原核生物基因表達(dá)調(diào)控(1)-閱讀頁(yè)
2025-01-28 14:35本頁(yè)面
【正文】 ，卻 也能與 R特異性結(jié)合，使 R構(gòu)象變化，誘導(dǎo)1ac操縱子的開(kāi)放 。 X－ gal (5－溴－ 4－氯－ 3－吲哚－ β－半乳糖苷 )也是一種人工化學(xué)合成的半乳糖苷，可被 β－半乳糖苷酶水解產(chǎn)生藍(lán)色化合物，因此可以用作 β－半乳糖苷酶活性的指示劑。 了解 CAP即為代謝活化子蛋白 (catabolic activator protein)，這一活化子也被稱為CRP(cAMP受體蛋白， cAMP receptor protein)。 CAP結(jié)合位點(diǎn) (cap site)的結(jié)構(gòu)同 operator 相似，是一段位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游 60 bp 的序列。 了解： 細(xì)菌中的 cAMP（環(huán)腺苷酸）含量與葡萄糖的分解代謝有關(guān)，當(dāng)細(xì)菌利用葡萄糖分解供給能量時(shí)， cAMP生成少而分解多， cAMP含量低；相反，當(dāng)環(huán)境中無(wú)葡萄糖可供利用時(shí)， cAMP含量就升高。 葡萄糖水平低，cAMP水平高，CAP結(jié)合 DNA，激活 lac基因。 總結(jié)： 乳糖和葡萄糖的有無(wú)控制著 lac基因表達(dá)的水平。 所以，這兩種調(diào)控蛋白聯(lián)合作用保證 lac基因在乳糖存在并缺少葡萄糖的環(huán)境中以顯著水平表達(dá)。細(xì)菌所以能做到這點(diǎn)是因?yàn)橛猩彼岵倏v子 (trp operon)的調(diào)控， 色氨酸操縱子負(fù)責(zé)色氨酸的生物合成 。每個(gè)環(huán)節(jié)需要一種酶，編碼這 5種酶的基因緊密連鎖在一起，被轉(zhuǎn)錄在一條多順?lè)醋?mRNA上，分別以 trpE、 trpD、 trpC、trpB、 trpA代表，編碼了鄰氨基苯甲酸合成酶、鄰氨基苯甲酸焦磷酸轉(zhuǎn)移酶、鄰氨基苯甲酸異構(gòu)酶、色氨酸合成酶和吲哚甘油 3磷酶合成酶 。色氨酸則是輔抑制子(corepressor)。 當(dāng)環(huán)境能提供足夠 濃度的色氨酸時(shí)： R與色氨酸結(jié)合 ↓ R構(gòu)象變化而活化 ↓ 與 o特異性結(jié)合 ↓ 阻遏結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄 色氨酸操縱子的阻遏調(diào)控 這是屬于一種負(fù)性調(diào)控的、可阻遏的操縱子 (repressible operon)。 細(xì)菌不少生物合成系統(tǒng)的操縱子都屬于這種類型，其調(diào)控可使細(xì)菌處在生存繁殖最經(jīng)濟(jì)最節(jié)省的狀態(tài)。 ?trp操縱子中對(duì)應(yīng)于色氨酸生物合成的還有另一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行 細(xì)調(diào)控 ，指示已經(jīng)啟動(dòng)的轉(zhuǎn)錄是否繼續(xù)下去。 在色氨酸操縱子 Ptrpo與第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因 trpE之間有 162bp的一段先導(dǎo)序列、前導(dǎo)區(qū) (Leader sequence)，先導(dǎo)序列的末端、 trpE之前，有一個(gè)典型轉(zhuǎn)錄終止子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在 RNA中有典型的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，緊接著的是 8個(gè)鳥(niǎo)苷酸堿基。 實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)色氨酸達(dá)一定濃度時(shí)， RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄會(huì)終止在這里。 前導(dǎo)序列的終止區(qū)與一般的轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)相同，具有潛在的二重對(duì)稱結(jié)構(gòu)能形成莖環(huán)，并具有成串的 U。 ara Operon ara操縱子的結(jié)構(gòu) ? 結(jié)構(gòu)基因 基因簇 araBAD分別編碼核酮糖激酶、 L阿拉伯糖異構(gòu)酶、 L核酮糖 5磷酸差向異構(gòu)酶。 ? 操縱基因 ● 激活區(qū) araO araI 了解 AraC蛋白的正、負(fù)調(diào)節(jié)作用 ?araC蛋白既是 ara操縱子的正調(diào)節(jié)蛋白又是負(fù)調(diào)節(jié)蛋白。 兩種異構(gòu)體的量處在動(dòng)態(tài)的平衡之中。 正調(diào)節(jié)作用需要 CAP的參與。 營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì) ara操縱子活性的影響 ?有葡萄糖時(shí)，不轉(zhuǎn)錄 ?無(wú)葡萄糖，也無(wú)阿拉伯糖時(shí)，不轉(zhuǎn)錄 ?無(wú)葡葡糖，有阿拉伯糖時(shí)， araBAD基因表達(dá) Homework 1. 名詞解釋：操縱子、基因表達(dá)、基因表達(dá)調(diào)控（英文注釋）。 3. 簡(jiǎn)述或圖示 lac操縱子的 CAP正調(diào)控機(jī)制。 5. 結(jié)合所學(xué)的知識(shí)寫出兩種反式作用因子及其特點(diǎn)。
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