【正文】 G C L e ad e r p e p t i d e 夾結(jié)構(gòu) / 富含 C G U 的單鏈末端 C G A aaaaa C G M e t L y s A l y I l e P h e V a l L e u L y s G l y T r p T r p A r g T h r S e r A G C C G A C G U U A A 圖 1 6 2 8 t r p 操縱子含有 5 個(gè)結(jié)構(gòu)基因和 1 個(gè)控制區(qū)。控制區(qū)由啟動(dòng)子、操縱基因、前導(dǎo)順序和衰減子構(gòu)成。前導(dǎo)區(qū)編碼 14 個(gè)氨基酸，其中有 2 個(gè)是色氨酸。 ( 仿 B . L e w i n : 《 GENES 》Ⅵ , 1 9 9 7 , F i g . 1 2 . 3 8 ) 單林娜 制作 68 弱化機(jī)制 （ P244） 單林娜 制作 69 單林娜 制作 70 a) ? 如果當(dāng)其他氨基酸短缺 (注意：短開放讀框編碼的 14肽中多數(shù)氨基酸能由環(huán)境充分供應(yīng)的機(jī)會(huì)是不多的 )或所有的氨基酸都不足時(shí) ， 核糖體翻譯移動(dòng)的速度就更慢 ， 甚至不能占據(jù)1的序列 ， ? 結(jié)果有利于 1和 3和 4發(fā)夾結(jié)構(gòu)的形成 ， 于是 RNA聚合酶停止轉(zhuǎn)錄 ， 等于告訴細(xì)菌：“ 整個(gè)氨基酸都不足 ， 即使合成色氨酸也不能合成蛋白質(zhì) ， 不如不合成以節(jié)省能量 ” 。 單林娜 制作 71 b)Low tryptophan levels 當(dāng)色氨酸濃度低時(shí) ， 生成的 tRNAtrp就少 ， 核糖體在序列1的 trp密碼子處暫停 ， 序列 2和 3之間形成配對結(jié)構(gòu) ， 阻止了衰減 ， 因?yàn)樾蛄?3不再與序列 4之間形成衰減結(jié)構(gòu) ，RNA聚合酶得以沿 DNA前進(jìn) ， 繼續(xù)去轉(zhuǎn)錄其后 trpE等基因 ， trp操縱元就處于開放狀態(tài) 。 單林娜 制作 72 當(dāng)色氨酸濃度增高時(shí) ， tRNAtrp濃度隨之升高 ， 核糖體快速翻譯序列 1(前導(dǎo)肽閱讀框 )， 占據(jù)到 2的機(jī)會(huì)增加 ， 1和2生成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)減少 ， 3和 4形成 類似終止子的衰減子結(jié)構(gòu) 的機(jī)會(huì)增多 ， 導(dǎo)致 RNA聚合酶終止轉(zhuǎn)錄 。 c) High tryptophan levels 單林娜 制作 73 前導(dǎo)肽 轉(zhuǎn)錄終止結(jié)構(gòu) 單林娜 制作 74 ? 細(xì)菌通過弱化作用彌補(bǔ)阻遏作用的不足，因?yàn)樽瓒糇饔弥荒苁罐D(zhuǎn)錄不起始，對于已經(jīng)起始的轉(zhuǎn)錄，只能通過弱化作用使之中途停下來。 ? 阻遏作用的信號是細(xì)胞內(nèi)色氨酸的多少；弱化作用的信號則是細(xì)胞內(nèi)載有色氨酸的 tRNA的多少，它通過前導(dǎo)肽的翻譯來控制轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。 ? 在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)這兩種作用相輔相成，體現(xiàn)著生物體內(nèi)周密的調(diào)控作用。 單林娜 制作 75 ? 在 trp操縱元中 ， 對結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄 ， 阻遏蛋白 的負(fù)調(diào)控起到 粗調(diào) 的作用 ， 而 衰減子起到 細(xì)調(diào) 的作用 。 ? 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 。 單林娜 制作 76 其他操縱元 一、半乳糖操縱元 二、阿拉伯糖操縱元 單林娜 制作 77 一、半乳糖操縱元 (galactose operon) ? 異構(gòu)酶 (galE) ? 乳糖 磷酸尿嘧啶核苷轉(zhuǎn)移酶 (galT) ? 半乳糖激酶 (galk)。 單林娜 制作 78 gal操縱元的結(jié)構(gòu) 單林娜 制作 79 gal操縱元的特點(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 ， 另一個(gè)在結(jié)構(gòu)基因 galE內(nèi)部 。 單林娜 制作 80 二、阿拉伯糖操縱元 （ arabinose operon) ? araB基因、 araA基因和 araD, 形成一個(gè)基因簇，簡寫為 araBAD ? 三個(gè)基因的表達(dá)受到 ara操縱元中 araC基因產(chǎn)物 AraC蛋白的調(diào)控。 單林娜 制作 81 ara操縱元的調(diào)控有兩個(gè)特點(diǎn)： ? 第一 ， araC表達(dá)受到 AraC的自身調(diào)控 。 ? 第二 ， AraC既是 ara操縱元的正調(diào)節(jié)蛋白（ 需 cAMPCRP的共同參與 ， 起始轉(zhuǎn)錄 ） ，又是其負(fù)調(diào)節(jié)蛋白 。 這種雙重功能是通過AraC蛋白的兩種異構(gòu)體來實(shí)現(xiàn)的 （ Pi和 Pr)。 單林娜 制作 82 單林娜 制作 83 單林娜 制作 84