原核生物的基因表達(dá)調(diào)控(2)

1、關(guān)于原核生物的基因表達(dá)調(diào)控 (2)第一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育第三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同環(huán)境的影響短日照植物長(zhǎng)日照植物第五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十一章 原核生物的基因表達(dá)調(diào)控第六張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)節(jié)型基因組成型基因（看家基因，管家基因）第七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月基因表達(dá)調(diào)控的兩種方式 基因的表達(dá)模式都可根據(jù)控制的效果分為正調(diào)控和負(fù)調(diào)控。如果是在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控，這兩種調(diào)控模式一般都涉

2、及到特定的調(diào)節(jié)蛋白與DNA特定序列之間的相互作用。一般將與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合的特定DNA序列稱為順式作用元件，而對(duì)于原核生物來(lái)說(shuō)，這樣的順式作用元件經(jīng)常被稱為操縱基因。第八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原核生物基因表達(dá)的調(diào)控多以操縱子為單位進(jìn)行，將功能相關(guān)的基因組織在一起。操縱子就是由啟動(dòng)子、操縱基因以及相鄰的若干結(jié)構(gòu)基因組成的功能單位，其中結(jié)構(gòu)基因受操縱基因所控制。操縱子中的全部結(jié)構(gòu)基因從同一個(gè)啟動(dòng)子開始轉(zhuǎn)錄成單個(gè)mRNA分子。第九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月如果是負(fù)調(diào)控，則在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白或者調(diào)節(jié)蛋白失活的情況下，基因正常表達(dá)。一旦存在調(diào)節(jié)蛋白或者調(diào)節(jié)蛋白被激活，基因則不

3、能表達(dá)。因此，負(fù)調(diào)控中的調(diào)節(jié)蛋白被稱為阻遏蛋白；如果是正調(diào)控，則在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白或者調(diào)節(jié)蛋白失活的情況下，基因不表達(dá)或者表達(dá)量不足。一旦有調(diào)節(jié)蛋白或者調(diào)節(jié)蛋白被激活，基因才能表達(dá)或者大量表達(dá)。因此，正調(diào)控中的調(diào)節(jié)蛋白被稱為激活蛋白。第十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月正調(diào)控與負(fù)調(diào)控模式的比較第十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)控水平在DNA水平上的調(diào)控二. 在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始水平上的調(diào)控轉(zhuǎn)錄終止水平上的調(diào)控三. 在翻譯水平上的調(diào)控第十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在DNA水平的調(diào)控基因的拷貝數(shù)啟動(dòng)子序列對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控DNA重組對(duì)DNA表達(dá)的調(diào)控：重

4、組可以改變控制基因表達(dá)的元件與受控基因之間的距離和方向，因而可以成為控制基因表達(dá)的一種手段。第十三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同類型啟動(dòng)子與基因表達(dá)之間的關(guān)系組成型啟動(dòng)子弱啟動(dòng)子強(qiáng)啟動(dòng)子一般與一致序列相同或相近缺乏一個(gè)或多個(gè)一致序列元件與一致序列相同或接近恒定的轉(zhuǎn)錄速率低轉(zhuǎn)錄速率高轉(zhuǎn)錄速率可能不受其它形式的調(diào)控經(jīng)常需要激活蛋白經(jīng)常受到阻遏第十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月鼠傷寒沙門氏菌相變的分子機(jī)制fljBfljBfljBfljBfljCfljCfljCfljCfljC蛋白fljBDNA重組對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控fjA第十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)控

5、水平在DNA水平上的調(diào)控二. 在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始水平上的調(diào)控轉(zhuǎn)錄終止水平上的調(diào)控三. 在翻譯水平上的調(diào)控第十六張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始階段的調(diào)控不同因子的選擇性使用操縱子調(diào)控模型幾種重要的操縱子轉(zhuǎn)錄終止階段的調(diào)控抗終止作用弱化 第十七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同因子的選擇性使用細(xì)菌識(shí)別啟動(dòng)子序列的是因子。不同的因子可識(shí)別不同的啟動(dòng)子序列，E. coli主要使用70。在特殊的條件下，其它類型的因子被表達(dá)或被激活。這些新的因子識(shí)別的是其它類型的啟動(dòng)子，其一致序列不同于70所識(shí)別的啟動(dòng)子，從而指導(dǎo)RNA pol啟動(dòng)一些新基因的表達(dá)。

