原核基因表達(dá)的調(diào)控-wenkub
2023-05-23 13:26:28 本頁(yè)面
【正文】 個(gè) α螺旋與 DNA結(jié)合，穩(wěn)定其空間構(gòu)象。 實(shí)例：大腸桿菌的 Lac、 Trp阻遏蛋白。 （ 2）專(zhuān)一性結(jié)合蛋白 : 有很多蛋白質(zhì)可與 DNA發(fā)生序列特異性相互作用，這些蛋白質(zhì)分子的氨基酸側(cè)鏈通過(guò)與 DNA的堿基磷酸或戊糖分子發(fā)生作用； ? 結(jié)合部位往往在 DNA大溝中，每條多肽鏈與一條 DNA鏈結(jié)合。 (2) 轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控 (posttranscriptional regulation)。 ? 酶活性的調(diào)節(jié)：具體指一定數(shù)量的酶通過(guò)其分子構(gòu)象或分子結(jié)構(gòu)的改變來(lái)調(diào)節(jié)其催化反應(yīng)的速率，主要是生化水平的調(diào)節(jié)（第五章）。 ? 酶量的調(diào)節(jié)包含： ? 基因（酶的基因）被轉(zhuǎn)錄成多少 mRNA的 轉(zhuǎn)錄水平 的調(diào)節(jié)。 第一節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 ? 操縱子： 原核生物細(xì)胞中 ,功能相關(guān)的基因組成操縱子結(jié)構(gòu) ,由操縱區(qū)與一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因聯(lián)合起來(lái) ,形成一個(gè)結(jié)構(gòu)上、功能上協(xié)同作用的整體 ,受統(tǒng)一調(diào)節(jié)基因和啟動(dòng)區(qū)的調(diào)控。 ? 與 DNA發(fā)生特異性相互作用的蛋白質(zhì)一般是有兩條相同的多肽鏈組成的二聚體。 DNA結(jié)合蛋白的模體（ motif） （ 2）鋅指（ zinc finger）多見(jiàn)于真核 特點(diǎn) : Zn2+連結(jié)四個(gè)氨基酸（ 2個(gè)組氨酸， 2個(gè)半胱氨酸） 形成 α－ helix（螺旋）形式的“指”，在大溝中與 DNA相互作用。 ? 三種蛋白的共同特點(diǎn)：以 α螺旋作為與 DNA識(shí)別（作用）的 部位。它與操縱區(qū)結(jié)合，轉(zhuǎn)錄受阻。 ? 在正控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，誘導(dǎo)物的存在使激活蛋白處于活性狀態(tài)，轉(zhuǎn)錄進(jìn)行。 ? 大腸桿菌乳糖操縱子 (lactose operon)包括 3個(gè)結(jié)構(gòu)基因 :Z、 Y和 A。當(dāng)阻遏蛋白結(jié)合到操縱區(qū)時(shí)，便成為轉(zhuǎn)錄的強(qiáng)抑制物。 ? lacY編碼半乳糖苷透性酶，它能將乳糖運(yùn)送透過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞壁。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。 ? 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。 ? 葡萄糖降解物能抑制細(xì)胞內(nèi)cAMP產(chǎn)生。 CRPcAMP復(fù)合物可結(jié)合到緊鄰 RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)上游的乳糖操縱子的啟動(dòng)子 Plac上游。 ? 細(xì)胞外的乳糖通過(guò)透性酶吸收到細(xì)胞內(nèi)；細(xì)胞內(nèi)的 β半乳糖苷酶將乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)楫惾樘恰Ｊ?DNA雙螺旋發(fā)生構(gòu)象變化，轉(zhuǎn)錄才可以有效地進(jìn)行。