的10-4。

128现在是128页\一共有183页\编辑于星期三H2-rh1转录单位的启动子位于倒位片段之中，启动和转录单位方向相同时，转录在启动子处起始，而且持续通过H2-rh1,导致2相的表达。当Hin片段倒位时启动子和转录单位方向不同，转录单位不能表达，从而导致了1相表达。129现在是129页\一共有183页\编辑于星期三MolecularbiologyofSalmonellH1&H2

phasevariationononoffoffrh1-p130现在是130页\一共有183页\编辑于星期三Fla.Mov.H1O

HinH2rh1(repressor)IRL(1-14)IR

R(982-995)PP

Hin-PtransposaseH2flagellinH1repressorFla.-PFla.Mov.H1OHinH2rh1(repressor)IRL(1-14)IR

R(982-995)PPH1flagellin非复制型原位转座H2－rH1转录单元的表达受其上游一段DNA序列的排列方向控制H2基因的AUG与此序列间隔16bp,但P位于995序列的末端131现在是131页\一共有183页\编辑于星期三相变的意义：逃脱寄主抗体的进攻若细菌侵染寄主时处于I相，则产生H1型鞭毛蛋白，寄主可能针对H1型鞭毛蛋白产生抗体；而细菌利用相变的手段产生0.1%的II相细菌后代，又可以在寄主体内生存和繁衍随机应变以求生存132现在是132页\一共有183页\编辑于星期三8.3翻译水平上的调控133现在是133页\一共有183页\编辑于星期三8.3.1Operon内各基因以一定的比例协调翻译Lac.OperonZ:Y:A=5:2:1134现在是134页\一共有183页\编辑于星期三8.3.2Modulate—codonusage&tRNA对蛋白质翻译速率的调控一个氨基酸可以由几个不同的密码子编码，不同密码的偏爱性与tRNA分子的丰富度相适应，mRNA中出现利用率低的密码子，对应的tRNA数量也较少，氨酰基-tRNA与之结合速率及释放速度相应也较少。这一tRNA的丰富度是受其基因tDNA的拷贝数决定的，在翻译的进程中核糖体往往会在那些稀有密码子上停工待料，从而放慢翻译速度，起到“减速挡”作用。这类调谐密码子的位点及密度是长期进化过程中形成的一种在翻译水平上的调控机制，广泛存在于原核生物中。135现在是135页\一共有183页\编辑于星期三8.3.3蛋白质合成的自体调控--------蛋白质与自身mRNA结合A.核糖体蛋白质合成的自体调控

E.coli组成核糖体的蛋白质50种以上一个核糖体内（除S7/S12具有4个分子外）其他蛋白均仅为1个分子136现在是136页\一共有183页\编辑于星期三在大肠杆菌中核糖体蛋白的合成与rRNA合成是严格协调的。这种调控机制的主要特点表现为：不同的核糖体蛋白基因分布于不同的操纵子中。如S7,L5,L4,S4,L1等。这些调节子蛋白具有双功能作用，它们即可作为核糖体蛋白与rRNA结合组装核糖体，又可作为调节子蛋白与自身所在操纵子的mRNA结合，而且这个结合位点紧邻5‘端的SD序列，从而关闭自身操纵子mRNA的翻译。调节子蛋白与rRNA的结合力高于与自身mRNA的结合力，因此，当细胞中存在rRNA时，该蛋白优先结合rRNA。当rRNA不足时，该蛋白又以调节子蛋白的身份结合于自身操纵子mRNA上，降低自身及同一操纵子中的相关基因的翻译速度。137现在是137页\一共有183页\编辑于星期三operon基因及调节蛋白strS12,S7,EF-G,EF-TuspcL14,L24,L5,S14,S8,l6,L18,S5,L15,L30s10S10,L3,L2,

L4,L23,S19,L22,S3,S17,L16,L29αS13,S11,S4,α,l17L11L11,L1

核糖体蛋白质合成的自体调控代表受调节蛋白调控的基因138现在是138页\一共有183页\编辑于星期三例：在大肠杆菌L11操纵子中含有编码两个核糖体蛋白L1和L11的基因，操纵子表达产生一条多顺反子mRNA。当细胞中具有充足的23SrRNA时，L1、L11核蛋白与23SrRNA结合成复合体，参与核糖体的组建，其中L1蛋白与23SrRNA的5’端GAGGA保守序列结合。当23SrRNA不足时，L11和L1蛋白相对过剩。此时，L1蛋白与自身操纵子mRNA5‘端的GAGGA序列结合，在翻译水平上阻止核糖体蛋白质的生物合成。随着23SrRNA转录量的逐步增加，L11和L1又重新参与组建核糖体。核糖体蛋白L11和L1的翻译量受到自身调节子蛋白的调节，以保持与rRNA处于一种动态平衡的状态。139现在是139页\一共有183页\编辑于星期三rDNAGAGGAL11L1L11operonGAGGAmRNA当rRNA充足时，调控蛋白优先与rRNA结合当rRNA不足时，即rRNA被饱和后，调控蛋白与mRNA上的结合位点结合regulatorGAGGA关闭核糖体蛋白合成（翻译水平上）140现在是140页\一共有183页\编辑于星期三B.蛋白质合成终止释放因子（RF2)的自体调控在正常翻译情况下，核糖体沿着mRNA行进，每移动三个核苷酸便翻译一个氨基酸残基，当到达终止密码时，核糖体A位点没有氨酰tRNA进入，细胞内的释放因子RF能识别终止密码子，并引起完整的多肽链的释放和核糖体的解体，终止肽链的翻译过程。但由于通读和移码的存在，使核糖体在终止密码处仍有小于10-3的概率继续合成多肽链的不终止现象。141现在是141页\一共有183页\编辑于星期三例如释放因子RF2的第25位氨基酸是Leu，第26位氨基酸是Asp，但在其mRNA上，第25位密码CUU与第26位密码GAC之间存在一个U，第340位密码子是基因末端的终止密码子UAG。在正常阅读时，第26个密码应该是终止密码UGA，只能合成一条25个氨基酸残基的短肽。