基因表達(dá)調(diào)控1

1、目錄目錄從整體水平到分子水平示意圖從整體水平到分子水平示意圖分子水平分子水平細(xì)胞水平細(xì)胞水平整體水平整體水平生命科學(xué)的發(fā)展過程生命科學(xué)的發(fā)展過程：目錄目錄 生命科學(xué)的研究內(nèi)容：生命科學(xué)的研究內(nèi)容： 生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物與生生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物與生物之間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。物之間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。 生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域：生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域： 分子生物學(xué)分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)，而分子生物學(xué)是發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)，而分子生物學(xué)是生命科學(xué)的核心前沿。生命科學(xué)的核心前沿。 生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動生命科學(xué)是研究

2、生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。目錄目錄 分子生物學(xué)分子生物學(xué)從分子水平從分子水平研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門新研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門新興學(xué)科。興學(xué)科。 它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并且與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的且與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的前沿領(lǐng)域。前沿領(lǐng)域。目錄目錄 由于分子生物學(xué)以其嶄新的由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點和技術(shù)對其他學(xué)科的全面滲觀點和技術(shù)對其他學(xué)科的全面滲透，推動了細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)透，推動了細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)向分、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)向分子水平的方向發(fā)展，使這些學(xué)科子水平的方向發(fā)展，使這些學(xué)科已不再是

3、原來的經(jīng)典學(xué)科，而成已不再是原來的經(jīng)典學(xué)科，而成為生命科學(xué)的前沿。為生命科學(xué)的前沿。目錄目錄 分子生物學(xué)技術(shù)：分子生物學(xué)技術(shù)： 例如：例如：DNADNA及及RNARNA的印跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜的印跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜交、基因克隆、基因體外擴增、交、基因克隆、基因體外擴增、DNA DNA 測序等，測序等，形成了獨特的重組形成了獨特的重組DNADNA技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。 由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等遺傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等各專業(yè)技術(shù)各專業(yè)技術(shù)的滲透、綜合的滲透、綜合而成，而成，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造并在此基

4、礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造了一系列新的技術(shù)。了一系列新的技術(shù)。目錄目錄分子克隆分子克隆 (molecular cloning) 重組重組DNA (recombinant DNA)技術(shù)是近技術(shù)是近代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。 基因操作基因操作 (gene manipulation) 基因克隆基因克隆 (gene cloning)基因工程基因工程 (gene engineering)目錄目錄分子醫(yī)學(xué)分子醫(yī)學(xué)（molecular medicinemolecular medicine）： 由于分子生物學(xué)滲透進(jìn)入生物學(xué)由于分子生物學(xué)滲透進(jìn)入生物學(xué)和醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)的每一分支領(lǐng)域，全面推動了生命科學(xué)和醫(yī)

5、的每一分支領(lǐng)域，全面推動了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的各個方面的發(fā)展，如疾病的發(fā)病機理研學(xué)的各個方面的發(fā)展，如疾病的發(fā)病機理研究、疾病的診斷和治療，使醫(yī)學(xué)進(jìn)入了一個究、疾病的診斷和治療，使醫(yī)學(xué)進(jìn)入了一個嶄新的時代。嶄新的時代。 目錄目錄遺傳性狀改變或治療疾病遺傳性狀改變或治療疾病 可能從某一生物體的基因組中分離出某一特定可能從某一生物體的基因組中分離出某一特定功能基因，導(dǎo)入到另一種生物的基因組。功能基因，導(dǎo)入到另一種生物的基因組。 基因工程和蛋白質(zhì)工程基因工程和蛋白質(zhì)工程 外源外源DNADNA與載體在體外進(jìn)行連接，或在基因水與載體在體外進(jìn)行連接，或在基因水平上進(jìn)行有目的的定向誘變。平上進(jìn)行有目的的定向誘變

6、。 生物技術(shù)進(jìn)入了分子水平，基因（或生物技術(shù)進(jìn)入了分子水平，基因（或DNADNA）也也進(jìn)入了社會生產(chǎn)和人們生活的方方面面。進(jìn)入了社會生產(chǎn)和人們生活的方方面面。 目錄目錄 按照自己的意愿和社會需求改造基因，制備按照自己的意愿和社會需求改造基因，制備各種具有生物活性的大分子。各種具有生物活性的大分子。 DNADNA、RNA RNA 和蛋白質(zhì)成為人類治病、防病的一和蛋白質(zhì)成為人類治病、防病的一類新型的生物制品或藥物。類新型的生物制品或藥物。 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改良品種，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改良品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及抗病蟲害，抗干旱提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及抗病蟲害，抗

