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《原核生物的基因表達(dá)與調(diào)控》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第六章基因的表達(dá)與調(diào)控(上)——原核基因表達(dá)調(diào)控模式Contents基因表達(dá)調(diào)控的基本概念原核基因調(diào)控機(jī)制乳糖操縱子色氨酸操縱子其他操縱子轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本概念一、基因表達(dá)的概念geneexpression:基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過(guò)程。對(duì)這個(gè)過(guò)程的調(diào)節(jié)就稱(chēng)為generegulation。rRNA、tRNA編碼基因轉(zhuǎn)錄合成RNA的過(guò)程也屬于基因表達(dá)組成性表達(dá)(constitutiveexpression)適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression)二、基因表達(dá)的方式1、組成性表達(dá):指不大受環(huán)境變動(dòng)而變化的一類(lèi)基因表達(dá)。某些基因在一個(gè)個(gè)體的
2、幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá),通常被稱(chēng)為管家基因(housekeepinggene)。2、適應(yīng)性表達(dá)指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動(dòng)的一類(lèi)基因表達(dá)。應(yīng)環(huán)境條件變化基因表達(dá)水平增高的現(xiàn)象稱(chēng)為誘導(dǎo)(induction),這類(lèi)基因被稱(chēng)為可誘導(dǎo)的基因(induciblegene);相反,隨環(huán)境條件變化而基因表達(dá)水平降低的現(xiàn)象稱(chēng)為阻遏(repression),相應(yīng)的基因被稱(chēng)為可阻遏的基因(repressiblegene)。三、基因表達(dá)的規(guī)律——時(shí)間性和空間性1、時(shí)間特異性(temporalspecificity)按功能需要,某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生,稱(chēng)之為基因
3、表達(dá)的時(shí)間特異性。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱(chēng)階段特異性(stagespecificity)。2、空間特異性(spatialspecificity)基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異,實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的,所以空間特異性又稱(chēng)細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。在個(gè)體生長(zhǎng)全過(guò)程,某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn),稱(chēng)之為基因表達(dá)的空間特異性。四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖(原核、真核)維持個(gè)體發(fā)育與分化(真核)Contents基因表達(dá)調(diào)控的基本概念原核基因調(diào)控機(jī)制乳糖操縱子色氨酸
4、操縱子其他操縱子轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控第二節(jié)原核基因調(diào)控機(jī)制內(nèi)容提要:原核基因表達(dá)調(diào)控環(huán)節(jié)操縱子學(xué)說(shuō)原核基因調(diào)控機(jī)制的類(lèi)型與特點(diǎn)轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控的其他形式一、原核基因表達(dá)調(diào)控環(huán)節(jié)1、轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控(transcriptionalregulation)2、轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控(post-transcriptionalregulation)①?mRNA加工成熟水平上的調(diào)控②翻譯水平上的調(diào)控二、操縱子學(xué)說(shuō)1、操縱子模型的提出1961年,Monod和Jacob提出獲1965年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)JacobandMonod2、操縱子的定義操縱子:是基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位,由啟動(dòng)子、
5、操縱基因及其所控制的一組功能上相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因所組成。操縱基因受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的控制。1、根據(jù)操縱子對(duì)調(diào)節(jié)蛋白(阻遏蛋白或激活蛋白)的應(yīng)答,可分為:正轉(zhuǎn)錄調(diào)控負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控三、原核基因調(diào)控機(jī)制的類(lèi)型與特點(diǎn)調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白激活蛋白正轉(zhuǎn)錄調(diào)控負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控正轉(zhuǎn)錄調(diào)控如果在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是關(guān)閉的,加入這種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因活性就被開(kāi)啟,這樣的調(diào)控正轉(zhuǎn)錄調(diào)控。調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白激活蛋白正轉(zhuǎn)錄調(diào)控負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是表達(dá)的,加入這種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因表達(dá)活性便被關(guān)閉,這樣的調(diào)控負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控??烧T導(dǎo)調(diào)節(jié)(P196):指一些基
6、因在特殊的代謝物或化合物的作用下,由原來(lái)關(guān)閉的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài),即在某些物質(zhì)的誘導(dǎo)下使基因活化。例:大腸桿菌的乳糖操縱子分解代謝蛋白的基因2、根據(jù)操縱子對(duì)某些能調(diào)節(jié)它們的小分子的應(yīng)答,可分為可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)和可阻遏調(diào)節(jié)兩大類(lèi):調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白誘導(dǎo)物mRNA酶蛋白酶合成的誘導(dǎo)操縱子模型誘導(dǎo)物如果某種物質(zhì)能夠促使細(xì)菌產(chǎn)生酶來(lái)分解它,這種物質(zhì)就是誘導(dǎo)物??勺瓒粽{(diào)節(jié)(P197):基因平時(shí)是開(kāi)啟的,處在產(chǎn)生蛋白質(zhì)或酶的工作過(guò)程中,由于一些特殊代謝物或化合物的積累而將其關(guān)閉,阻遏了基因的表達(dá)。例:色氨酸操縱子合成代謝蛋白的基因酶合
7、成的阻遏操縱子模型調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因mRNA酶蛋白調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因輔阻遏物輻阻遏物如果某種物質(zhì)能夠阻止細(xì)菌產(chǎn)生合成這種物質(zhì)的酶,這種物質(zhì)就是輔阻遏物。3、在負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是阻遏蛋白(repressor),起著阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的作用。根據(jù)其作用特征又可分為負(fù)控誘導(dǎo)和負(fù)控阻遏:在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中,阻遏蛋白與效應(yīng)物(誘導(dǎo)物)結(jié)合時(shí),結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄;在負(fù)控阻遏系統(tǒng)中,阻遏蛋白與效應(yīng)物(輔阻遏物)結(jié)合時(shí),結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。4、在正轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是激活蛋白(activator)。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)
8、系統(tǒng)中,效應(yīng)物分子(誘導(dǎo)