【正文】 ① 阻遏蛋白的調(diào)控作用 無色氨酸時，阻遏蛋白不能與操縱序列結(jié)合，對轉(zhuǎn)錄無抑制作用，有色氨酸時，阻遏蛋白與色氨酸結(jié)合變構(gòu)，與操縱序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄。 葡萄糖對 lac 操縱子的阻遏作用稱 分解代謝阻遏 (catabolic repression)。是一段能減弱轉(zhuǎn)錄作用的序列。轉(zhuǎn)錄終止子與、轉(zhuǎn)錄終止子與 ?因子因子⑴ 轉(zhuǎn)錄終止子 (teminater)① 定義： 指基因的 3′ 末端或者操縱子的 3′的一段具有終止轉(zhuǎn)錄功能的核苷酸序列。它主要通過 改變啟動子的起始效率 而控制基因的轉(zhuǎn)錄。它主要通過 改變啟動子的可獲得性 而控制基因轉(zhuǎn)錄。第 二 節(jié) 原核基因表達(dá)調(diào)節(jié)Regulation of gene expression in prokaryotesSection Ⅱ一、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控一、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控（一）影響原核基因轉(zhuǎn)錄的因素（一）影響原核基因轉(zhuǎn)錄的因素啟動子 啟動子是 DNA鏈上能與 RNApol結(jié)合并能有效起始 RNA轉(zhuǎn)錄的 DNA序列。包括轉(zhuǎn)錄提前終止、 mRNA前體的加工、剪接、 RNA編輯等。 如果基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答是被抑制，這種基因是 可阻遏基因 。因此，在多細(xì)胞生物，基因表達(dá)的時間特異性又稱 階段特異性 。* 基因表達(dá) （ gene expresion）基因表達(dá)是受調(diào)控的 一一 、基因表達(dá)的概念、基因表達(dá)的概念﹡ 基因表達(dá)調(diào)控（ gene expression regulation and control） 指通過生物體內(nèi)的調(diào)控系統(tǒng)來調(diào)節(jié)和控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的含量與活性，使之在特定的時間、特定的空間、并以一定的強(qiáng)度出現(xiàn)，以適應(yīng)機(jī)體生長、發(fā)育和繁殖的需要。 某些基因在一個個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá) , 通常被稱為 管家基因 。（二）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控（二）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是基因表達(dá)調(diào)控中 最重要的環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)錄的起始是 基本的控制點 。 翻譯的起始調(diào)控是翻譯水平調(diào)控的主要階段。如環(huán)境溫度升高或其它應(yīng)激變化引起 ?32與核心酶結(jié)合， RNApol全酶結(jié)合 Hsp基因的啟動區(qū)，起始 Hsp基因轉(zhuǎn)錄，而原先許多基因的轉(zhuǎn)錄關(guān)閉。⑵ ⑵ 輔阻遏輔阻遏 如 Trp，無色氨酸時，阻遏蛋白不能與操縱序列結(jié)合， RNApol與啟動子結(jié)合啟動基因轉(zhuǎn)錄。倒位蛋白、倒位蛋白 (inversion protein) 是一種位點特異性的 重組酶 ?；匚男蛄邢掠?A/U序列的作用： dA和 rU之間氫鍵力和堿基堆積力很弱，造成 RNA和 DNA雜交部分很容易拆開，三元復(fù)合物解體， RNApol與RNA解離，轉(zhuǎn)錄終止。ATP cAMP 5′AMPAC PDE cAMP↑ ， CAP+cAMP→cAMPCAP→ 與操縱子上 CAP結(jié)合位點結(jié)合，促進(jìn) RNApol與啟動子結(jié)合，引起有效轉(zhuǎn)錄。