6、這樣的調(diào)控系統(tǒng)使有機(jī)體能對(duì)在特定條件下才表達(dá)的多個(gè)基因進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)控。 第十八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月因子的選擇性使用與熱激基因的表達(dá)調(diào)控htpR第十九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月因子的級(jí)聯(lián)與SPO1噬菌體不同時(shí)期基因表達(dá)之間的關(guān)系4343第二十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始階段的調(diào)控不同因子的選擇性使用操縱子調(diào)控模型幾種重要的操縱子轉(zhuǎn)錄終止階段的調(diào)控抗終止作用弱化 第二十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月操縱子模型第一個(gè)被闡明的基因表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)是由法國(guó)巴斯德研究所的Francois Jacob和Jacques Mo

7、nod于1962年提出來(lái)的大腸桿菌基因表達(dá)的操縱子模型。事實(shí)證明，大多數(shù)原核生物的基因表達(dá)調(diào)控都采取這種方式，盡管真核細(xì)胞沒(méi)有操縱子的結(jié)構(gòu)，但模型中的一些基本原理也適用于真核生物。第二十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月操縱子模型認(rèn)為：一些功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因成簇存在，構(gòu)成所謂的多順?lè)醋?，它們的表達(dá)作為一個(gè)整體受到控制元件的調(diào)節(jié)。控制元件由啟動(dòng)子、操縱基因和調(diào)節(jié)基因組成。調(diào)節(jié)基因編碼調(diào)節(jié)蛋白，與操作子結(jié)合而調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。 第二十三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始階段的調(diào)控不同因子的選擇性使用操縱子調(diào)控模型幾種重要的操縱子轉(zhuǎn)錄終止階段的調(diào)控抗終止作

8、用弱化 第二十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月乳糖操縱子乳糖操縱子屬于誘導(dǎo)型操縱子，其天然的誘導(dǎo)物是乳糖的異構(gòu)體別乳糖，它既受到負(fù)調(diào)控，又受到正調(diào)控。乳糖操縱子的負(fù)調(diào)控乳糖操縱子的正調(diào)控第二十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月-半乳糖苷酶催化的水解和異構(gòu)化反應(yīng)第二十六張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖效應(yīng)和乳糖誘導(dǎo)第二十七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月乳糖對(duì)乳糖代謝酶的誘導(dǎo)如果供大腸桿菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)基中沒(méi)有乳糖，那么細(xì)胞內(nèi)參與乳糖分解代謝的三種酶，即-半乳糖苷酶、乳糖透過(guò)酶和巰基半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶很少，如每個(gè)細(xì)胞的-半乳糖苷酶的平均含量只有0.55個(gè)

9、?？墒且坏┰谂囵B(yǎng)基中加入乳糖或某些乳糖的類似物，則在幾分鐘內(nèi)，每個(gè)細(xì)胞中的-半乳糖苷酶分子數(shù)量驟增，可高達(dá)5 000個(gè)，有時(shí)甚至可占細(xì)菌可溶性蛋白的 510。與此同時(shí)，其它兩種酶的分子數(shù)也迅速提高。由此可見，新合成的-半乳糖苷酶、透過(guò)酶和乙?；赣傻孜锶樘腔蚱漕愃莆镏苯诱T導(dǎo)產(chǎn)生，乳糖及其相關(guān)類似物被稱為誘導(dǎo)物。 第二十八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)1個(gè)調(diào)節(jié)基因（lacI）位于Plac附近，有其自身的啟動(dòng)子和終止子，轉(zhuǎn)錄方向和結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄方向相反，呈低水平的組成型表達(dá)，編碼阻遏蛋白1個(gè)操縱基因（lacO） 位于Plac和lacZ基因之間，為阻遏蛋白結(jié)合的位

