原核生物的基因調(diào)控-wenkub
2023-04-19 23:16:12 本頁面
【正文】 ，稱為阻遏物?！ ≡谟衅咸烟谴嬖跁r，細菌體內(nèi)的這三種酶含量很低。葡萄糖是單糖。當(dāng)幾種酶參與同一個代謝途徑時，往往這幾個基因同時被轉(zhuǎn)錄為一個多順反子mRNA。這類突變種稱為組成突變種(constitutive mutant)。許多阻遏物分子能以活性的及無活性的兩種形式存在,這要看它們是否與其適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)物或輔阻遏物(corepressor)結(jié)合而定,誘導(dǎo)物的結(jié)合可使阻遏物失活。這兩種調(diào)節(jié)可以由調(diào)節(jié)它們的基因之相反效應(yīng)加以區(qū)別。阻遏蛋白分子與基因啟動子DNA序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶的工作，使基因處于關(guān)閉狀態(tài)，稱為負調(diào)控。 原核生物主要是在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控基因的表達?！ 〉诙l途徑是在mRNA合成后,控制從mRNA翻譯成多肽鏈的速度,包含一些分子裝置問題,如與核糖體的結(jié)合速度等。細胞要使其蛋白質(zhì)合成達到這種差異,可以有兩條途徑： 第一條途徑是細胞控制從其DNA模板上轉(zhuǎn)錄其特異的mRNA的速度,這是一種最經(jīng)濟的辦法,可以免去浪費從mRNA合成蛋白質(zhì)的各種元件和材料。基因作用的調(diào)控機理相當(dāng)復(fù)雜，至今仍知之不多。遺傳信息存在于DNA分子中，每個細胞都有相同的DNA，也就是說，每個細胞中都帶有完整的遺傳信息。在正常情況下，一個個體的各類細胞都是按照一定的規(guī)律和一定的時空順序，關(guān)閉一些基因，開啟另一些基因，并不斷地進行嚴(yán)格的調(diào)控，以保證個體的發(fā)育得以順利進行。但這個領(lǐng)域是當(dāng)前遺傳學(xué)研究的熱點，隨著功能基因組學(xué)的飛速發(fā)展，研究的進展相當(dāng)?shù)乜臁＿@大概是生物在長期進化過程中自然選擇的結(jié)果。這種蛋白質(zhì)合成或基因表達的控制稱為翻譯水平(translational level)的調(diào)控。當(dāng)需要這種產(chǎn)物時，就大量合成這種mRNA，當(dāng)不需要這種產(chǎn)物時就抑制這種mRNA的轉(zhuǎn)錄，就是讓相應(yīng)的基因不表達。 調(diào)節(jié)蛋白(regulatory protein)是一些特殊蛋白質(zhì),它們決定著何時誘導(dǎo)酶或阻遏酶可以合成?！ ∝撜{(diào)節(jié)蛋白或稱阻遏蛋白,會使其靶蛋白的合成受到抑制,即不表達,而不管是否需要。例如,當(dāng)與β半乳糖苷如乳糖或異乳糖(allolactose,乳糖的代謝物,為天然誘導(dǎo)物)結(jié)合時,lac阻遏物即不能與其專一的操縱基因結(jié)合。與此相反,正調(diào)節(jié)蛋白是激活蛋白(activator),它的存在對合成所調(diào)節(jié)的酶是需要的,因此,激活蛋白存在時被控制的基因即表達。而真核生物基因都是轉(zhuǎn)錄成單順反子的，所以真核生物中沒有這種調(diào)控機制。乳糖是雙糖，是葡萄糖和半乳糖的復(fù)合物。每個細胞中只有3~5個分子的β—半乳糖昔酶。無乳糖存在時，阻遏物與O結(jié)合，關(guān)閉三個結(jié)構(gòu)基因，使之不能被轉(zhuǎn)錄?！ ∪樘遣倏v子模型有三個基本假定：調(diào)節(jié)基因編碼的阻遏蛋白是可以在細胞中擴散的反式調(diào)控因子，操縱子（O）是調(diào)控序列，不編碼蛋白質(zhì)，操縱子（O）是順式調(diào)控元件，鄰近受其控制的結(jié)構(gòu)基因。 cAmp與CAP結(jié)合形成cAMP—CAP復(fù)合物，并與DNA專一部位結(jié)合,這時就增加鄰近操縱子的轉(zhuǎn)錄速度。但是，細胞內(nèi)有葡萄糖存在時，葡萄糖抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性，不能形成cAmp。如果操縱元中的操縱子序列發(fā)生突變，O→OC，使操縱子DNA序列不能與阻遏蛋白結(jié)合，也會使操縱元由特異性表達轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成型表
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