有 Ara， AraC與Ara結(jié)合，激活 RNApol，結(jié)合于 BAD基因的啟動子，啟動 BAD基因轉(zhuǎn)錄。 2）序列 ① 是一個開放閱讀框： 轉(zhuǎn)錄后立即翻譯成 14氨基酸的短肽稱作前導(dǎo)肽， 前導(dǎo)肽第 10， 11位是兩個連續(xù)的色氨酸。 （二） mRNA壽命對翻譯的調(diào)控作用不同的 mRNA有不同的降解速度 降解 mRNA的外切酶主要是 3′ 外切核酸酶 mRNA 分子末端的二級結(jié)構(gòu)能阻止 3′ 外切酶進(jìn)攻，凡降解終止子發(fā)夾結(jié)構(gòu)的突變都造成mRNA穩(wěn)定性降低，終止子除轉(zhuǎn)錄終止功能外，還決定 mRNA的穩(wěn)定性。 mRNA GGG UAU CUU UGAC UAC GAC23 24 25 26 27 28｛｛RF2 核糖體蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控 70余種蛋白質(zhì)，核糖體蛋白質(zhì) 50多種，絕大多數(shù)種類的蛋白質(zhì)在每個核糖體只有一個。⑵ SD 序列的位置是影響翻譯效率的重要因素 表達(dá) IL2時， Lac啟動子的 SD序列距 AUG為 7個核苷酸時， IL2表達(dá)效率最高，間隔 8個核苷酸，表達(dá)水平降低 500倍 隱蔽 SD序列對翻譯的影響 如 SD序列處于 mRNA的二級結(jié)構(gòu)中，核糖體不能與之結(jié)合，只有打破這種結(jié)構(gòu)，核糖體才能結(jié)合。 難以直接鑒定基因產(chǎn)物和基因控制的生化過程；難以直接選擇出影響調(diào)節(jié)基因的突變體；難以直接通過改變外界環(huán)境條件來研究分析基因表達(dá)變化；難以直接進(jìn)行基因操作等。 這種反應(yīng)主要發(fā)生在 CpG二核苷酸的胞嘧啶上。 特定的非組蛋白可以與組蛋白競爭性地與DNA結(jié)合，解除組蛋白對基因表達(dá)的抑制作用。 ① 典型的啟動子 ： 含 TATAbox，有時一個基因的啟動子上有兩個TATAbox，它們可分別或有側(cè)重地對不同誘導(dǎo)物作出應(yīng)答，在某些情況下，也參與組織特異性的選擇，如 ?淀粉酶基因在唾液腺和肝臟兩種組織分別選擇了相距 ，轉(zhuǎn)錄效率不同的兩個轉(zhuǎn)錄起始點，保證唾液中酶的活性遠(yuǎn)高于肝臟。 反式作用因子的特點⑴ 具有三個功能域： DNA識別結(jié)合域；轉(zhuǎn)錄活化域（轉(zhuǎn)錄調(diào)控域）；結(jié)合其他蛋白結(jié)構(gòu)域（自身活化域） 其中有 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（ DNA binding domain，簡稱為 DB）和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（ activation domain，簡稱為 AD），它們是轉(zhuǎn)錄激活因子發(fā)揮功能所必需的。 ⑤ 亮氨酸拉鏈 (Leucine zipper) 兩個具有亮氨酸拉鏈區(qū)的反式作用因子以疏水力相互作用形成的 形同拉鏈的區(qū)域 。 ② 富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu) 如 SP1是與啟動子 GC box結(jié)合的一種轉(zhuǎn)錄因子，除有結(jié)合 DNA的鋅指結(jié)構(gòu)外， SP1共有 4個參與轉(zhuǎn)錄活化的區(qū)域，其中最強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄活化域之一很少有極性 aa，卻富含谷氨酰胺，達(dá)該區(qū) aa總數(shù)的25%左右?！　?帶正電荷的組蛋白與 DNA 中帶負(fù)電荷的磷酸基結(jié)合 ,于是組蛋白遮蔽了 DNA 分子 ,降低了 DNA 的模板活性。