10、點(diǎn)1個(gè)啟動(dòng)子（Plac）3個(gè)結(jié)構(gòu)基因（lacZ、lacY和lacA）組成。lacZ編碼-半乳糖苷酶，催化很少一部分乳糖異構(gòu)化為別乳糖，絕大多數(shù)乳糖水解為半乳糖和葡萄糖；lacY基因編碼半乳糖透過(guò)酶，其功能是使環(huán)境中的-半乳糖苷能透過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)；lacA基因編碼轉(zhuǎn)乙?；?。轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶首先與Plac結(jié)合，通過(guò)lacO向右，按lacZlacYlacA方向進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，每次轉(zhuǎn)錄出來(lái)的一條mRNA上都帶有這3個(gè)基因。第二十九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌半乳糖操縱子模型第三十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月乳糖操縱子三個(gè)阻遏蛋白結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特征及其作用

11、第三十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月乳糖操縱子的正調(diào)控葡萄糖效應(yīng)在有葡萄糖存在時(shí)，細(xì)菌優(yōu)先利用環(huán)境中的葡萄糖，即使有誘導(dǎo)物乳糖的存在，乳糖操縱子也處于被抑制的狀態(tài)，直到葡萄糖被消耗完后才能解除抑制，這時(shí)細(xì)菌才開始利用乳糖進(jìn)行生長(zhǎng)。這說(shuō)明乳糖的存在僅僅是乳糖操縱子開放的必要條件，但還不是充要條件。同時(shí)有乳糖和葡萄糖的情況下，乳糖操縱子也不能正常開放呢的原因是乳糖操縱子的開放還需要一種稱為cAMP受體蛋白（CRP）的激活蛋白的正調(diào)控。只有在負(fù)調(diào)控不起作用、正調(diào)控起作用的條件下，乳糖操縱子才能開放。 第三十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月CAP的正調(diào)控作用第三十三張，PPT

12、共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月乳糖操縱子的操縱基因和CAP-cAMP結(jié)合位點(diǎn)序列第三十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月CAP-cAMP在CAP位點(diǎn)上與RNA pol的相互作用 第三十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月CAP-cAMP與其結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合以后導(dǎo)致DNA發(fā)生的彎曲第三十六張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月為什么乳糖操縱子既要受到負(fù)調(diào)控，又要受到正調(diào)控？一是使細(xì)胞能夠優(yōu)先利用葡萄糖，而優(yōu)先利用葡萄糖對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō)是有益的，因?yàn)閰⑴c葡萄糖分解的基因均是管家基因，這樣葡萄糖可以迅速地被分解，為細(xì)胞提供能量；二是lac啟動(dòng)子序列與啟動(dòng)子的一致序列相差較大，是一個(gè)弱啟

13、動(dòng)子，而CAP-cAMP的激活就彌補(bǔ)了其啟動(dòng)子活性的“先天不足”。第三十七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌的阿拉伯糖操縱子 阿拉伯糖操縱子編碼3個(gè)與阿拉伯糖代謝有關(guān)的酶：阿拉伯糖異構(gòu)酶，催化阿拉伯糖異構(gòu)成核酮糖，由araA基因編碼；核酮糖激酶，催化核酮糖的磷酸化，由araB基因編碼；核酮糖-5-磷酸差向異構(gòu)酶，由araD基因編碼，催化核酮糖-5-磷酸異構(gòu)成木酮糖-5-磷酸，使之進(jìn)入磷酸戊糖途徑進(jìn)行代謝。這3個(gè)結(jié)構(gòu)基因按照araB、araA和araD的順序排列，簡(jiǎn)稱為araBAD，共同受araC基因的產(chǎn)物AraC蛋白和CAP-cAMP控制。 與乳糖操縱子不同的是，阿拉伯糖操縱子

