[安徽醫(yī)大精品課程]生物化學第十三章基因表達調(diào)控(存儲版)
【正文】 改變基因表達的情況以適應環(huán)境，例如與適宜溫度下生活相比較，在冷或熱環(huán)境下適應生活的動物，其肝臟合成的蛋白質(zhì)圖譜就有明顯的不同；長期攝取不同的食物，體內(nèi)合成代謝酶類的情況也會有所不同。 1. 特異 DNA序列和調(diào)節(jié)蛋白質(zhì) 原核生物 蛋白質(zhì)因子 —— 操縱子 (operon) 機制 特異 DNA序列 編碼序列 啟動序列 操縱序列 其他調(diào)節(jié)序列 (promoter) (operator) 是 RNA聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異 DNA序列。 2) 真核基因的調(diào)節(jié)蛋白 由某一基因表達產(chǎn)生的蛋白質(zhì)因子 ， 通過與另一基因的特異的順式作用元件相互作用 ，調(diào)節(jié)其表達 。 另外，由于真核啟動子與 RNApol的結(jié)合需要轉(zhuǎn)錄因子的參與，所以真核的 RNApol活性除與啟動子序列有關，和轉(zhuǎn)錄因子的存在與否有關 ⑵ 調(diào)節(jié)蛋白與 RNA聚合酶活性 啟動序列決定基礎轉(zhuǎn)錄頻率 ， 一些特異調(diào)節(jié)蛋白在適當環(huán)境信號 （ 如誘導劑和阻遏劑等 ） 刺激下在細胞內(nèi)表達 ， 然后通過 DNA蛋白質(zhì) 、 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)相互作用影響 RNA聚合酶活性 ， 使基礎轉(zhuǎn)錄頻率發(fā)生變化 ， 從而引起表達的變化 。 操縱子的結(jié)構(gòu) 可誘導和可阻遏的操縱子 類型 結(jié)合 O 方式 O 的開放方式 結(jié)構(gòu)基因產(chǎn)物功能 可誘導 i 基因產(chǎn)物 由代謝底物開放通常開放 分解代謝 可阻遏 i 基因產(chǎn)物加上代謝終產(chǎn)物 由代謝終產(chǎn)物關閉 合成代謝 二、乳糖操縱子調(diào)節(jié)機制 （一）乳糖操縱子 (lac operon)的結(jié)構(gòu) 調(diào)控區(qū) CAP結(jié)合位點 啟動序列 操縱序列 結(jié)構(gòu)基因 Z： β 半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基轉(zhuǎn)移酶 Z Y A O P DNA mRNA 阻遏蛋白 I DNA Z Y A O P pol 沒有乳糖存在時 （二）阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié) 阻遏基因 mRNA 阻遏蛋白 有乳糖存在時 I DNA Z Y A O P pol 啟動轉(zhuǎn)錄 mRNA 乳糖 半乳糖 β半乳糖苷酶 + + + + 轉(zhuǎn)錄 無葡萄糖， cAMP濃度高時 有葡萄糖， cAMP濃度低時 （三） CAP的正性調(diào)節(jié) Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP 阻遏基因轉(zhuǎn)錄翻譯阻遏蛋白 R， R與操縱基因結(jié)合，阻止結(jié)合在啟動子上的 DDRP前移，結(jié)構(gòu)基因 不被轉(zhuǎn)錄 1）無乳糖也無葡萄糖存在時： O O 2）當無乳糖，有葡萄糖時： 由于葡萄糖不能使阻遏蛋白失活，乳糖操縱子關閉，另外，由于有葡萄糖， cAMP含量低，CAP的正性調(diào)節(jié)不起作用 總結(jié)： 所以：無乳糖時，無論有無葡萄糖，操縱子關閉 由于有葡萄糖， cAMP含量低， CAP的正性調(diào)節(jié)不起作用，抑制乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄，使細菌只能利用葡萄糖 。 （三）重復序列 （正向重復、反向重復） 單拷貝序列（一次或數(shù)次） 高度重復序列（ 106 次） 中度重復序列（ 103 ~ 104次） 多拷貝序列 （四）基因不連續(xù)性 —— 斷裂基因 二、真核基因表達調(diào)控特點 （一） RNA聚合酶 真核生物中存在 RNA polⅠ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 三種不同的 RNA聚合酶，分別負責轉(zhuǎn)錄不同的 RNA。 ① 在轉(zhuǎn)錄起始點 5’或 3’側(cè)均能起作用； ②相對于啟動子的任一指向均能起作用； ③發(fā)揮作用與受控基因的遠近距離相對無關； ④對異源性啟動子也能發(fā)揮作用； ⑤通常具有一些短的重復順序。 Zn Cys His 2. α 螺旋 常結(jié)合 CAAT盒 3. 亮氨酸拉鏈 （三） mRNA 轉(zhuǎn)錄激活及其調(diào)節(jié) polⅡ TFⅡ H TAF TFⅡ F TAF TAF TFⅡ A TFⅡ B TBP 真核 RNA聚合酶 Ⅱ 在轉(zhuǎn)錄因子幫助下，形成的轉(zhuǎn)錄起始復合物 TATA DNA TBP相關
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