【正文】 乳糖苷，可被 β－半乳糖苷酶水解產(chǎn)生蘭色化合物，因此可以用作 β－半乳糖苷酶活性的指示劑。 ? 在 1ac操縱元的啟動(dòng)子 P1ac上游端有一段與 P1ac部分重疊的序列，能與 CAP特異結(jié)合，稱為 CAP結(jié)合位點(diǎn)。1ac操縱元的強(qiáng)誘導(dǎo)既需要有乳糖的存在，又需要沒有葡萄糖可供利用。這類操縱元使細(xì)菌能適應(yīng)環(huán)境的變化，最有效地利用環(huán)境能提供的能源底物。由于 trp體系參與生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或 cAMPCAP的調(diào)控。 ? 合成色氨酸所需要酶類的基因 E、 D、 C、 B、 A等頭尾相接串連排列組成結(jié)構(gòu)基因群，受其上游的啟動(dòng)子Ptrp和操縱子 o的調(diào)控，調(diào)控基因 trpR的位置遠(yuǎn)離 Po結(jié)構(gòu)基因群，在其自身的啟動(dòng)子作用下，以組成性方式低水平表達(dá)分子量為 47000的調(diào)控蛋白 R。除非培養(yǎng)基中有色氨酸，否則這個(gè)輔阻遏蛋白不會(huì)與操縱區(qū)結(jié)合。這個(gè)細(xì)微調(diào)控是通過轉(zhuǎn)錄達(dá)到第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因之前的過早終止來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由色氨酸的濃度來(lái)調(diào)節(jié)這種過早終止的頻率。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)色氨酸達(dá)一定濃度時(shí)， RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄會(huì)終止在這里。 三種不同情況下 A、 B、 C形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的狀態(tài) 前導(dǎo)區(qū)序列特點(diǎn)與弱化作用 ? 在色氨酸未達(dá)到能起阻遏作用的濃度時(shí)，從 Ptrp起始轉(zhuǎn)錄， RNA聚合酶沿 DNA轉(zhuǎn)錄合成 mRNA，同時(shí)核糖體就結(jié)合到新生成的 mRNA核糖體結(jié)合位點(diǎn)上開始翻譯。 ? 由此可見，先導(dǎo)序列起到隨色氨酸濃度升高降低轉(zhuǎn)錄的作用，這段序列就稱為衰減子 attenuator)。 這 3個(gè)酶的作用是使半乳糖變成葡萄糖 1磷酸。每個(gè)啟動(dòng)子擁有各自的 RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn) S1和 S2。 ? 半乳糖不僅可以作為唯一碳源供細(xì)胞生長(zhǎng)，而且與之相關(guān)的物質(zhì) 尿苷二磷酸半乳糖（ UDPgal）是大腸桿菌細(xì)胞壁合成的前體。假如唯一的啟動(dòng)子是 S2，那么，即使在葡萄糖存在的情況下，半乳糖也將使操縱子處于充分誘導(dǎo)狀態(tài)，這無(wú)疑是一種浪費(fèi)。 營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì) ara操縱子活性的影響 ● 有葡萄糖時(shí)，不轉(zhuǎn)錄 ? ● 無(wú)葡萄糖，也無(wú)阿拉伯糖時(shí)，不轉(zhuǎn)錄 ? ● 無(wú)葡葡糖，有阿拉伯糖時(shí)， araBAD基因表達(dá) 五、固氮基因調(diào)控（簡(jiǎn)介） ? 生物固氮簡(jiǎn)介 ? 微生物利用自己獨(dú)特的固氮酶系統(tǒng)．將從光合作用產(chǎn)物或其他碳水化合物得到的電子和能量傳遞給氮（ N2），使其還原成氨，這就是生物固氮。由于其固氮能力強(qiáng)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義也最大，常見的如豆科植物的共生固氮，藍(lán)綠藻與紅萍的共生固氮等。這種共生固氮途徑的有效利用，在我國(guó)和東南亞一些國(guó)家已有悠久的歷史。如果將固氮基因進(jìn)行人工轉(zhuǎn)移，就可能獲得具有固氮作用的新物種。化學(xué)模擬固氮的研究，將為化學(xué)氮肥生產(chǎn)提供新型的催化劑，這對(duì)現(xiàn)代氮肥工業(yè)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都具有極其重要的意義。 nifL基因控制整個(gè)固氮酶系統(tǒng)的表達(dá)和活性。細(xì)胞通過翻譯調(diào)控，解決了這個(gè)問題。 重疊基因?qū)Ψg的影響 ? 重疊基因最早在大腸桿菌噬菌體 ΦX174中發(fā)現(xiàn)，用不同的閱讀方式得到不同的蛋白質(zhì)，絲狀 RNA噬菌體、線粒體 DNA和細(xì)菌染色體上都有重疊基因存在。 ? 