原核生物的基因调控精选PPT.ppt

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1、关于原核生物的基因调控第1页，讲稿共37张，创作于星期日调控水平调控水平DNA转录转录翻译翻译第2页，讲稿共37张，创作于星期日结结构构基基因因（structuralgenes）：编编码码细细胞胞必必要要蛋白，如酶和结构蛋白。蛋白，如酶和结构蛋白。调调节节基基因因（regulatorgenes）：编编码码调调节节蛋蛋白白，控控制制在在某某一一细细胞胞的的内内环环境境下下合合成成特特定定蛋蛋白白的的速率。速率。操操纵纵子子（operon)：由由操操纵纵基基因因以以及及相相邻邻的的若若干干结结构构基基因因所所组组成成的的功功能能单单位位，其其中中结结构构基基因的转录受操纵基因所控制。因的转录受操纵

2、基因所控制。第3页，讲稿共37张，创作于星期日顺顺式式作作用用元元件件（cis-actingelement）：DNA元元件件是是DNA上上一一段段序序列列，作作为为原原位位序序列列，只只能能作作用用于于同同一一条条DNA，称称为为顺顺式式作作用用元件。元件。反反式式作作用用因因子子（trans-actingfactor）：由由于于调调节节基基因因的的产产物物可可以以自自由由地地结结合合到到其其相相应的靶位点上，称为反式作用因子。应的靶位点上，称为反式作用因子。第4页，讲稿共37张，创作于星期日可可诱诱导导的的基基因因：当当在在细细菌菌培培养养基基中中加加入入某某些底物时可以诱导相应基因的表达；

3、些底物时可以诱导相应基因的表达；组成型基因组成型基因：组成型基因总是持续地表达。：组成型基因总是持续地表达。第5页，讲稿共37张，创作于星期日正调控和负调控正调控和负调控正调控：调节蛋白处于活化状态帮助起始。正调控：调节蛋白处于活化状态帮助起始。负调控：阻遏物干扰基因表达的作用。负调控：阻遏物干扰基因表达的作用。诱导物诱导物(inductor):可诱导基因的底物。可诱导基因的底物。阻遏物阻遏物(repressor)：阻止转录或翻译的一：阻止转录或翻译的一类蛋白质。类蛋白质。诱导诱导(induction)：基因仅对诱导物反应产：基因仅对诱导物反应产生基因产物的现象。生基因产物的现象。阻遏阻遏(r

4、epression)：阻遏物阻碍基因产生：阻遏物阻碍基因产生基因产物的现象。基因产物的现象。辅阻遏物辅阻遏物(corepressor)使阻遏蛋白具有活使阻遏蛋白具有活性或使活性蛋白失去活性的物质。性或使活性蛋白失去活性的物质。第6页，讲稿共37张，创作于星期日LacOperon(乳糖操纵子学说乳糖操纵子学说)第7页，讲稿共37张，创作于星期日19611961年年 法国巴斯德研究所法国巴斯德研究所Jacod Jacod 和和 Monod Monod 提出乳糖操提出乳糖操纵子纵子(Lac Operon)Lac Operon)学说学说 第8页，讲稿共37张，创作于星期日第9页，讲稿共37张，创作于星

5、期日乳糖乳糖半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖半乳糖苷酶半乳糖苷酶第10页，讲稿共37张，创作于星期日安慰诱导物：能诱导酶的合成，但又不被分解的分子。安慰诱导物：能诱导酶的合成，但又不被分解的分子。异丙基异丙基-硫代半乳糖苷（硫代半乳糖苷（IPTG）基因簇：细菌相关功能的结构基因常连在一起，形成一基因簇：细菌相关功能的结构基因常连在一起，形成一个基因簇。它们编码同一个代谢途径中的不同的酶。形个基因簇。它们编码同一个代谢途径中的不同的酶。形成了一个被调控的单位成了一个被调控的单位。第11页，讲稿共37张，创作于星期日半乳糖苷酶半乳糖苷酶透性酶透性酶乙酰转移酶乙酰转移酶第12页，讲稿共37张，创作于星期日基

