第十三章基因結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控genestructureand(編輯修改稿)
2025-08-17 17:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 葡萄糖代謝 有關(guān)的酶基因 關(guān)閉 （一）乳糖操縱子（ lactose opron） 結(jié)構(gòu) I P O Z Y A 調(diào)控基因 控制位點(diǎn) 結(jié)構(gòu)基因 DNA 阻遏蛋白 啟動(dòng)序列 cAMPCAP結(jié)合位點(diǎn) 操縱序列 β半乳糖苷酶 通透酶 乙?；D(zhuǎn)移酶 RNA聚合酶 結(jié)合位點(diǎn) 細(xì)菌代謝酶的誘導(dǎo) 葡萄糖 乳糖 細(xì)菌合成代謝 葡萄糖 的酶類 細(xì)菌合成代謝 乳糖 的酶類 細(xì)菌對乳糖的利用及其相關(guān)的 酶 : 乳糖 (在通透酶作用下進(jìn)入細(xì)菌） β半乳糖苷酶 （細(xì)菌中少量存在） 別位乳糖 β半乳糖苷酶 （細(xì)菌中少量存在） 葡萄糖 +半乳糖 β半乳糖苷酶 （細(xì)菌中少量存在） 轉(zhuǎn)乙酰基酶 功能未詳 （二） Lac阻遏物的作用 負(fù)調(diào)控 ? Lac阻遏物 ? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ? 調(diào)控機(jī)制 （負(fù)調(diào)控） ? 由 基因 I編碼生成的 蛋白質(zhì) ? 具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) ? 具有 4個(gè)相同亞基 ? 每個(gè)亞基中都有一與誘導(dǎo)劑結(jié)合的位點(diǎn) ? Lac阻遏物與 O基因結(jié)合 ： 結(jié)構(gòu)基因 關(guān)閉 ? Lac阻遏物與 誘導(dǎo)劑 結(jié)合： 不與 O基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因 開放 RNA聚合酶結(jié)合，轉(zhuǎn)錄開始 ? 生理性誘導(dǎo)劑 ? 實(shí)驗(yàn)常用誘導(dǎo)劑 ? 別位乳糖 ? 異丙基硫代半乳糖（ IPTG） ? Lac操縱子誘導(dǎo)劑 mRNA 阻遏蛋白 I DNA Z Y A O P pol 沒有乳糖存在時(shí) （二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié) 阻遏基因 與操縱序列結(jié)合，RNA 聚合酶則不起作用，不轉(zhuǎn)錄 mRNA 阻遏蛋白 有乳糖存在時(shí) I DNA Z Y A O P pol 啟動(dòng)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(shí) 有葡萄糖， cAMP濃度低時(shí) （三） cAMPCAP的正性調(diào)節(jié) Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP ? 葡萄糖存在時(shí)： ? 優(yōu)先利用葡萄糖作為能源。 ? 與 阻遏蛋白 的存在有關(guān) 乳糖操縱子的負(fù)調(diào)控 ? 與 cAMP有關(guān)： 葡萄糖 cAMP Lac操縱子（ ） ? 只有乳糖存在時(shí)： ? 只能利用乳糖 ? 解除 阻遏蛋白 的作用 ? CAPcAMP復(fù)合物的激活作用 CAP+cAMP 乳糖操縱子 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄 (正調(diào)控 ) ?cAMP 在原核生物中的作用 （饑餓信號） ?CAP(分解物基因激活物蛋白 ): ? 有二個(gè)相同亞基的蛋白質(zhì) ? 一個(gè)與 DNA結(jié)合的 domain 一個(gè)與 cAMP結(jié)合的 domain 原核生物基因表達(dá)的一般情況 （乳糖操縱子） ? 環(huán)境條件的變化是相關(guān)基因表達(dá)的外界信號 ? 基因表達(dá) 的 負(fù)調(diào)控 ? 基因表達(dá) 的 正調(diào)控 ? 正、負(fù)調(diào)控協(xié)同表達(dá) ?葡萄糖、乳糖濃度的變化 ?Lac阻遏物 與操縱基因 ?cAMP+CAP與相應(yīng)的 DNA序列 第 三 節(jié) 真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) Regulation of Eukaryotic Gene Transcription 一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大 哺乳類動(dòng)物基因組 DNA 約 3 10 9 堿基對 編碼基因 約 有 30000 個(gè) rDNA等重復(fù)基因 約 占 5% ～ 10% （二）單順反子 單順反子 (monocistron) 即一個(gè)編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè) mRNA分子 ， 經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈 （三）重復(fù)序列 單拷貝序列（一次或數(shù)次） 高度重復(fù)序列（ 106 次） 中度重復(fù)序列（ 103～ 104次） 多拷貝序列 （四）基因不連續(xù)性 二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn) （一） RNA聚合酶 （二） 核心途徑 (活性染色體結(jié)構(gòu)變化 )： 環(huán)境信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 染色質(zhì)活化 轉(zhuǎn)錄的激活 1. 對核酸酶敏感 活化基因常有超敏位點(diǎn) ， 位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近 2. DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化 天然雙鏈 DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在； 基因活化后 RNApol 正超螺旋 負(fù)超螺旋
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