原核生物基因的表達及其調(diào)控-閱讀頁
2025-01-09 15:17本頁面
【正文】 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(diào)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。如 O。這樣的操縱子稱葡萄糖敏感操縱子。 ? 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(zhuǎn)變成 cAMP 不能形成 CAPcAMP復合蛋白 RNA酶無法結(jié)合在 DNA上 結(jié)構基因不表達。 特點 ：調(diào)節(jié)蛋白既可起正調(diào)控作用，又可起負調(diào) 控作用。 ? 調(diào)控： ① . 誘導物阿拉伯糖和 cAMP同時存在： Ara與 AraC蛋白復合物結(jié)合在Ｉ位點， CAPcAmp復合物結(jié)合 I位點，基因轉(zhuǎn)錄開啟； ② . 在沒有誘導物阿拉伯糖和 cAMP時： AraC蛋白同時與 I和 O2結(jié)合， DNA構型發(fā)生改變，形成一個緊密的環(huán)結(jié)構，抑制表達。 操縱子：包括色氨酸合成有關的 5種酶的結(jié)構基因； 大量色氨酸時：大腸桿菌 5種酶的轉(zhuǎn)錄同時受到抑制； 色氨酸不足時：這５種酶的基因開始轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄； 色氨酸：作為阻遏物而不是誘導物參與調(diào)控結(jié)構基因的轉(zhuǎn)錄。 ? 色氨酸操縱子模型結(jié)構： 5種結(jié)構基因： trpE、 D、 C、 B、 A； 調(diào)控結(jié)構：啟動子、操縱子、前導序列、弱化子； 阻遏物 trpR基因：與 trp操縱子相距較遠； ? ： ⑴ . 阻遏調(diào)控： trpR基因編碼無輔基阻遏物 與色氨酸結(jié)合 形成有活性的色氨酸阻遏物 與操作子結(jié)合 阻止轉(zhuǎn)錄； 色氨酸不足：阻遏物三維空間結(jié)構發(fā)生變化 ，不能與操作子結(jié)合，操縱元開始轉(zhuǎn)錄； 色氨酸濃度升高：色氨酸與阻遏物結(jié)合，空間結(jié)構發(fā)生變化，可與操作子結(jié)合，阻止轉(zhuǎn)錄。 色氨酸高濃度存在時，轉(zhuǎn)錄的前導序列140bp長，其中有一 28bp的弱化子區(qū)域；形成發(fā)夾結(jié)構，為內(nèi)部終止子， RNA酶從 DNA上脫落，不能轉(zhuǎn)錄； 色氨酸低濃度或不存在時， RNA聚合酶能通過弱化子區(qū)域，轉(zhuǎn)錄完整的多順反子 mRNA序列； ? 問題：弱化子如何進行調(diào)控 ？ ? 前導序列可翻譯出一段 14個氨基酸的短肽 ， 在該短肽的第 11位置上是兩個色氨酸密碼子；兩個密碼子之后是一段 mRNA序列 ， 該序列可分為四個區(qū)段 ， 區(qū)段間可互補配對 ， 形成不同的二級結(jié)構 。 ? ① . 當有色氨酸時，完整翻譯短肽 核糖體停留在終止密碼子處，鄰近區(qū)段 2位置 阻礙了 2,3配對 使 3, 4區(qū)段配對 形成發(fā)夾結(jié)構終止子 RNA酶在弱化子處終止，不能向前移動。 ? 衰減作用的生物學意義 從衰減機制的分析來看，它不僅能夠把幾種水平如 DNA和 RNA的構象變化、 mRNA上內(nèi)部終止 (衰減 )子的重建以及核糖體上 tRNA對終止密碼的識別等統(tǒng)一起來，嚴格控制表達，而且衰減子還可依細胞內(nèi)某一氨基酸水平的高低而行止。 就像在色氨酸操縱子中，阻遏作用與衰減機制一起協(xié)同控制其基因表達，顯然比單一的阻遏負調(diào)控系統(tǒng)更為有效。 可見：衰減機制在控制基因產(chǎn)物的量和產(chǎn)物種類的配比上起著快速靈敏的調(diào)節(jié)作用，使操縱基因表達更為精密、高效。 ? 如沙門氏菌具有運動鞭毛，它是由許多相同的鞭毛蛋白亞基裝配而成。 ? H1基因表達則產(chǎn)生 Hl型鞭毛蛋白，這時細菌就處于 I相 (Phase l)；若是 H2基因表達就產(chǎn)生H2鞭毛蛋白，細菌處于 Ⅱ 相 (Phase Ⅱ )。并協(xié)同表達。如果 H2基因和 rHl基因被關閉不表達，這時 H1基因便表達，合成 Hl鞭毛蛋白。含有啟動基因在內(nèi)的上游DNA長 995核苷酸對，兩邊各有一段長 14核苷酸對的重復，即 IRL和 IRR。 ? 另外，在倒位前這段序列的第 950一 983核昔酸對區(qū)還含有一個促進下游基因轉(zhuǎn)錄的啟動子 (p)，它使 H2和 rH1基因表達，于是細胞處于 Ⅱ 相。一旦這段DNA倒位依復原狀，細胞又將轉(zhuǎn)變?yōu)?Ⅱ 相。再者 ，這種變化發(fā)生的頻率很高，從每代每 105個細胞中改變一個到每代每 103個細胞中改變一個； 第三 ，實驗證明： 相變的實質(zhì)是 Hl 或 H2基因選擇性表達的結(jié)果。然而，一旦 rRNA的合成減少或停止，游離的核糖體蛋白開始積累。但 rRNA的合成是在轉(zhuǎn)錄層次的調(diào)節(jié)，而核糖體蛋白質(zhì)的合成則是在翻譯層次的控制。 第七節(jié) 反義 RNA在基因表達中的調(diào)控作用 ? 反義 RNA（ antisense RNA)：指與目的 DNA或RNA序列互補的 DNA或 RNA片段。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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