14、的調(diào)節(jié)蛋白既是一種激活蛋白，又是一種阻遏蛋白。 第三十八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月阿拉伯糖操縱子結(jié)構(gòu)第三十九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月阿拉伯糖操縱子的阻遏和激活第四十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌的色氨酸操縱子的色氨酸操縱子是一種阻遏型的操縱子，它控制5種參與色氨酸合成酶基因的表達(dá)。色氨酸作為輔阻遏物與阻遏蛋白結(jié)合而阻止色氨酸操縱子的表達(dá)。除了色氨酸操縱子是阻遏型以外，其它與合成代謝有關(guān)的操縱子，如組氨酸操縱子，也都屬于阻遏型操縱子。一般說(shuō)來(lái)，控制分解代謝的操縱子為誘導(dǎo)型，控制合成代謝的操縱子屬于阻遏型。操縱子發(fā)生這樣的分化使得細(xì)胞能夠迅速對(duì)

15、環(huán)境或細(xì)胞內(nèi)部的代謝變化做出反應(yīng)。第四十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月分解代謝操縱子和合成代謝操縱子比較第四十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)與功能由一個(gè)啟動(dòng)子、一個(gè)操縱基因、一個(gè)前導(dǎo)肽編碼基因（trpL）和5個(gè)結(jié)構(gòu)基因（trpE、trpD、trpC、trpB、trpA）以及一個(gè)調(diào)節(jié)基因（trpR）組成。結(jié)構(gòu)基因編碼將莽草酸轉(zhuǎn)化為色氨酸的關(guān)鍵酶。trpR編碼阻遏蛋白，它距結(jié)構(gòu)基因的距離較遠(yuǎn)。當(dāng)色氨酸含量低時(shí)，阻遏蛋白沒(méi)有結(jié)合DNA的活性。這時(shí)，操縱基因區(qū)域便可以同RNA pol結(jié)合，轉(zhuǎn)錄得以進(jìn)行，表達(dá)參與色氨酸合成的基因，補(bǔ)充細(xì)胞內(nèi)色氨酸的含

16、量；當(dāng)色氨酸充足時(shí)，它作為輔阻遏物同阻遏蛋白結(jié)合后，會(huì)引起阻遏蛋白構(gòu)象變化，使其能夠同操縱基因結(jié)合，阻遏色氨酸合成基因的轉(zhuǎn)錄。色氨酸合成途徑的終產(chǎn)物會(huì)通過(guò)阻遏轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行抑制該途徑酶的合成。第四十三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月色氨酸操縱子模型第四十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RNA開關(guān)（核開關(guān)）在許多細(xì)菌（包括某些真核生物）內(nèi)，發(fā)現(xiàn)一些特殊的雙功能mRNA在非編碼區(qū)含有特定代謝物的特異性結(jié)合位點(diǎn)，充當(dāng)基因表達(dá)的開關(guān)，代謝物的結(jié)合改變了mRNA的構(gòu)象，結(jié)果要么提高轉(zhuǎn)錄的終止效率，要么降低翻譯的效率，要么影響到mRNA的后加工，從而改變一個(gè)基因的表達(dá)。RNA 開關(guān)或核開

17、關(guān)就是指這一類特殊的mRNA。核開關(guān)能直接檢測(cè)到細(xì)胞內(nèi)一些重要的小分子代謝物的水平，并根據(jù)細(xì)胞的生理需要打開或關(guān)閉相關(guān)基因的表達(dá)。第四十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月部分核開關(guān)的結(jié)構(gòu) 第四十六張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月枯草桿菌控制TPP 合成和運(yùn)輸?shù)暮碎_關(guān)的結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制第四十七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原核生物的CRISPR 系統(tǒng)CRISPR 意思是“成簇有規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）CRISPR 區(qū)域?qū)嶋H上是一種存儲(chǔ)外來(lái)病毒序列的記

