《KL_原核基因转录及其基因表达调控课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《KL_原核基因转录及其基因表达调控课件（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、原核基因转录及其基因表达调控,有义链 sense strand / coding strand 反义链 antisense strand / template stand,转录概述,RNA 聚合酶的功能 转录起始、RNA链延伸、终止 RNA 聚合酶的特点： 底物：三磷酸核糖核苷酸（四种） 模板：DNA单链 方向：5到3 不需要引物,启动子,终止子,起始点,( -1)上游序列,下游序列 (+1 ),全酶 (核心酶 + ) ; 核心酶 ( ),rpoA rpoB rpoC rpoD, /,催化中心（Catalytic center）,酶组装（Enzyme assembly） 识别启动子（promo
2、ter recognition） 结合激活蛋白(binding some activators),启动子结合特异性（Promoter specificity）,大肠杆菌RNA 聚合酶,1.减少与非特异性位点结合 2.增加与特异性位点结合, 因子控制起始,启动子promotor (E.coli),100种以上启动子的比较结果 -10T 80 A 95 t 45 A 60 a 50 T 96 (解旋功能部位) -35T 82 T 84 G 78 A 65 C 54 a 45 (启动子的识别功能部位) 启动子突变 上升突变 (up mutations) / 下降突变 (down mutations)
3、,共同序列,TTGACA,TATAAT,16 18bp,5 8bp,-35,-10,+1,终止子terminator (E.coli),1. 内在终止子（不依赖于 因子的终止子） 体外实验 无须辅助因子 mRNA 的结构： 发卡结构（富含G-C） 转录暂停 寡聚尿嘧啶 RNA-DNA减弱、聚合酶释放,2. 因子（rho protein）依赖性终止子 体外实验和体内突变体 必须 因子 因子： 识别RNA（loading site: G-C rich) 依赖性RNA 的ATP 酶（ RNA-DNA unwind）,基因表达调控概述,正调控（positive regulation）,负调控（nega
4、tive regulation）,inhibitor,inducer,Inactive inhibitor,gene,gene,activator,一、转录水平 1. 操纵子模型 乳糖操纵子 2. 衰减子与衰减调节 色氨酸操纵子 3. 因子的调节作用 二、转录后调节 三、反馈抑制 (feedback inhibitor),基因表达调控的基本类型,乳糖操纵子模型,1961年， Jacob and Monod 发现,乳糖操纵子的结构：,structural gene,operator,regulator,-Galactosidase,permease,acetylase,repressor,培养基
5、中含乳糖 lacZ， lacY mRNA 高表达 不含乳糖 lacZ， lacY mRNA 低表达,组成型表达 Constitutive - Gene always expressed. 诱导型表达 Induced - Expressed in response to environmental signal.,乳糖操纵子模型的发现,部分二倍体（E.coli chromosome +F plasmid）,基因型,-IPTG,+IPTG,表型,1. I+ O+ lacZ+,2. I- O+ lacZ+,3. F I- O+ lacZ+ / I+ O+ lacZ+ (or -),5. I+ Oc
6、lacZ+,4. F I+ O+ lacZ+ / I- O+ lacZ+,6. F I+ Oc lacZ+ / I+ O+ lacZ-,7. F I+ Oc lacZ- / I+ O+ lacZ+,8. F I+ Oc lacZ- / I- O+ lacZ+,9. F I+ Oc lacZ+ / I- O+ lacZ-,诱导型,组成型,诱导型,诱导型,组成型,组成型,诱导型,诱导型,组成型,I+ O+ Z+ / F OC Z-,I+ O+ Z- / F OC Z+,F Plasmid,F Plasmid,Inducible (O+ is dominant),Constitutive (OC i
7、s dominant),Plac / RNA polymerase,Olac / repressor,-50,-30,-10,10,1,30,-20,-40,20,mRNA,startpoint,乳糖操纵子的负调控,分解lactose,乳糖操纵子的正调控,Lactose Glucose,- +,- -,+ -,+ +,LacI,CAP-cAMP,Four States of the Lac Operon,Diauxic growth curve,glucose present, use it first.,lactose present, “induce” lac enzyme,1 hour,
8、-Glc,衰减子与衰减调节,衰减子：位于转录起始部位的终止子,G-C区,poly (U),E D C B A,Promoter,Operator,Leader,Attenuator,RNA,* * * * * * * * * Trp Trp * * *,色氨酸操纵子（共抑制因子Trp + repressor）,衰减调节：培养基Trp tRNA的负载 是否翻译发卡结构可变 （阻止 / 通读）,1,2,3,4, 因子的调节作用,一般基因 (rpo D / 70 ) 热休克基因 (rpo H / 32 ) 关闭 / 开放, 热激蛋白 (heat shock protein), 环境胁迫, 氮代谢基因 (rpo N / 54 ) 少量因子, 氨饥饿, 其他氮源, 其他细菌 / 保守进化 鞭毛基因 (fli A / F ) 少量因子, 鞭毛结构蛋白 噬菌体基因 枯草杆菌 (B.subtilis) (43 ),55,复习题,1. 有义链、反义链、启动子、终止子、负调控、正调控、组成型表达、诱导型表达 2. RNA聚合酶的功能和特点？ 3. 大肠杆菌RNA聚合酶有几个亚基组成，各有什么功能？ 4. 大肠杆菌启动子和终止子的结构和功能？ 5. 乳糖操纵子的结构和调控机制？ 6. 什么是衰减子和衰减调控？,