中心結(jié)合區(qū)是 18個(gè)堿基的回文結(jié)構(gòu)。該段序列稱(chēng)為 弱化子 ，它位于 trpE起始密碼子前面 162bp的轉(zhuǎn)錄前導(dǎo)序列的 123～ 150位。它們被稱(chēng)為序列 3和 4。 ? 如果序列 2和 3形成 2:3發(fā)夾結(jié)構(gòu)， 3:4弱化子發(fā)夾結(jié)構(gòu)就不能形成，轉(zhuǎn)錄就不會(huì)終止。 ? 由于色氨酸 (色氨酸操縱子的最終產(chǎn)物 )是翻譯過(guò)程中所必需的，因此細(xì)胞對(duì)它的含量很敏感，它決定了在 mRNA中終止子 (3:4)發(fā)夾結(jié)構(gòu)是否形成。這一過(guò)程被稱(chēng)為 弱化作用。 ? 因此終產(chǎn)物色氨酸含量的高低決定了轉(zhuǎn)錄是提早終止 (弱化 )，還是繼續(xù)轉(zhuǎn)錄完整個(gè)操縱子。例如 his操縱子含有編碼一個(gè)有連續(xù) 7個(gè)組氨酸密碼子的多肽的前導(dǎo)序列。和 339。二磷酸）。嚴(yán)緊調(diào)節(jié)的啟動(dòng)子發(fā)生突變能消除嚴(yán)緊控制，表明此效應(yīng)需要和特異啟動(dòng)子順序相互作用； （ 2）很多或大部分模板的轉(zhuǎn)錄延伸階段被 ppGpp縮短了，此是 RNA聚合酶停頓的增加而引起的。 HSP70熱激蛋白感受溫度變化后，調(diào)節(jié)熱激應(yīng)答系統(tǒng)的調(diào)節(jié)蛋白基因 rPOH表達(dá)，產(chǎn)物是 σ32，其參與構(gòu)成的RNA聚合酶識(shí)別熱激應(yīng)答基因的啟動(dòng)子。 由： CM傳感蛋白或傳感激酶 （細(xì)胞質(zhì)膜上） CP的應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白 （細(xì)胞質(zhì)） 圖 9－ 26 缺氧激活 ArcB蛋白，磷酸化為 ArcA，作為阻遏蛋白 作用 THT模式蛋白，作用 DNA分子，對(duì)操縱子調(diào)節(jié) 二組分系統(tǒng)在許多細(xì)菌調(diào)節(jié)大量基因，如：大腸桿菌氮吸收；根瘤菌氮固定；芽孢菌芽孢形成。 Cro蛋白對(duì) cro和 cⅠ 基因負(fù)控制 CⅠ 蛋白對(duì) cro轉(zhuǎn)錄負(fù)控制，對(duì)自身既有正控制又有負(fù)控制。 ? 轉(zhuǎn)錄生成 mRNA以后，再在翻譯或翻譯后水平進(jìn)行微調(diào) ，是對(duì)轉(zhuǎn)錄調(diào)控的補(bǔ)充，它使基因表達(dá)的調(diào)控更加適應(yīng)生物本身的需求和外界條件的變化。 ? RBS的結(jié)合強(qiáng)度取決于 SD序列的結(jié)構(gòu)及其與起始密碼 AUG之間的距離。 ? SD序列的微小變化，往往會(huì)導(dǎo)致表達(dá)效率上百倍甚至上千倍的差異，這是由于核苷酸的變化改變了形成 mRNA 5’端二級(jí)結(jié)構(gòu)的自由能，影響了核糖體 30 S亞基與 mRNA的結(jié)合，從而造成了蛋白質(zhì)合成效率上的差異。 ? 由于不同 tRNA含量上的差異很大，產(chǎn)生了對(duì)密碼子的偏愛(ài)性，對(duì)應(yīng)的 tRNA豐富或稀少的密碼子，分別稱(chēng)為偏愛(ài)密碼子 (biased codons)或稀有密碼子 (rare codons)。研究 trpE和 trpD以及 trpB和 trpA兩對(duì)基因中核苷酸序列與翻譯偶聯(lián)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn) trpE基因的終止密碼子和 trpD基因的起始密碼子共用一個(gè)核苷酸。這種調(diào)節(jié) RNA被稱(chēng)為反義 RNA( antisense RNA)，它具有能與另一“靶” RNA互補(bǔ)結(jié)合的堿基序列。能與這個(gè)基因的 mRNA
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