18、憶庫(kù)。它由許多不同的病毒序列和相同的重復(fù)序列交替排列組成。CRISPR 系統(tǒng)提供了對(duì)任何含有相同和相近序列的病毒的防護(hù)。CRISPR 系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)，即CRISPR 相關(guān)蛋白（CAS 蛋白）具有兩個(gè)功能：一是利用存儲(chǔ)的序列信息，去識(shí)別入侵的病毒基因組并摧毀它們；二是參與獲得和儲(chǔ)存病毒的序列片段，這一過(guò)程還不清楚。CAS 蛋白由位于CRISPR 序列上游的基因編碼。CRISPR 區(qū)作為一個(gè)整體先被轉(zhuǎn)錄，然后被CAS 蛋白在每一個(gè)重復(fù)序列的中間切開，產(chǎn)生單個(gè)病毒特異性片段。如果其中的某一個(gè)片段可以和外來(lái)入侵的病毒DNA 或RNA 互補(bǔ)配對(duì)，CAS 蛋白就可以將病毒的DNA 或RNA 降解。CRIS

19、PR 系統(tǒng)廣泛分布在古菌和細(xì)菌之中，大約90% 基因組序列已測(cè)過(guò)的古菌和70% 基因組序列已測(cè)過(guò)的細(xì)菌都帶有這個(gè)系統(tǒng)。第四十八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原核生物的CRISPR 系統(tǒng)第四十九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)此系統(tǒng)存在于所有的細(xì)菌或許多低等的真核生物，通過(guò)使用一對(duì)調(diào)節(jié)蛋白檢測(cè)來(lái)自環(huán)境中的特定信號(hào)，并對(duì)信號(hào)作出反應(yīng)。這一對(duì)蛋白質(zhì)一個(gè)是感應(yīng)器激酶，一個(gè)是反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白。每一個(gè)蛋白質(zhì)都是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)域組成。感應(yīng)器激酶含有1個(gè)檢測(cè)環(huán)境信號(hào)的結(jié)構(gòu)域和1個(gè)激酶活性結(jié)構(gòu)域。一旦檢測(cè)到特定的環(huán)境信號(hào)，感應(yīng)器激酶結(jié)構(gòu)域的一個(gè)保守的His殘基發(fā)生自我磷酸化（磷酸基團(tuán)

20、來(lái)自ATP的-磷酸）。然后這個(gè)磷酸根被轉(zhuǎn)移到位于反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白的第一個(gè)結(jié)構(gòu)域上的一個(gè)保守的Asp殘基上。反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白的第二個(gè)結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)部。由于反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白的磷酸化通常激活其潛在的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的活性，于是來(lái)自環(huán)境中特定的信號(hào)最終誘發(fā)了特定基因表達(dá)的變化。第五十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用圖解第五十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始階段的調(diào)控不同因子的選擇性使用操縱子調(diào)控模型幾種重要的操縱子轉(zhuǎn)錄終止階段的調(diào)控弱化 抗終止作用第五十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Trp弱化子的模型RNA pol啟動(dòng)trp操縱

21、子的轉(zhuǎn)錄；在轉(zhuǎn)錄約90nt以后，RNA pol暫停在第一個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)之處；核糖體開始與新生的mRNA結(jié)合，啟動(dòng)前導(dǎo)肽的合成；RNA pol從暫停狀態(tài)解除，繼續(xù)轉(zhuǎn)錄；RNA pol當(dāng)?shù)竭_(dá)潛在的終止子區(qū)域的時(shí)候，是繼續(xù)轉(zhuǎn)錄還是停止轉(zhuǎn)錄取決于緊隨其后的核糖體的位置；如果細(xì)胞缺乏Trp，核糖體就會(huì)停留在兩個(gè)連續(xù)的Trp密碼子位置，等待有Trp-tRNATrp進(jìn)入A部位，那么1區(qū)被隔離在核糖體內(nèi)，無(wú)法與2區(qū)配對(duì)，于是2區(qū)和3區(qū)在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之間發(fā)生配對(duì)，迫使后來(lái)轉(zhuǎn)錄的4區(qū)處于單鏈狀態(tài)，這就阻止了3區(qū)和4區(qū)形成終止子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄即可以繼續(xù)；如果細(xì)胞里的Trp含量充足，核糖體能夠連續(xù)地翻譯前導(dǎo)肽，它就會(huì)覆蓋了2區(qū)