7、干旱等能力。等能力。目錄目錄分子生物學(xué)的分子生物學(xué)的主要主要研究內(nèi)容研究內(nèi)容 生物大分子的生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能，生物大結(jié)構(gòu)、功能，生物大分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。發(fā)展的關(guān)系。目錄目錄第一章第一章基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控Regulation of Gene Expression目錄目錄第一節(jié)第一節(jié)概概 述述Basic Conceptions and Characters目錄目錄一、基因表達(dá)是基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程一、基因表達(dá)是基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程是基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程，也是基因所是基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程，也是基因所攜帶的遺傳信息表現(xiàn)為表型的過程

8、，包括基攜帶的遺傳信息表現(xiàn)為表型的過程，包括基因轉(zhuǎn)錄成互補的因轉(zhuǎn)錄成互補的RNA序列，對于蛋白質(zhì)編碼序列，對于蛋白質(zhì)編碼基因，基因，mRNA繼而翻譯成多肽鏈，并裝配加繼而翻譯成多肽鏈，并裝配加工成最終的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。工成最終的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。 基因表達(dá)基因表達(dá)(gene expression) 基因表達(dá)是受調(diào)控的?；虮磉_(dá)是受調(diào)控的。目錄目錄二、基因表達(dá)具有時間特異性和空間特異性二、基因表達(dá)具有時間特異性和空間特異性（一）時間特異性是指基因表達(dá)按一定的時間（一）時間特異性是指基因表達(dá)按一定的時間順序發(fā)生順序發(fā)生 按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按一按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按一定的時間順序

9、發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的定的時間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時間時間特異性特異性(temporal specificity)。 多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時間特異性又稱多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時間特異性又稱階段階段特異性特異性(stage specificity)。目錄目錄（二）空間特異性是指多細(xì)胞生物個體在特（二）空間特異性是指多細(xì)胞生物個體在特定生長發(fā)育階段，同一基因在不同的定生長發(fā)育階段，同一基因在不同的組織器官表達(dá)不同組織器官表達(dá)不同 在個體生長、發(fā)育過程中，一種基因產(chǎn)物在個體的在個體生長、發(fā)育過程中，一種基因產(chǎn)物在個體的不同組織或器官表達(dá)，即在個體的不同空間出現(xiàn)，不同組織或器官表達(dá)，即在個體的不同

10、空間出現(xiàn)，這就是基因表達(dá)的這就是基因表達(dá)的空間特異性空間特異性(spatial specificity)。 基因表達(dá)伴隨時間或階段順序所表現(xiàn)出的這種空間基因表達(dá)伴隨時間或階段順序所表現(xiàn)出的這種空間分布差異，實際上是由細(xì)胞在器官的分布所決定的，分布差異，實際上是由細(xì)胞在器官的分布所決定的，因此基因表達(dá)的空間特異性又稱因此基因表達(dá)的空間特異性又稱細(xì)胞特異性細(xì)胞特異性(cell specificity)或組織特異性或組織特異性(tissue specificity)。目錄目錄三、基因表達(dá)的方式存在多樣性三、基因表達(dá)的方式存在多樣性基因表達(dá)調(diào)控（基因表達(dá)調(diào)控（regulation of gene ex

11、pression）就是指細(xì)胞或生物體在接受內(nèi)外環(huán)境信號刺激就是指細(xì)胞或生物體在接受內(nèi)外環(huán)境信號刺激時或適應(yīng)環(huán)境變化的過程中在基因表達(dá)水平上做出時或適應(yīng)環(huán)境變化的過程中在基因表達(dá)水平上做出應(yīng)答的分子機制，即位于基因組內(nèi)的基因如何被表應(yīng)答的分子機制，即位于基因組內(nèi)的基因如何被表達(dá)成為有功能的蛋白質(zhì)（或達(dá)成為有功能的蛋白質(zhì)（或RNA），在什么組織表），在什么組織表達(dá)，什么時候表達(dá)，表達(dá)多少等。達(dá)，什么時候表達(dá)，表達(dá)多少等。 目錄目錄按對刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：按對刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為： 組成性表達(dá)組成性表達(dá) 誘導(dǎo)或阻遏表達(dá)誘導(dǎo)或阻遏表達(dá)目錄目錄（一）有些基因幾乎在所有細(xì)胞中持續(xù)

