《基因表达调控》PPT课件

•诱导型负调控 Negative—inducible operon
例 (分解酶类 lactose operon) I
I gene ห้องสมุดไป่ตู้active repressor
38 kd / monomer
tetramer 152 kd
binding on Operator
I+
mut. iC (constitutive mut.)
unwinding
repressor & RNA polymerase 对重叠位点竞争
RNA polymerase binding Repressor binding
---调控机理
repessor tetramer与operator发生特异结合 operon off
Inducer (lactose) 与repressor 特异结合
d) 转录水平上的调控是最为经济, e) 灵活，又是最为重要，复杂的调
控
● 在复杂的基因组内，确定需要基因转录的起始位点
● 精细调节基因表达的水平, 以保证生物体对环境的适应 ● cis factor & trans factor 间严格而又灵活的互作
● 保证RNA polymerase 的进行式转录（不中断，准确终止）
OC mut. (I+ OC P+) constitutive mut. （组成型）
OC失去与repressor特异结合的能力
iC mut. (iC O+P+) constitutive mut. (组成型) iC gene产物repressor丧失与O位点结合的能力
诱导物 Inducer
Add signal mol. Operon off (repressible operon)
辅阻遏物 Co-repressor
Operon control model
negative
positive
Ind. active
inactive
Rep. inactive
active
I 基因(trans) 位点不固定
b) operon control type 负调控 Negative & 正调控 Positive
• I gene
repressor
expressor (apoinducer)
无辅基诱导物
i- or 不加入I基因产物 I+ or 加入I基因产物
operon on operon off
iS (super--reperessible)
O gene (operator) cis-action factor
mRNA startpoint
unwinding
Obstruction? Competition?
RNA polymerase binding Repressor binding
第7章 基因表达调控
(Controlling of the Gene Expression)
7.1. 概述 7.2. 基因表达调控的理论与模式 7.3. 真核生物基因表达调控的特异性
7.1. 概述 （Introduction）
a) 原核生物对环境的适应，相关的应答 真核生物的细胞分化, 组织特化 , 个体发育 以及环境对个体表型的影响都是基因表达的结果
意味转录效率极低
● Negative contrl 是广泛保险的机制 （自然选择使 Prok. 获得选择优势）
Positive control 是灵活，严格，经济的调控机制
c) Model
● 信号分子（Signal molecular） be needed for both types
Add signal mol. Operon on (inducible operon)
Negative Positive
Neg.
i- or 不加入I基因产物 I+ or 加入I基因产物
operon off operon on Pos.
● Repressor binding on O site
阻止转录启动
Expressor binding front p site 激活转录启动
● Operon off
(1961 Jacob. & Monod.)
a) operon concept
● 控制某一代谢途径的相关基因, 紧密连锁地排列在一起, 受同一操纵子控制
Lac operon I p o Z Y A
● 各结构基因按一定比例协调翻译 ( Z : Y : A = 5 : 2 : 1 ) ● 具有极性突变效应 ● P & O基因(cis)紧密连锁 或 彼此重叠
7.2 基因表达调控的
理论与模式
7.2.1 转录水平的调控 （transcriptional level control）
Prok. 操纵子 operon 逆境应答 stringent response 衰减子 attenuator 转座子 transposon…
7.2.1.1. 操纵子调控（Operon control）
O gene (operator) cis-action factor
mRNA startpoint
O & P overlap repressor & RNA polymerase bind at sites that overlap around the start point of Lac operon
tetramer 变构 特异结合力下降1000X operon on
作用于 O 位点上的repressor 变构 脱离O位 作用于游离的repressor
变构 失去结合于O位的能力
w.t. (I+ O+ P+) 诱导型 add inducer operon on no inducer operon off
b) 基因表达的调控涉及
RNA转录的开/关，数量，选择性加工 蛋白质翻译速率，数量，加工与 降解和分泌…
c) 原核生物与真核生物基因 d) 表达调控机制具有惊人的相似性
共同的起源与共同的分子基础
调控机理上 调控层次上
核酸分子间的互作 核酸与蛋白质分子间的互作 蛋白质分子间的互作
transcriptional level post—transcriptional level translational level post—translational level