原核基因表達(dá)的調(diào)控-文庫吧
2025-04-22 13:26 本頁面
【正文】 活化的激活蛋白 阻遏物 誘導(dǎo)物 失活的活性蛋白 誘導(dǎo)物 阻遏 誘導(dǎo) 阻遏 誘導(dǎo) T r p O 阻 遏 失活的活性蛋白 輔 阻遏物 活化的激活蛋白 輔 阻遏物 失活的活性蛋白 誘導(dǎo) 阻遏 誘導(dǎo) 阻遏 圖 1 6 1 原核生物結(jié)構(gòu)基因的 4 種表達(dá)調(diào)控類型 ( 仿 B . L e w i n : 《 G E N E S 》Ⅵ , 1 9 9 7 , F i g . 1 2 . 2 1 ) 操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控實例 ㈠ 、乳糖操縱子 負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng) 。 ㈡ 、色氨酸操縱子 負(fù)控阻遏系統(tǒng) ㈠ 、乳糖操縱子 ? 大腸桿菌能利用乳糖作為碳源，而利用乳糖作為碳源的酶只有當(dāng)乳糖成為惟一的碳源時才會被合成。 ? 大腸桿菌乳糖操縱子 (lactose operon)包括 3個結(jié)構(gòu)基因 :Z、 Y和 A。這三個結(jié)構(gòu)基因被同一個轉(zhuǎn)錄單元lacZYA所編碼，它有一個啟動子 Plac。 ? 乳糖操縱子的這三個結(jié)構(gòu)蛋白是作為一個多順反子的 mRNA一起表達(dá)的。 ? lacZYA轉(zhuǎn)錄單元含有一個操縱區(qū) Olac，它位于Plac啟動子 5’端的 5至 +21之間。當(dāng)阻遏蛋白結(jié)合到操縱區(qū)時，便成為轉(zhuǎn)錄的強抑制物。 ? 阻遏蛋白被一個獨立的調(diào)節(jié)基因 lac I所編碼， lac I也是乳糖操縱子的一部分 。 lac I位于 Plac的上游。 乳糖操縱子的編碼產(chǎn)物 ? lacZ編碼 β半乳糖苷酶，它可以將乳糖水解為半乳糖和葡萄糖。 ? lacY編碼半乳糖苷透性酶，它能將乳糖運送透過細(xì)菌的細(xì)胞壁。 ? lacA編碼硫代半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶。 阻遏蛋白 ? 操縱序列存在反向重復(fù)對稱，正好與由四個相同亞基組成的阻遏蛋白的內(nèi)部對稱相匹配。 ? 當(dāng)乳糖缺乏時，阻遏蛋白占據(jù)了操縱序列的結(jié)合位點， RNA聚合酶不能與啟動子結(jié)合。乳糖阻抑物阻礙了幾乎全部的 lacZYA的轉(zhuǎn)錄而使之保持很低的轉(zhuǎn)錄水平。 乳糖操縱子誘導(dǎo)表達(dá)的機(jī)理 ? 將乳糖加入細(xì)胞中后，細(xì)胞本身所含的低量的透性酶使它能吸收乳糖， β半乳糖苷酶則催化一些乳糖轉(zhuǎn)化為異乳糖。 ? 異乳糖可以作為誘導(dǎo)物結(jié)合到阻遏蛋白上。從而引起阻遏蛋白四聚體構(gòu)象的變化，從而降低其對乳糖操縱序列的親和力，阻遏蛋白從操縱序列上脫離下來，聚合酶 迅速開始 lacZYA基因的轉(zhuǎn)錄。 ? 因此，加入乳糖或合成誘導(dǎo)物如異丙基 βD硫代半乳糖苷 (IPTG)能非常迅速地刺激乳糖操縱子結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。 調(diào)節(jié)基因 操縱區(qū) 乳糖結(jié)構(gòu)基因 P LacZ LacY LacA mRNA 阻遏蛋白（有活性） 基 因 關(guān) 閉 啟動子 O R P LacZ LacY LacA 調(diào)節(jié)基因 操縱基因 乳糖結(jié)構(gòu)基因 啟動子 O R 阻遏蛋白（無活性） 基 因 表達(dá) mRNA A、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu) B、乳糖酶的誘導(dǎo) 異乳糖 阻遏蛋白（有活性） 乳 糖 操 縱 子 的 負(fù) 調(diào) 控 mRNAZ mRNAY mRNAA ? cAMP即環(huán)式 AMP，其在生物表達(dá)調(diào)控過程中起著重要作用。葡萄糖的降解代謝會抑制一些操縱子的轉(zhuǎn)錄。 ? cAMP在細(xì)胞中的增加對這些操縱子的轉(zhuǎn)錄是有利的。 ? 葡萄糖降解物能抑制細(xì)胞內(nèi)cAMP產(chǎn)生。 ? 這是因為 ATP是 cAMP的直接代謝前體，擔(dān)任這種轉(zhuǎn)化的酶是腺苷
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