12、表達(dá)（一）有些基因幾乎在所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá) 某些基因在一個生物個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表某些基因在一個生物個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，不易受環(huán)境條件的影響，通常被稱為達(dá)，不易受環(huán)境條件的影響，通常被稱為管家基因管家基因(housekeeping gene)。 管家基因管家基因的的表達(dá)水平受環(huán)境因素影響較小，而是在表達(dá)水平受環(huán)境因素影響較小，而是在生物體各個生長階段的大多數(shù)、或幾乎全部組織中生物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(dá)，或變化很小。這類基因表達(dá)被視為持續(xù)表達(dá)，或變化很小。這類基因表達(dá)被視為組成組成性基因表達(dá)性基因表達(dá)(constitutive gene expressi

13、on)?；镜幕虮磉_(dá)水平并非絕對基本的基因表達(dá)水平并非絕對“一成不變一成不變”， 所謂所謂“不變不變”是相對的。是相對的。 目錄目錄（二）有些基因的表達(dá)受到環(huán)境變化的誘導(dǎo)（二）有些基因的表達(dá)受到環(huán)境變化的誘導(dǎo)和阻遏和阻遏 在特定環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，在特定環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，即這種基因表達(dá)是可誘基因表達(dá)產(chǎn)物增加，即這種基因表達(dá)是可誘導(dǎo)的。導(dǎo)的。 可誘導(dǎo)基因可誘導(dǎo)基因(inducible gene)在一定的環(huán)境中在一定的環(huán)境中表達(dá)增強的過程，稱為表達(dá)增強的過程，稱為誘導(dǎo)誘導(dǎo)(induction)。 如果基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答時被抑制，這種基如果基因?qū)Νh(huán)境

14、信號應(yīng)答時被抑制，這種基因是因是可阻遏基因可阻遏基因(repressible gene)?？勺瓒艋？勺瓒艋?表 達(dá) 產(chǎn) 物 水 平 降 低 的 過 程 稱 為因 表 達(dá) 產(chǎn) 物 水 平 降 低 的 過 程 稱 為 阻 遏阻 遏(repression)。目錄目錄 在一定機制控制下，功能上相關(guān)的一組基在一定機制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，即為致、共同表達(dá)，即為協(xié)同表達(dá)協(xié)同表達(dá)(coordinate expression)，這種調(diào)節(jié)稱為，這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)同調(diào)節(jié)協(xié)同調(diào)節(jié)(coordinate regulation)。

15、（三）生物體內(nèi)不同基因的表達(dá)受到協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)（三）生物體內(nèi)不同基因的表達(dá)受到協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)目錄目錄四、基因表達(dá)調(diào)控受順式作用元件四、基因表達(dá)調(diào)控受順式作用元件和反式作用因子共同調(diào)節(jié)和反式作用因子共同調(diào)節(jié) 一般說來，調(diào)節(jié)序列與被調(diào)控的編碼序列位一般說來，調(diào)節(jié)序列與被調(diào)控的編碼序列位于同一條于同一條DNADNA鏈上，稱為鏈上，稱為順式作用元件順式作用元件( (cis -acting element) )。 調(diào)節(jié)序列遠(yuǎn)離被調(diào)控的編碼序列，實際上是調(diào)節(jié)序列遠(yuǎn)離被調(diào)控的編碼序列，實際上是其他分子的編碼基因，只能通過其表達(dá)產(chǎn)物其他分子的編碼基因，只能通過其表達(dá)產(chǎn)物來發(fā)揮作用，這些蛋白質(zhì)分子稱為來發(fā)揮作用，這些蛋白質(zhì)

16、分子稱為反式作用反式作用因子因子( (trans-acting factor) )。目錄目錄五、基因表達(dá)調(diào)控呈現(xiàn)多層次和復(fù)雜性五、基因表達(dá)調(diào)控呈現(xiàn)多層次和復(fù)雜性 首先，遺傳信息以基因的形式貯存于首先，遺傳信息以基因的形式貯存于DNADNA中。中。 其次，遺傳信息經(jīng)轉(zhuǎn)錄由其次，遺傳信息經(jīng)轉(zhuǎn)錄由DNADNA傳向傳向RNA RNA 過程過程中的許多環(huán)節(jié)。中的許多環(huán)節(jié)。( (最重要、最復(fù)雜最重要、最復(fù)雜) ) 最后，蛋白質(zhì)生物合成即翻譯與翻譯后加工。最后，蛋白質(zhì)生物合成即翻譯與翻譯后加工。目錄目錄六、基因表達(dá)調(diào)控為生物體生長、六、基因表達(dá)調(diào)控為生物體生長、發(fā)育的基礎(chǔ)發(fā)育的基礎(chǔ)（一）生物體調(diào)節(jié)基因表達(dá)以