順式作用元件與反應(yīng)作用因子的相互作用 反式作用因子的活性調(diào)節(jié)⑴ 表達(dá)式調(diào)節(jié) 這類反式作用因子合成出來就有活性，需要時就合成，不需要時就降解失活。 ⑷ 蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用 有些反式作用因子單獨不能發(fā)揮作用，需與另一種蛋白結(jié)合成復(fù)合物才能發(fā)揮作用，如 Cmyc蛋白單獨結(jié)合 DNA的能力很低，與 max蛋白結(jié)合成二聚體就可調(diào)節(jié)基因表達(dá)。在短距離內(nèi)，這種機(jī)制是可能的，但遠(yuǎn)距離無法采用這種機(jī)制。這兩個因素至少保證 mRNA在轉(zhuǎn)錄過程中不被降解。核糖體均在核內(nèi)組裝，再運輸?shù)桨麧{。有鐵時，該蛋白與鐵結(jié)合，從鐵蛋白 mRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)解離，鐵蛋白的翻譯效率提高 100多倍。 3′UTR 富含 AU序列對 mRNA穩(wěn)定性的影響 如生長因子 mRNA不穩(wěn)定，半衰期僅 30分鐘，其 3′UTR 存在 AU豐富區(qū)，它常由幾個相同分布的 UUAUUUAU8核苷酸序列組成。其抑制作用依賴 Lin14 mRNA終止密碼子與 poly(A）尾之間的 3′ 端非編碼區(qū)的一段序列，去除這個特殊序列， lin4 RNA則失去抑制作用。 又如轉(zhuǎn)鐵蛋白 mRNA3′UTR 的 AU豐富區(qū)，可形成 5個發(fā)夾結(jié)構(gòu)，有鐵時，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵結(jié)合，而與 RNA解離， mRNA降解；無鐵時，調(diào)節(jié)蛋白與mRNA的莖環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合，保護(hù) mRNA不被降解。 elF4F? PKC elF4F?p ?亞基磷酸化可促使 4F的三個亞單位復(fù)合物形成，這類復(fù)合物是起始因子識別 mRNA的活性形式，?亞基磷酸化的意義有待研究。四、翻譯水平的調(diào)控四、翻譯水平的調(diào)控 （一）翻譯起始的調(diào)控 5′ 帽子結(jié)構(gòu)（ m7GpppN）對翻譯的調(diào)控作用①m 7G帽有增強(qiáng)翻譯效率的作用② 5′ 帽子結(jié)構(gòu)有利于 mRNA從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運和增加其穩(wěn)定性③ 5′ 帽子結(jié)構(gòu)與 3′poly(A) 尾對 mRNA的翻譯效率的調(diào)節(jié)有協(xié)同作用 5′AUG 對翻譯的調(diào)控作用 翻譯時， 90～ 95%的真核 mRNA符合第一 AUG規(guī)律 。tRNA在合成后，形成特殊的空間結(jié)構(gòu)可抵抗降解。如有 A、 B、 C三種反式因子結(jié)合 A基因的調(diào)控區(qū)，其中 A、 C兩種因子起正調(diào)控， B因子起負(fù)調(diào)控，其綜合效應(yīng)則是激活轉(zhuǎn)錄，又如有A、 B、 D三種因子結(jié)合 B基因的調(diào)控區(qū)，其中 A起正調(diào)控， B、 D起負(fù)調(diào)控，其綜合效應(yīng)則抑制 B基因的轉(zhuǎn)錄。 反式作用因子有激活基因表達(dá)的反式作用因子和阻遏表達(dá)的反式作用因子，值得一提的是：有些反式因子先激活，再與 DNA結(jié)合， 少數(shù)反式作用因子先與 DNA結(jié)合 ， 再被激活 。這類家族的蛋白既參與細(xì)胞跨膜信息向細(xì)胞核內(nèi)傳遞，也參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。已證明高乙酰化組蛋白特異地聚集于活性染色質(zhì)功能區(qū) ,低乙?；M蛋白聚集于無轉(zhuǎn)錄活性的非功能區(qū) ,這一結(jié)果表明組蛋白乙?；杉せ钷D(zhuǎn)錄。 ③ 富含脯氨酸結(jié)構(gòu)