6、因基因LacZ编码编码半乳糖苷酶半乳糖苷酶基因基因LacY编码编码半乳糖苷透性酶半乳糖苷透性酶基因基因LacA编码编码乙酰转移酶乙酰转移酶乳糖操纵子乳糖操纵子启动基因启动基因操纵基因操纵基因调节基因调节基因结构基因结构基因第13页，讲稿共37张，创作于星期日第14页，讲稿共37张，创作于星期日第15页，讲稿共37张，创作于星期日第16页，讲稿共37张，创作于星期日CrystalStructureofLacIComplexedtoOperatorDNALacIa a-helixb b-sheetloop第17页，讲稿共37张，创作于星期日lacIS阻遏蛋白不可诱导性突变，阻遏阻遏蛋白不可诱导性突

7、变，阻遏蛋白失去诱导物结合位点蛋白失去诱导物结合位点lacI-阻遏蛋白不能形成寡聚物阻遏蛋白不能形成寡聚物lacI-d阻遏蛋白不能和阻遏蛋白不能和DNA结合，混合结合，混合四聚体，四聚体，“坏亚基坏亚基”Oc操纵基因的组成型突变操纵基因的组成型突变操纵子突变操纵子突变第18页，讲稿共37张，创作于星期日第19页，讲稿共37张，创作于星期日第20页，讲稿共37张，创作于星期日第21页，讲稿共37张，创作于星期日AdenylatecyclaseandCAPmediateglucoserepressionofLacAdenylatecyclase腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(AC)isanenzymet

8、hatsynthesizescyclicAMP(cAMP)fromATPHighglucoseadenylatecyclaseisinhibited(indirectly,viaacatabolicproduct)ThereforecAMPlevelsarelowAbsenceofglucoseadenylatecyclaseisnotrepressedThereforecAMPlevelsarehighcAMPATPACglucose第22页，讲稿共37张，创作于星期日如果培养基中同时含有乳糖和葡萄糖时，如果培养基中同时含有乳糖和葡萄糖时，E.coli只利用葡萄糖。只利用葡萄糖。在缺少葡萄糖

9、时，腺苷酸环化酶将在缺少葡萄糖时，腺苷酸环化酶将ATP转变为转变为cAMP。cAMP与与其受体蛋白其受体蛋白CAP(cataboliteactivatorprotein)结合成复合物，该结合成复合物，该复合物再与启动子上的复合物再与启动子上的CAP位点结合，这样，位点结合，这样，RNA聚合酶方能聚合酶方能和启动子结合。和启动子结合。当存在葡萄糖时，不能形成当存在葡萄糖时，不能形成cAMP，CAP也就不能与启动子上也就不能与启动子上的的CAP位点相结合，位点相结合，RNA聚合酶不能和启动子结合。聚合酶不能和启动子结合。CAP位点位点第23页，讲稿共37张，创作于星期日第24页，讲稿共37张，创作

10、于星期日第25页，讲稿共37张，创作于星期日CAP（cataboliteactivatorprotein）降解物激活蛋白降解物激活蛋白CAP以以两种方法来激活转录：两种方法来激活转录：（1）它可能直接和）它可能直接和RNAPol相互作用；相互作用；（2）作用于作用于DNA，改变其结构，从而帮改变其结构，从而帮助助RNAPol结合。结合。CAPCAP结合位点结合位点 第26页，讲稿共37张，创作于星期日CAPBindingBendsDNAvThisDNAbendingresultsinmoreefficientRNApolymerasebinding第27页，讲稿共37张，创作于星期日POSIC

11、AP-cAMP结合位点结合位点RNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点具迥文结构具迥文结构mRNA转录起始点转录起始点-1+1乳糖操纵子模型乳糖操纵子模型-70/-50-50/-40III-35-10第28页，讲稿共37张，创作于星期日TrpOperon第29页，讲稿共37张，创作于星期日色氨酸操纵子色氨酸操纵子第30页，讲稿共37张，创作于星期日第31页，讲稿共37张，创作于星期日第32页，讲稿共37张，创作于星期日第33页，讲稿共37张，创作于星期日衰减作用衰减作用1978年年yanofsky发现发现前导序列（前导序列（leadersequence）衰减子（衰减子（attenuator）第34页，讲稿共37张，创作于星期日第35页，讲稿共37张，创作于星期日第36页，讲稿共37张，创作于星期日2022/10/1感感谢谢大大家家观观看看第37页，讲稿共37张，创作于星期日