17、適應(yīng)環(huán)境、（一）生物體調(diào)節(jié)基因表達(dá)以適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖維持生長和增殖生物體所處的內(nèi)、外環(huán)境是在不斷變化生物體所處的內(nèi)、外環(huán)境是在不斷變化的。通過一定的程序調(diào)控基因的表達(dá)，可使的。通過一定的程序調(diào)控基因的表達(dá)，可使生物體表達(dá)出合適的蛋白質(zhì)分子，以便更好生物體表達(dá)出合適的蛋白質(zhì)分子，以便更好地適應(yīng)環(huán)境，維持其生長和增殖。地適應(yīng)環(huán)境，維持其生長和增殖。 目錄目錄（二）生物體調(diào)節(jié)基因表達(dá)以維持細(xì)胞（二）生物體調(diào)節(jié)基因表達(dá)以維持細(xì)胞分化與個體發(fā)育分化與個體發(fā)育在多細(xì)胞個體生長、發(fā)育的不同階段，在多細(xì)胞個體生長、發(fā)育的不同階段，或同一生長發(fā)育階段，不同組織器官內(nèi)蛋白或同一生長發(fā)育階段，不同組織器官內(nèi)

18、蛋白質(zhì)分子分布、種類和含量存在很大差異，這質(zhì)分子分布、種類和含量存在很大差異，這些差異是調(diào)節(jié)細(xì)胞表型的關(guān)鍵。些差異是調(diào)節(jié)細(xì)胞表型的關(guān)鍵。 目錄目錄第二節(jié)第二節(jié) 原核生物基因表達(dá)調(diào)控原核生物基因表達(dá)調(diào)控Regulation of Gene Expression in Prokaryote 目錄目錄原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點 基因組中很少有重復(fù)序列；基因組中很少有重復(fù)序列； 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因為連續(xù)編碼，且多為單拷編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因為連續(xù)編碼，且多為單拷貝基因，但編碼貝基因，但編碼rRNArRNA的基因仍然是多拷貝基因的基因仍然是多拷貝基因； 結(jié)構(gòu)基因在基因組中所占的比例（約

19、占結(jié)構(gòu)基因在基因組中所占的比例（約占50%50%）遠(yuǎn)）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真核基因組；遠(yuǎn)大于真核基因組； 許多結(jié)構(gòu)基因在基因組中以操縱子為單位排列許多結(jié)構(gòu)基因在基因組中以操縱子為單位排列原核生物基因組是具有超螺旋結(jié)構(gòu)的閉合環(huán)狀原核生物基因組是具有超螺旋結(jié)構(gòu)的閉合環(huán)狀DNA分子分子 目錄目錄原核生物大多數(shù)基因表達(dá)調(diào)控是通過原核生物大多數(shù)基因表達(dá)調(diào)控是通過操縱子機制操縱子機制實現(xiàn)實現(xiàn)一、一、操縱子是原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的基本單位操縱子是原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的基本單位 蛋白質(zhì)因子蛋白質(zhì)因子特異特異DNA序列序列編碼序列編碼序列 啟動子啟動子 操縱元件操縱元件 其他調(diào)節(jié)基因其他調(diào)節(jié)基因(promoter)(operato

20、r)目錄目錄操縱子模型的普遍性操縱子模型的普遍性 多順反子多順反子(polycistron)：mRNA分子攜帶了幾個多肽鏈分子攜帶了幾個多肽鏈的編碼信息。的編碼信息。 啟動子啟動子是是RNA聚合酶和各種調(diào)控蛋白作用的部位，是聚合酶和各種調(diào)控蛋白作用的部位，是決定基因表達(dá)效率的關(guān)鍵元件。決定基因表達(dá)效率的關(guān)鍵元件。 各種原核基因啟動序列特定區(qū)域內(nèi)，通常在轉(zhuǎn)錄起始各種原核基因啟動序列特定區(qū)域內(nèi)，通常在轉(zhuǎn)錄起始點上游點上游-10及及-35區(qū)域存在一些相似序列，稱為區(qū)域存在一些相似序列，稱為共有序列共有序列。 E.coli及一些細(xì)菌啟動序列的共有序列在及一些細(xì)菌啟動序列的共有序列在-10區(qū)域是區(qū)域是T