22、，阻止了2區(qū)與3區(qū)配對(duì)。于是，當(dāng)4區(qū)被轉(zhuǎn)錄以后，就自發(fā)地與3區(qū)形成終止子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄提前結(jié)束，產(chǎn)生約140bp的轉(zhuǎn)錄物。第五十三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月色氨酸的衰減子模型第五十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月其他氨基酸操縱子前導(dǎo)肽的氨基酸序列 第五十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始階段的調(diào)控不同因子的選擇性使用操縱子調(diào)控模型幾種重要的操縱子轉(zhuǎn)錄終止階段的調(diào)控弱化抗終止作用第五十六張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗終止作用轉(zhuǎn)錄的終止依賴于終止子。但不同終止子的作用也有強(qiáng)弱之分，有的終止子幾乎能完全終止轉(zhuǎn)錄；有的則只是部

23、分終止轉(zhuǎn)錄，一部分RNA pol能越過(guò)這類終止序列繼續(xù)轉(zhuǎn)錄。如果操縱子的結(jié)構(gòu)基因群中間有弱終止子存在，則前后轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的量會(huì)有所不同，這也是終止子調(diào)節(jié)基因群中不同基因表達(dá)產(chǎn)物比例的一種方式。有的蛋白質(zhì)因子能作用于終止子序列，減弱或取消終止子的作用，稱為抗終止作用，這些蛋白因子就稱為抗終止因子。當(dāng)然也有一些蛋白質(zhì)因子能夠促進(jìn)終止子的作用。兩種情況都可以用來(lái)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)， 第五十七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月BglG蛋白的抗終止作用第五十八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月枯草桿菌氨酰-tRNA合成酶基因內(nèi)的弱化子作用模型第五十九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)控

24、水平在DNA水平上的調(diào)控二. 在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始水平上的調(diào)控轉(zhuǎn)錄終止水平上的調(diào)控三. 在翻譯水平上的調(diào)控第六十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月翻譯水平上的調(diào)控反義RNA的正負(fù)調(diào)控翻譯控制自體調(diào)控mRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性對(duì)翻譯的調(diào)控嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)第六十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反義RNA反義RNA是指與特定目標(biāo)RNA分子（通常是mRNA）因存在互補(bǔ)序列，而發(fā)生配對(duì)從而調(diào)節(jié)目標(biāo)RNA功能的RNA分子。它通常是以一個(gè)基因編碼鏈的部分序列為模板而轉(zhuǎn)錄而成，并不編碼任何蛋白質(zhì)。反義RNA可參與DNA復(fù)制和基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控，而其對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控主要在翻譯水平上，少數(shù)在轉(zhuǎn)錄水平

25、上，反義RNA可能起負(fù)調(diào)控，也可能起正調(diào)控的作用。 第六十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反義RNA的負(fù)調(diào)控作用micF RNA由micF基因編碼，它是大腸桿菌OmpF mRNA的反義RNA，由Mizuno T. 在1983年發(fā)現(xiàn)。Tn10轉(zhuǎn)座酶的反義調(diào)控利用反義機(jī)制調(diào)節(jié)它自身的轉(zhuǎn)座酶的活性。第六十三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月滲透壓變化與OmpF和OmpC表達(dá)之間的關(guān)系第六十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月滲透壓變化改變OmpF和OmpC表達(dá)的機(jī)理第六十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月micF RNA與ompF mRNA之間的堿基配對(duì)第六十六

26、張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Tn10轉(zhuǎn)座酶的反義調(diào)控第六十七張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反義RNA的正調(diào)控作用DrsA是在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的又一種反義RNA，它既可以和hns mRNA互補(bǔ)配對(duì)，還可以和rpoS mRNA互補(bǔ)配對(duì)，但對(duì)這兩種mRNA的翻譯影響正好相反，前一種配對(duì)掩蓋了hns mRNA5-端的核糖體結(jié)合位點(diǎn)（RBS），從而導(dǎo)致翻譯受阻，后一種配對(duì)則暴露出rpoS mRNA上的RBS，從而激活翻譯。第六十八張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反義RNA的負(fù)調(diào)控和正調(diào)控 第六十九張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月自體調(diào)控自體調(diào)控是指一個(gè)基因產(chǎn)物

