第七章 乳糖操纵子PPT参考课件

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7.1.1 原核基因表达调控分类
• 根据调控机制：
负转录调控
正转录调控
调节基因编码阻遏蛋白， 调节基因编码激活蛋白，
阻止结构基因转录。
促进结构基因转录。
负控诱导
负控阻遏
正控诱导
正控阻遏
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几个重要概念
结构基因与调节基因 阻遏物、操纵基因与操纵子 正调控与负调控 诱导与阻遏 顺式作用元件与反式作用因子
调百度文库基因
启动子 操纵序列
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多个结构基因
终止子
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1. 结构基因与调节基因
结构基因（structural gene）
编码各类具有不同结构和功能的蛋白质和 RNA的基因。
调节基因
启动子 操纵序列
多个结构基因
终止子
RNA
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Pro
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1. 结构基因与调节基因
调节基因（regulator gene） 编码蛋白质或RNA来调节其他基因表达的
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4. 诱导与阻遏
诱导 (induction)：
通过小分子诱导物参与, 使阻抑物失活或活 化激活剂来实现对基因或操纵子表达的调控 。
阻遏(repression):
通过小分子辅阻遏物参与，使激活剂失活 或活化阻抑物来实现基因或操纵子不表达的调 控。
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5. 顺式作用元件与反式作用因子
负转录调控 没有调节蛋白质存在时基因是 开启 的，加入
调节蛋白质后基因表达活性便被 关闭 ，为负转录 调控。
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负转录调控分类:
负控诱导
阻遏蛋白阻止基因转录，与效应物 结合后基因表达
负控阻碍
阻遏蛋白无活性，与效应物结合后 阻止基因转录
正转录调控分类:
正控诱导
激活蛋白与效应物结合后激活基因 转录
操纵子（operon）:细菌基因表达和调控的单位，包
括结构基因和能被调控基因产物识别的 DNA控制元
件。
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3. 正调控与负调控
正调控（positive control）: 调节基因编码 的激活因子通过与启动子元件结合来促进基 因的表达。
负调控（negative control）:调节基因编码阻 抑因子与操纵基因结合来阻止基因的表达。
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（3）基因的表达调控方式
基因水平的调控 转录水平的调控 转录产物加工的调控 翻译水平的调控以及翻译
后的加工等
转录水平调控 转录后水平调控
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原核生物与真核生物转录及翻译调控的总体特征
• 原核生物-----营养和环境
• 真核生物-----激素水平和发育阶段
例：大肠杆菌的乳糖操纵子 分解代谢蛋白的基因
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可阻遏调节
定义：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶 的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的 积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。
例：色氨酸操纵子 合成代谢蛋白的基因
正控阻碍
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激活蛋白与效应物结合后阻遏基因 转录
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基因 表达 调控 4种 模型
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负控诱导 负控阻遏
正控诱导
正控阻遏
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7.1.2 原核生物表达调控的主要特点
1、可诱导调节 2、可阻遏调节
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可诱导调节
定义：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作 用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在 某些物质的诱导下使基因活化。
不同的组织器官，基因表达数目及表达量不同。
同一基因在不同组织器官中表达量也不相同。
仅少部分基因在不同细胞类型及生长发育时期表达 相同，这类基因被称为组成性表达基因，或被称为 管家基因。
与细胞分化，组织、器官及生物体适应环境所需而 表达的基因，被称为适应性表达基因，或被称为奢 侈基因。
功能。
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（1）基因表达调控的概念
基因转录及翻译的过程，从DNA到蛋白质或功能 RNA的过程称为基因表达，对这个过程的调节就 称为表达调控。
注意：rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程 也属于基因表达。
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（2）基因表达模式
同一细胞内，有的基因表达高，有的表达量低，甚 至不表达。
7.1 基因表达调控总论
什么是基因表达与 调控？
• 基因表达=基因转录+翻译 • 基因表达的调控:
生物体随时调整不同基因的表达状态, 以适应环境、维持生长和发育需要。
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面对恶劣环境， 适者生存。
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基因表达调控的生物学意义
• 适应环境、维持生长和增殖（原核、真核） • 维持个体发育与分化（真核） • 了解生物生长发育规律、形态结构特征和生物学
为RNA）。也称转录因子。
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基因表达的调控方式 阻遏
➢负调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 阻遏蛋白(相应蛋白质降低)
促进 ➢正调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达
激活蛋白(相应蛋白质增加)
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正转录调控 没有调节蛋白质存在时基因是（关闭/开启）
的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被（关闭/ 开启），为正转录调控。
第七章 原核基因表达调控
主讲人：徐飞
武汉生物工程学院 生命科学与技术学院
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本章内容
原核基因表达调控的总论 乳糖操纵子与负控诱导系统 色氨酸操纵子与负控阻遏系统 其他操纵子 固氮基因调控 转录水平上的其他调控方式 转录后调控
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重点 重点
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基因。
调节基因
启动子 操纵序列
多个结构基因
终止子
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2. 阻遏物、操纵基因与操纵子
阻遏物（repressor）:阻止基因表达的蛋白质，可与 操纵基因结合来阻止转录或结合RNA来阻止蛋白质 的翻译。
操纵基因（operator）: DNA上的一个位点，阻遏物 能与之结合抑制相邻启动子起始转录。
顺式作用元件（cis-acting element）:
指与结构基因串联的特定DNA序列，包括启动子、 增强子、调控序列和可诱导元件等；顺式作用元件要与 反式作用因子相互作用而起作用。
反式作用因子（trans-acting factor）:
指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件
核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质（有时