21、ATAAT，在，在-35區(qū)域為區(qū)域為TTGACA 共有序列決定啟動序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。共有序列決定啟動序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。 目錄目錄基因表達(dá)有正調(diào)控和負(fù)調(diào)控基因表達(dá)有正調(diào)控和負(fù)調(diào)控調(diào)節(jié)原核生物基因表達(dá)的效應(yīng)蛋白可分：調(diào)節(jié)原核生物基因表達(dá)的效應(yīng)蛋白可分：阻遏蛋白阻遏蛋白-負(fù)調(diào)控因素負(fù)調(diào)控因素 激活蛋白激活蛋白-正調(diào)控因素正調(diào)控因素 目錄目錄調(diào)節(jié)基因（調(diào)節(jié)基因（regulatory gene）編碼能夠與操縱）編碼能夠與操縱序列結(jié)合的調(diào)控蛋白，可以分為三類：特異因子、序列結(jié)合的調(diào)控蛋白，可以分為三類：特異因子、阻遏蛋白和激活蛋白。阻遏蛋白和激活蛋白。 調(diào)控蛋白的作用分別是調(diào)控蛋白的作用分別是 特異因

22、子特異因子決定決定RNA聚合酶對一個或一套啟動序列的聚合酶對一個或一套啟動序列的特異性識別和結(jié)合能力；特異性識別和結(jié)合能力；目錄目錄 阻遏蛋白阻遏蛋白可以識別、結(jié)合特異可以識別、結(jié)合特異DNA序列序列操縱序列，操縱序列，抑制基因轉(zhuǎn)錄，所以阻遏蛋白介導(dǎo)負(fù)調(diào)節(jié)（抑制基因轉(zhuǎn)錄，所以阻遏蛋白介導(dǎo)負(fù)調(diào)節(jié)（negative regulation）。阻遏蛋白介導(dǎo)的負(fù)性調(diào)節(jié)機制在原核生物）。阻遏蛋白介導(dǎo)的負(fù)性調(diào)節(jié)機制在原核生物中普遍存在；中普遍存在； 激活蛋白激活蛋白可結(jié)合啟動序列鄰近的可結(jié)合啟動序列鄰近的DNA序列，提高序列，提高RNA聚聚合酶與啟動序列的結(jié)合能力，從而增強合酶與啟動序列的結(jié)合能力，從而增強

23、RNA聚合酶的轉(zhuǎn)聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性，是一種正調(diào)控（錄活性，是一種正調(diào)控（positive regulation）。）。 目錄目錄二、乳糖操縱子是典型的誘導(dǎo)型調(diào)控二、乳糖操縱子是典型的誘導(dǎo)型調(diào)控（一一）乳糖操縱子乳糖操縱子(lac operon)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 調(diào)控區(qū)調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點結(jié)合位點啟動序列啟動序列操縱序列操縱序列 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因Z： -半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y： 透酶透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA目錄目錄laclac 操縱子與阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)操縱子與阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)目錄目錄mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時沒有乳糖存在時（二二）乳糖操

24、縱子受阻遏蛋白和乳糖操縱子受阻遏蛋白和CAP的雙重調(diào)節(jié)的雙重調(diào)節(jié)阻遏基因阻遏基因1.1.阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)目錄目錄mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白有乳糖存在時有乳糖存在時IDNAZYAOPpol啟動轉(zhuǎn)錄啟動轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖乳糖別乳糖別乳糖-半乳糖苷酶半乳糖苷酶 laclac 操縱子與阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)操縱子與阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)目錄目錄+ + + + + + + + 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，無葡萄糖，cAMP濃度高時濃度高時有葡萄糖，有葡萄糖，cAMP濃度低時濃度低時2. CAP的正性調(diào)節(jié)的正性調(diào)節(jié)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP目錄目錄3. 3. 協(xié)同調(diào)節(jié)協(xié)同調(diào)節(jié) 當(dāng)阻

25、遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，CAP對該系統(tǒng)不能對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用。發(fā)揮作用。 如無如無CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序存在，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。列結(jié)合，操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性。 單純?nèi)樘谴嬖跁r，細(xì)菌利用乳糖作碳源；若單純?nèi)樘谴嬖跁r，細(xì)菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時，細(xì)菌首乳糖共同存在時，細(xì)菌首先利用葡萄糖。葡萄糖對先利用葡萄糖。葡萄糖對 lac 操縱子的阻遏作操縱子的阻遏作用稱用稱分解代謝阻遏分解代謝阻遏(catabolic repression)。 目錄目錄mRNA低半乳糖時低半乳糖時高半乳糖時高半乳糖時 葡萄糖低葡萄糖低 cAMP濃度高濃度高 葡萄糖高葡萄糖高cAMP濃度低濃度低RNA-polOOOO目錄目錄CAPCAP、阻遏蛋白、阻遏蛋白、cAMPcAMP和誘導(dǎo)劑對和誘導(dǎo)劑對laclac