第七章原核基因表达.ppt

7.2.1 原核基因调控机制的类型与特点 原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，根据调控机制的不同可分为： 1.负转录调控(negative transcription regulation)：在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白(repressor)，起着阻止结构基因转录的作用。 2.正转录调控(positive transcription regulation)：在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白(activator)。 1．负转录调控 2．正转录调控 ③弱化机制 高Trp时 Trp-tRNATrp 存在 核糖体通过片段1(2个Trp密码子) 封闭片段2 片段3，4形成发夹结构 类似于不依赖ρ因子的转录终止序列 RNA聚合酶停止转录, 产生衰减子转录产物 低Trp时： Trp-tRNATrp 没有供应 核糖体翻译停止在片段1 （2个Trp密码子） 片段2，3 形成发夹结构 转录不终止 RNA聚合酶继续转录 7.7转录水平上的其他调控方式 7.7.1 ?因子的调节作用 ?因子的负责识别启动子的保守序列，是转录起始唯一需要的因子。许多细菌能生产多种可取代的?因子，以识别不同的启动子。当细胞从基本的转录机制转入各种特定基因表达时，需要不同的?因子指导RNA聚合酶与各种启动子结合。 7.7.2 组蛋白类似蛋白的调节作用 细菌中存在一些非特异性的DNA结合蛋白，用来维持DNA的高级结构，被称为组蛋白类似蛋白（histone-like proteins)。 例如，H-NS蛋白，非特性的方式结合DNA，抑制基因的转录。 7.7.3转录调控因子的作用 能够与基因的启动子区结合，对基因的转录起激活或抑制作用的DNA结合蛋白被称为转录调控因子。 7.7.4 抗终止因子的调节作用 抗终止因子是能够在特定位点阻止转录终止的一类蛋白质。当这些蛋白质存在时，RNA聚合酶能够越过终止子，继续转录DNA。 3.原核生物的翻译靠核糖体30S亚基识别mRNA上的起始密码子AUG，以此决定它的可译框架。研究表明，AUG被替换成GUG或UUG后，翻译效率降低8倍。 7.8.2 mRNA稳定性对转录水平的影响 所有细胞都有一系列核酸酶，用来清除无用的mRNA。一个典型的细菌mRNA半衰期为2-3min。 7.8.3 调节蛋白的调控作用 细菌中有些mRNA结合蛋白可激活靶基因的翻译，相反，mRNA特异性抑制性蛋白则通过与核糖体竞争性结合mRNA分子来抑制翻译的起始。 7.8.4 反义RNA的调节作用 反义RNA （antisense RNA)通过互补的碱基与特定的mRNA结合，阻碍该mRNA的表达，结合部位通常是mRNA上的SD序列、起始密码子和部分N端的密码子。 反义RNA的抑制机理： 细胞质中：反义RNA通常和mRNA5’端形成双链，抑制其翻译 细胞核中：反义RNA和正链RNA结合，形成双链，阻止正义RNA的加工或转运 渗透压变化对E.coli外膜蛋白基因表达的调节： omp C基因转录时，omp C上游有一段DNA序列，以相反的方向同时转录一个174核苷酸的RNA，这个RNA能与omp F的前导序列中44个核苷酸（包括SD序列）以及编码区域(包括起始密码子AUG)形成杂合双链，从而抑制了omp F mRNA的翻译。 7.8.7翻译的阻遏 核糖体蛋白基因组成若干个操纵子。每个操纵子都有自己的调节蛋白，这种调节蛋白都是核糖体蛋白本身，而且都是核糖体上与rRNA结合的蛋白。 mRNA与调节蛋白相结合的序列与rRNA与该蛋白结合的序列有很大的同源性，二者都能与起调控作用的核糖体蛋白相结合，但结合能力rRNAmRNA 当细胞中有游离rRNA时，调节蛋白优先和rRNA结合；当rRNA被饱和后，多余的调节蛋白就与mRNA上的结合位点结合，这些结合位点靠近或包含SD序列，阻碍mRNA的翻译