由于 trpE的終止密碼子與 trpD的起始密碼重疊， trpE翻譯終止時(shí)核糖體立即處在起始環(huán)境中，這種重疊的密碼保證了同一核糖體對(duì)兩個(gè)連續(xù)基因進(jìn)行翻譯的機(jī)制。但若該突變不是發(fā)生在外殼蛋白接近翻譯起始區(qū)，而是較靠后的位點(diǎn)，對(duì) RNA聚合酶的起譯就沒有影響。研究發(fā)現(xiàn)，在氨基酸缺乏時(shí)，rel+菌株能合成鳥苷四磷酸（ ppGpp）和鳥苷五磷酸（ pppGpp），而 rel菌則不能。 返回首頁(yè) 。 GTP+ATP→ pppGpp+AMP→ ppGpp ppGpp的主要作用可能是影響 RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合的專一性，從而成為細(xì)胞內(nèi)嚴(yán)緊控制的關(guān)鍵。用甲醛處理 RNA可以增加聚合酶的產(chǎn)量，這說(shuō)明 RNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的可能性。用同位素標(biāo)記分析 RNA噬菌體幾種蛋白質(zhì)的起譯過程，發(fā)現(xiàn)外殼蛋白起譯頻率比合成酶至少要高 3倍。這種與 ρ蛋白無(wú)關(guān)的表達(dá)調(diào)控，已被證實(shí)是在翻譯水平上的調(diào)控。 ? 許多調(diào)控蛋白如 LacI、 AraC、 TrpR等在細(xì)胞內(nèi)含量也很低，編碼這些蛋白的基因中密碼子的使用頻率和 dnaG相似，而明顯不同于非調(diào)節(jié)蛋白。 Q B A L F M V S U X N E Y K D H J his D shi A nif 五、 原核生物的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 ? 翻譯起始的調(diào)控 ? SD序列的結(jié)構(gòu)及其與起始密碼子間的距離影響 RBS（核糖體結(jié)合位點(diǎn)）的結(jié)合強(qiáng)度， SD與 AUG間地般以 4－ 10個(gè)核苷酸為佳。植物凝血素是糖蛋白，細(xì)菌細(xì)胞壁上有脂多糖受體。為了改變這種狀況，科學(xué)家正尋找像固氮酶那樣能在常溫下將氮變成氨的催化劑。遺傳工程是用人工方法去改變生物體的遺傳特性或者按照人們的意愿去創(chuàng)造新物種。此外，接種根瘤菌提高豆科作物產(chǎn)量已在全世界范圍內(nèi)使用。自生固氮是指有些固氮微生物在土壤或培養(yǎng)基中能夠獨(dú)立地完成固定大氣中的分子態(tài)氮的作用，其固氮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于共生固氮。 雙 啟動(dòng)子的生理功能 阿拉伯糖操縱子 ? ara操縱子的結(jié)構(gòu) ? ? araBAD和 araC的轉(zhuǎn)錄是分別在 DNA的兩條鏈上反向進(jìn)行的 AraC蛋白的正、負(fù)調(diào)節(jié)作用 ? ● araC蛋白既是 ara操縱子的正調(diào)節(jié)蛋白又是負(fù)調(diào)節(jié)蛋白 ? ● 正調(diào)節(jié)作用需要 CAP的參與 啟動(dòng)子與操縱子重疊 ? 當(dāng) cAMP低時(shí)： CAP結(jié)合位空，一個(gè) C蛋白與 araO1和 araO2結(jié)合，將 DNA拉成一個(gè)環(huán)， BAD啟動(dòng)子阻遏， C基因啟動(dòng)子也阻遏。生長(zhǎng)過程中的所有時(shí)間里細(xì)胞必須能夠合成差向異構(gòu)酶。從 S2起始的轉(zhuǎn)錄則完全依賴于葡萄糖，高水平的cAMPCAP能抑制由這個(gè)啟動(dòng)子起始的轉(zhuǎn)錄。 ? gal操縱子的特點(diǎn)： ① 它有兩個(gè)啟動(dòng)子，其 mRNA可從兩個(gè)不同的起始點(diǎn)開始轉(zhuǎn)錄； ② 它有兩個(gè) O區(qū)，一個(gè)在 P區(qū)上游 6753，另一個(gè)在結(jié)構(gòu)基因 galE內(nèi)部。細(xì)菌其他氨基酸合成系統(tǒng)的許多操縱元 (如組氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等操縱元 )中也有類似的衰減子存在。當(dāng)色氨酸濃度增高時(shí)， tRNAtrp 色氨酸濃度隨之升高，核糖體沿 mRNA翻譯移動(dòng)的速度加快，占據(jù)到B段的機(jī)會(huì)增加， B生成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)減少， C形成終止結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)增多， RNA聚合酶終止轉(zhuǎn)錄的的幾率增加，于是轉(zhuǎn)錄減弱。在先導(dǎo)序列的后半段含有 3對(duì)反向重復(fù)序列 (圖中 A、B及 C)，在被轉(zhuǎn)錄生成 mRNA時(shí)都能夠形成發(fā)夾式結(jié)構(gòu)，但由于 B的序列分別