【正文】 嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)控（ stringent control） ⑵ ppGpp的調(diào)控作用 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （二） 翻譯調(diào)控（ translation regulation。 異常的空轉(zhuǎn)反應(yīng) 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 ① 改變 RNA聚合酶結(jié)構(gòu)，影響其啟動(dòng)能力 ,停止 mRNA合成 ②抑制 rRNA基因啟動(dòng)子， 使rRNA合成量急劇下降 , 核糖體蛋白失去結(jié)合對象 ,蛋白質(zhì)合成停止。研究發(fā)現(xiàn)： pppGpp 是 ppGpp合成酶 (嚴(yán)謹(jǐn)因子 stringent factor)催化 GDP生成。 弱化子調(diào)控（ attenuator regulation） ⑶ 弱化子調(diào)控原理 轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控 (自學(xué) ) 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （一）轉(zhuǎn)錄調(diào)控 （二） 翻譯調(diào)控（ translation regulation ） 嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)控（ stringent control） ⑴ 嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng) (stringent response) 因氨基酸饑餓，對 mRNA及蛋白質(zhì)合成的調(diào)控作用為之。 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （一）轉(zhuǎn)錄調(diào)控 ② 高 trp 濃度時(shí)，高濃度色氨酰 tRNA能占據(jù)１區(qū) trpL54～ 59兩個(gè) trp密碼子，導(dǎo)致 對形成終止信號(hào)，轉(zhuǎn)錄終止。 ( 仿 B .L e w i n : 《 GE NE S 》Ⅵ , 1 9 9 7 , F i g . 1 2 . 3 8 ) 弱化子調(diào)控（ attenuator regulation） ⑴ 弱化子（ attenuator） 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （一）轉(zhuǎn)錄調(diào)控 弱化子調(diào)控（ attenuator regulation） ⑵ 弱化子結(jié)構(gòu) １區(qū) trpL54～ 59兩個(gè) trp密碼子 UGG UGG， 不同條件下能形成不同配對結(jié)構(gòu)?？刂茀^(qū)由啟動(dòng)子、操縱基因、前導(dǎo)順序和衰減子構(gòu)成。在E、 O基因之間，有 162bp序列。如甲硫氨酸操縱子； ③操縱基因位于操縱子內(nèi)稱阻遏自控調(diào)控，如 his operon ⑶ 阻遏調(diào)控類型 第一節(jié) 原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 阻遏調(diào)控 (repressible regulation)一、轉(zhuǎn)錄調(diào)控 trp操縱子前導(dǎo)序列中直接參與 operon調(diào)控的區(qū)間稱弱化子 色氨酸操縱子前導(dǎo)序列 trpL123—150bp缺失后， trpmRNA轉(zhuǎn)錄速率提高 68倍。如 trp operon。輔阻時(shí)激活了阻遏蛋白關(guān)閉操縱子 ，稱阻遏負(fù)調(diào)控。色氨酸 操縱子由六部分組成：啟動(dòng)基因 P、操縱基因 O、 前導(dǎo)序列 L、 弱化子、 終止子和 5個(gè)結(jié)構(gòu)基因。如 cAMP lac operon ③ 誘導(dǎo)自控制：調(diào)節(jié)基因位于操縱子內(nèi)為之。如 lac operon。稱誘導(dǎo)正調(diào)控。 ⑺ 調(diào)節(jié)基因超組成型突變 誘導(dǎo)調(diào)控 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （一）轉(zhuǎn)錄調(diào)控 ⑻ 部分二倍體實(shí)驗(yàn) 誘導(dǎo)調(diào)控 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （一）轉(zhuǎn)錄調(diào)控 試驗(yàn)結(jié)果表明 ① lacI/FlacI+不誘導(dǎo)不表達(dá) ,說明 I+對 I為顯性 , lacIs/FlacI+不誘導(dǎo)也表達(dá)說明 lacIS對 I+.I超表達(dá) ② O+Y+/FOcY+不誘導(dǎo)也表達(dá)說明 Oc對 O+為顯性 ③結(jié)構(gòu)基因突變后誘導(dǎo)也不表達(dá) . 表 1 6 1 在單倍體和部分二倍體中 β 半乳糖苷酶透過酶的合成基因型 β 半乳糖苷酶 透過酶不誘導(dǎo) 誘導(dǎo) 不誘導(dǎo) 誘導(dǎo) I +Z +Y +－ ＋ － ＋ I –Z +Y +＋ ＋ ＋ ＋I(xiàn) +Z –Y + / F I –Z +Y +－ ＋ － ＋I(xiàn) –Z –Y + / F I +Z +Y +－ ＋ － ＋I(xiàn) –Z –Y + / F I –Z +Y ＋ ＋ ＋ ＋△ ( I , Z , Y ) / F I –Z +Y +＋ ＋ ＋ ＋O +Z +Y +－ ＋ － ＋O +Z +Y + / F O +Z –Y +－ ＋ － ＋O cZ +Y +＋ ＋ ＋ ＋O +Z +Y / F O cZ +Y +＋ ＋ ＋ ＋O +Z +Y + / F O cZ –Y +－ ＋ ＋ ＋O +Z –Y + / F O cZ +Y ＋ ＋ － ＋I(xiàn) sO +Z +Y +/ F O cZ +Y +＋ ＋ ＋ ＋△ : 表示缺失， “＋”表示酶以最高水平存在， “－”表示酶以最低水平存在 誘導(dǎo)調(diào)控 ⑼ cAMP與 CAP復(fù)合物誘導(dǎo)正調(diào)控 有乳糖時(shí)腺苷環(huán)化酶催化 ATP形成環(huán)化腺苷酸 cAMP,cAMP與 CAP形成復(fù)合物 ,激活乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄。 i t b i n d s p e r ma n e n t l y t o o p e r a t o r l a c I S O p e r a n t o r l a c I + w i l d t y p e r e p r e s s o r d o e s n o t i n f l u e n c e D N A b i n d i n g o f L a cS r e p r e s s o r 圖 1 6 U n i n d u c i b l e l a c S m u t a t i o n s a r e d o mi n a n t 因調(diào)節(jié)基因突變生產(chǎn)出沒有與誘導(dǎo)物結(jié)合的位點(diǎn)阻遏物，稱超組成型突變 Is。 lacI突變是操縱子非結(jié)構(gòu)基因突變稱 I組成型突變。 OC突變是操縱子非結(jié)構(gòu)基因的突變稱 OC組成型突變。 突變型添加與否這 3種酶都表達(dá) H O H H O H O H H H CH 2 O H H O O H H O O H O CH 2 CH 2 O H H O H O H H H O O H 別乳糖 H O O H H H H O H O H H H ＋ H 2 O H H H O O H CH 2 O H CH 2 O H H O H CH 2 O H H O O H H O O O H H H O H H ＋ O H H H O H H H H O H H O H 葡萄糖 半乳糖 圖 16 乳糖分解的不同產(chǎn)物 六、原核生物基因的表達(dá)調(diào)控 （一）轉(zhuǎn)錄調(diào)控 ⑶ lac operon結(jié)構(gòu) 經(jīng)測定 ,結(jié)構(gòu)基因序列為 β 半乳糖 基因 Z:3510 bp 滲透酶基因 Y： 780 bp 轉(zhuǎn)乙酰酶基因 A： 825bp 與誘導(dǎo)有關(guān)的基因 有 調(diào)節(jié)基因 lacI： 1040 bp 啟動(dòng)基因 lacP ： 54 bp 操縱基因 lacO： 26 bp P l a c i P O l a c Z l a c Y l a c A DNA 1 0 4 0 82 3 5 1 0 780 825 m R N A 多肽 360 38 1 0 2 1 125 260 30 275 30 氨基酸 分子量 (KD a ) 蛋白 四聚體 152 四聚體 500 膜蛋白 30 二聚體 60 結(jié)構(gòu) 分子量 (KD a ) 功能 阻遏蛋白 β 半乳糖 苷酶 透性酶 轉(zhuǎn)乙酰酶 乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)和功能 ( 仿 B. L e w in : 《 G ENES 》Ⅵ