原核生物基因的表達及其調控(編輯修改稿)
2025-01-17 15:17 本頁面
【文章內容簡介】 基因失活，結構基因組成型表達 （負控制 /負調節(jié) ） 根據(jù)調節(jié)蛋白基因突變失活所產生的后果，可分： 隱性的組成型表達 —— 負控制系統(tǒng) 結構基因處于不可誘導狀態(tài) —— 正控制系統(tǒng) 根據(jù)輔因子（小分子）結合后調控效果，可分： 開啟調控系統(tǒng)中結構基因的轉錄活性 —— 誘導 關閉調控系統(tǒng)中結構基因的轉錄活性 —— 阻遏 操縱子調控系統(tǒng)的基本類型 ?可誘導負控制系統(tǒng) ?可誘導正控制系統(tǒng) ?可阻遏負控制系統(tǒng) ?可阻遏正控制系統(tǒng) ? 正調控與負調控并非互相排斥的兩種機制，而是生物體適應環(huán)境的需要，有的系統(tǒng)既有正調控又有負調控； 原核生物以負調控為主，真核生物以正調控為主； 降解代謝途徑中既有正調控又有負調控；合成代謝途徑中一般以負調控來控制產物自身的合成。 ? 如：大腸桿菌乳糖代謝的調控需要三種酶參加 : ? ① . β半乳糖酶：將乳糖分解成半乳糖和葡萄糖 ? ② . 滲透酶：增加糖的滲透 ， 易于攝取乳糖和半乳糖 ? ③ . 轉乙酰酶： β半乳糖轉變成乙酰半乳糖 ? 大量乳糖時：大腸桿菌三種酶的數(shù)量急劇增加 ，幾分鐘即可達到千倍以上 ， 這三種酶能夠成比例地增加 . ? 乳糖消耗完：這三種酶的合成也即同時停止 . ? 三、大腸桿菌乳糖操縱子的負調控 (可誘導 ) ? 乳糖操縱子的組成： 1個啟動子 (promoter)、 2個操作子 (operator)、 3個結構基因 ? 誘導因子： （異乳糖、 223。半乳糖苷、異丙基硫代半乳糖苷 IPDG） ? 乳糖操縱子突變類型：無誘導因子，組成型表達，突變位點位于調節(jié)基因和操作子上。 乳糖操縱元表達受阻狀態(tài)（缺乏誘導物） The lactose operon in the repressed state (in the absence of an inducer) ? A：乳糖操縱子組成部分； ? B：野生型基因型 (I+O+Z+Y+A+), 無乳糖時，基因不表達； C. 野生型基因型 (I+O+Z+Y+A+), 有乳糖時，基因表達； D. 調節(jié)基因突變 (IO+Z+Y+A+), 無乳糖時，基因組成型表達； E. 操縱基因突變型 (I＋ OcZ+Y+A+), 無乳糖時，基因組成型表達。 ? 順式顯性（ cisdominant)：顯性效應只對處于同一染色體上它所調控的結構基因才起作用的現(xiàn)象，稱為 ~。如 O。 P240表 92 P structural genes O lacZ lacY lacA R β半乳糖苷酶 β半乳糖苷通透酶 β半乳糖苷乙?；D移酶 lacZ lacY lacA 乳糖操縱子的負控制 可誘導機制 異 乳糖等誘導物 阻遏蛋白單體 阻遏蛋白四聚體 ? 四、大腸桿菌乳糖操縱子的正調控 ? 葡萄糖效應 — 培養(yǎng)基中有葡萄糖存在時，即使有乳糖存在，不誘導靶基因表達。這樣的操縱子稱葡萄糖敏感操縱子。這種效應由一種正控制機制決定。 ? 葡萄糖抑制操縱子的原理： 葡萄糖 腺苷酸環(huán)化酶活性降低 ATP無法轉變成 cAMP 不能形成 CAPcAMP復合蛋白 RNA酶無法結合在 DNA上 結構基因不表達。 ?無葡萄糖時： ATP cAMP cAMP CAP復合物 結合 CAP ?乳糖操縱子：兩個開關 第一： cAMP CAP復合物 —— 受葡萄糖影響 第二：異乳糖復合物 —— 受乳糖影響 第三節(jié) 其他類型的操縱子 ? 一、具有雙啟動子的半乳糖操縱子 ?半乳糖（ gal)操縱子組成： 2個互相重疊的啟動子 gal P1 和 gal P2 、 3個操作子（ CAP位點、 2個阻遏蛋白位點 (galOe） galOi）、 3個結構基因） ?gal P1 依賴 cAMPCAP 轉錄始于 S1 gal P2 阻遏蛋白調節(jié)開啟 轉錄始于 S2 位于 CAP位點內 位于 galE內 ? 正控制可誘導系統(tǒng)（第一系統(tǒng)）： gal P cAMPCAP復合物、 cAMPCAP位點 S1 ? 無葡萄糖時： ATP cAMP cAMP CAP復合物 結合 CAP ? 有葡萄糖時：系統(tǒng)關閉 ? 負控制可誘導系統(tǒng)（第二系統(tǒng)）：
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