原核基因表達(dá)調(diào)控-研-文庫吧資料
2025-05-20 13:26本頁面
【正文】 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 不可誘導(dǎo)突變（超阻遏）： 幾種突變對 Lac操縱子的影響 四、影響因子 lac操縱子的本底水平表達(dá) 有兩個矛盾是操縱子理論所不能解釋的： ① 誘導(dǎo)物需要穿過細(xì)胞膜才能與阻遏物結(jié)合，而轉(zhuǎn)運(yùn)誘導(dǎo)物需要透過酶，后者的合成又需要誘導(dǎo)。 當(dāng)有誘導(dǎo)物存在時(shí)，操縱基因區(qū)沒有被阻遏物占據(jù)，所以啟動子能夠順利起始 mRNA的合成。 RNA聚合酶結(jié)合部位 阻遏物結(jié)合部位 操縱位點(diǎn)的回文序列 ④ 當(dāng)阻遏物與操縱基因結(jié)合時(shí)， lac mRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到抑制。 CH 2 O H CH 3 H O O S － C － CH 3 H CH 3 O H HH H H O H圖 1 6 6 異丙基 β 硫代半乳糖苷的分子結(jié)構(gòu)三、乳糖操縱子調(diào)控模型 主要內(nèi)容： ① Z、 Y、 A基因的產(chǎn)物由同一條多順反子的 mRNA分子所編碼 ② 這個 mRNA分子的啟動子（ P）緊接著操縱基因（ O），而位于調(diào)節(jié)基因（ I）與O之間的啟動子 P，不能單獨(dú)啟動合成 β半乳糖苷酶和透過酶的生理過程。 ? Jacob和 Monod認(rèn)為誘導(dǎo)酶（他們當(dāng)時(shí)稱為適應(yīng)酶）現(xiàn)象是個基因調(diào)控問題，可以用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究，因此選為突破口，終于通過大量實(shí)驗(yàn)及分析，于 1961年建立了該操縱子的控制模型。 如何確定 誘導(dǎo)物的作用是誘導(dǎo)新酶合成，還是將已存在于細(xì)胞中的酶前體轉(zhuǎn)化為有活性的酶？ 把大腸桿菌細(xì)胞放在 加有放射性 35S標(biāo)記的 氨基酸 但 沒有半乳糖誘導(dǎo)物 的培養(yǎng)基中繁殖幾代 然后再將這些帶有放射活性的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到 不含 35S、無放射性 的培養(yǎng)基中 隨著培養(yǎng)基中誘導(dǎo)物的加入， β 半乳糖苷酶便開始合成 分離 β 半乳糖苷酶，發(fā)現(xiàn)這種酶 無 35S標(biāo)記 說明酶的合成不是由前體轉(zhuǎn)化而來的，而是加入誘導(dǎo)物后新合成的 同位素示蹤實(shí)驗(yàn) ? 酶的誘導(dǎo)現(xiàn)象 是生物進(jìn)化過程中出現(xiàn)的一種合理、經(jīng)濟(jì)地利用有限資源的本能。如果在培養(yǎng)基中加入乳糖，利用乳糖的酶濃度很快達(dá)到細(xì)胞總蛋白量的 6%或7%，每個細(xì)胞中可有超過 105個酶分子。 ? A編碼 β 半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶： 乙酰輔酶 A上的乙?；D(zhuǎn)到 β 半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。 ? 這種 “ 開 關(guān) ” （ onoff） 活性是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄來建立的，也就是說 mRNA的合成是可以被調(diào)節(jié)的。 ppGpp與 pppGpp的作用范圍十分廣泛，它們不是只影響一個或幾個操縱子，而是影響一大批，所以它們是超級調(diào)控因子。 ppGpp的出現(xiàn)會關(guān)閉許多基因 ， 當(dāng)然也會打開一些合成氨基酸的基因 ， 以應(yīng)付這種緊急狀況 。 產(chǎn)生這兩種物質(zhì)的誘導(dǎo)物是空載 tRNA。 為了緊縮開支 ， 渡過難關(guān) ， 細(xì)菌將會產(chǎn)生一個應(yīng)急反應(yīng) ， 包括生產(chǎn)各種 RNA、糖 、 脂肪和蛋白質(zhì)在內(nèi)的幾乎全部生物化學(xué)反應(yīng)過程均被停止 。 ? 起調(diào)節(jié)作用的信號分子是細(xì)胞中某一氨基酸或嘧啶的濃度 ， 因此是轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中的微調(diào)整 ， 好比無線電調(diào)諧器中的微調(diào)一樣 ， 只要稍加變動就可影響整個體系的功能 。 ? 當(dāng)操縱子被阻遏 ， RNA合成被終止時(shí) ， 起終止轉(zhuǎn)錄信號作用的那一段核苷酸被稱為弱化子 。 3. 弱化子對基因活性的影響 屬于這種調(diào)節(jié)方式的有大腸桿菌中的色氨酸操縱子 、 苯丙氨酸操縱子 、 蘇氨酸操縱子 、 異亮氨酸操縱子等等 。 添加葡萄糖后 ， 葡萄糖的存在會抑制細(xì)菌的腺苷酸環(huán)化酶活性 ， 減少環(huán)腺苷酸 （ cAMP） 的合成 ， 與它相結(jié)合的蛋白質(zhì) ， 即環(huán)腺苷酸受體蛋白 CRP又稱分解代謝物激活蛋白 CAP， 因找不到配體而不能形成復(fù)合物 。 大腸桿菌中的各種 σ 因子比較 σ 因子 編碼基因 主要功能 σ 70 rpoD 參與對數(shù)生長期和大多數(shù)碳代謝過程基因的調(diào)控 σ 54 rpoN 參與多數(shù)氮源利用基因的調(diào)控 σ 38 rpoH 分裂間期特異基因的表達(dá)調(diào)控 σ 32 rpoS 熱休克基因的表達(dá)調(diào)控 σ 28 rpoF 鞭毛趨化相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控 σ 24 rpoE 過度熱休克基因的表達(dá)調(diào)控 ? 溫度較高 ,誘導(dǎo)產(chǎn)生各種熱休克蛋白 由 σ 32參與構(gòu)成的 RNA聚合酶與熱休克應(yīng)答基因啟動子結(jié)合 ,誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的熱休克蛋白 ,適應(yīng)環(huán)境需要 ? 枯草芽孢桿菌芽孢形成 有序的 σ 因子的替換 ,RNA聚合酶識別不同基因的啟動子 ,使芽孢形成有關(guān)的基因有序地表達(dá) 2. 降解物對基因活性的調(diào)節(jié) 有葡萄糖存在的情況下 ， 即使在細(xì)菌培養(yǎng)基中加入乳糖 、半乳糖 、 阿拉伯糖或麥芽糖等誘導(dǎo)物 ， 與其相對應(yīng)的操縱子也不會啟動 ， 因而也不會產(chǎn)生出代謝這些糖的酶 ， 這種現(xiàn)象稱為葡萄糖效應(yīng)或稱為降解物抑制作用 。 根據(jù)激活蛋白的作用性質(zhì)分為 正控誘導(dǎo) 和 正控阻遏 ? 在 正控誘導(dǎo) 系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子（誘導(dǎo)物）的存在使激活蛋白處于活性狀； ? 在 正控阻遏 系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子（ 輔阻遏物） 的存在使激活蛋白處于非活性狀態(tài) 。 根據(jù)其作用特征又可分為 負(fù)控誘導(dǎo) 和
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