27、對(duì)自己的基因表達(dá)產(chǎn)生激活或抑制的現(xiàn)象。它既可以在轉(zhuǎn)錄水平上，也可以在翻譯水平上進(jìn)行。T4噬菌體p32蛋白的自體調(diào)控：p32是由T4噬菌體基因組編碼的一種蛋白質(zhì)，它參與DNA重組、修復(fù)和復(fù)制，它與單鏈DNA結(jié)合的親和力特高，這種性質(zhì)與其功能有關(guān)。如果細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有單鏈DNA結(jié)合位點(diǎn)，它便與自己的mRNA上位于起始密碼子周圍富含AT的序列結(jié)合，阻止自身的翻譯。核糖體蛋白的自體調(diào)控：核糖體蛋白的基因組織成多個(gè)操縱子，大多數(shù)操縱子含有組成大、小亞基的核糖體蛋白的基因，某些與翻譯有關(guān)的蛋白質(zhì)的基因也包含在內(nèi)。在每一個(gè)核糖體的操縱子上都有一個(gè)核糖體蛋白基因兼做調(diào)節(jié)基因，其蛋白質(zhì)產(chǎn)物能夠與自己的mRNA 5端結(jié)

28、合，從而抑制自身的翻譯。 第七十張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同的核糖體蛋白形成的操縱子結(jié)構(gòu)第七十一張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核糖體蛋白（S15）的自體調(diào)控第七十二張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月mRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)的調(diào)控mRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)不僅可以影響到mRNA的穩(wěn)定性，還會(huì)影響到核糖體結(jié)合位點(diǎn)的可得性。單核細(xì)胞增生性李斯特菌是一種能夠?qū)е率澄镏卸镜娜祟惒≡?，其毒性基因只有在菌體進(jìn)入宿主內(nèi)才會(huì)表達(dá)。控制毒性基因表達(dá)的源頭在溫度。PrfA 是一種激活蛋白，它負(fù)責(zé)激活與毒性有關(guān)的基因表達(dá)。有趣的是PrfA在37C表達(dá)，在30C則不表達(dá)，可是它的轉(zhuǎn)錄

29、在兩種溫度下都能進(jìn)行，看來(lái)控制的位點(diǎn)只能是在翻譯的水平上了。原來(lái)在30C或者更低的溫度下，PrfA mRNA上的SD序列與其它區(qū)域配對(duì)形成鏈內(nèi)雙鏈，致使核糖體結(jié)合位點(diǎn)被掩蓋，翻譯因此受到抑制；在37C 下，配對(duì)區(qū)域熱變性，SD序列暴露，核糖體可以結(jié)合，翻譯便可以進(jìn)行了。第七十三張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫度對(duì)李斯特菌PrfA蛋白的表達(dá)調(diào)控第七十四張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月mRNA的穩(wěn)定性與基因表達(dá)的調(diào)控既然mRNA是翻譯的模板，那么它的穩(wěn)定性越高就會(huì)有更多的時(shí)間被翻譯，因此，如果能夠通過(guò)某種手段控制一種mRNA的穩(wěn)定性，也就多了一種在翻譯水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)的渠道。但由于原核細(xì)胞的mRNA本來(lái)就很不穩(wěn)定，所以，在原核細(xì)胞利用此手段來(lái)調(diào)控基因表達(dá)的并不多見。RyhB RNA是大腸桿菌的一種小RNA，僅在鐵饑餓的情況下表達(dá)。在鐵供應(yīng)不足的條件下，這種RNA與胞內(nèi)6種與鐵儲(chǔ)存的蛋白質(zhì)mRNA配對(duì)結(jié)合，形成雙鏈區(qū)域，致使被結(jié)合的mRNA更容易被RNA酶E水解；但在高鐵的情況下，RyhB RNA的表達(dá)受阻，于是參與鐵儲(chǔ)存的蛋白質(zhì)的mRNA穩(wěn)定性提高，翻譯效率因此提升。第七十五張，PPT共八十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022