南京大学分子生物学第20讲

B，核糖体蛋白质合成的自体调控 作用（图8－33）
•当细胞中有游离 rRNA 时，与 rRNA结合，参与核糖体装配
•当细胞中无游离 rRNA 时，与 mRNA 结 合 （ 位 点 包 含 或 靠 近 S-D序列），影响蛋白质的翻 译，实现自体负调控
C，同一个操纵元中不同基因 的表达调控
•无 独 立 的 S-D 序 列 的 基 因 ： 连在一起，受共同的调控蛋 白控制
（3） PaQ的作用的证据
（四）反义RNA的应用
1，研究应用 2，临床应用
二、mRNA二级结构对基因表达的影 响
（一） mRNA二级结构对自身翻 译的影响
1，单链噬菌体MS2家族噬菌体 基因的表达产物（图8-29）
（1） A基因：编码附着蛋白 （2）CP基因：编码衣壳蛋白 （3） rep基因：编码复制酶 （4）溶菌基因：裂解蛋白
•有 独 立 的 S-D 序 列 的 基 因 ： 不受调控蛋白控制
（3）mRNA末端二级结构的作用
2，mRNA中二级结构对int基因寿 命的影响
（1）溶菌周期的int基因表达产 物
•N 蛋 白 的 作 用 使 RNA 聚 合 酶 转 录 出含int基因的产物L2
•L2转录产物的结构（图8-31） •sib位点 •返回调控
（2）溶原周期的int基
因表达
（3）从溶原生长向溶菌 生长转变时int基因的表 达
•EF－Tu：每个细胞中是核糖 体数的10倍
•RNA聚合酶的亚基：比核糖 体少
（2）核糖体蛋白质合成的自体调 控
A，有自体调控作用的核糖体蛋白 的特点
•在核糖体中直接与rRNA结合 •能与rRNA的结合（亲和力较高）， 也可与mRNA结合（亲和力较低）， 两种结合序列有很大的同源性， 并有相似的二级结构
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（2）RF2mRNA的翻译 •RF2 充 足 时 ： 核 糖 体 翻 译 完 ORF1 在UGA处肽链合成终止
•RF2缺乏时：核糖体到达UGA时不 能释放，发生一个碱基的移框， 继续合成下游的315个Aa。RF1促 进核糖体在UAA的释放
(3)移框窗口
•必需保留15个核苷酸，才能保 证30%以上的移框效率 •窗口内部S－D序列对移框有重 要作用
二、 trp衰减子的作用机制
（一）trp mRNA的前导序列的结 构（图8－23）
（二）衰减子的作用机制
1，trp mRNA前导序列的二级结 构（图8－24）
2， trp mRNA前导序列转录与翻译 的时空关系
3，Trp对衰减子作用的影响（图8－25） （1）Trp存在时（图8－25，a）
（2）Trp（或Arg）饥饿时（图8－25， b）
2 ， R17 噬 菌 体 mRNA 二 级 结构对翻译的影响
（1） R17正链RNA的特 点
（2）基因的翻译的过程
（3） R17正链RNA复制过 程中的二级结构对翻译的 影响 A，R17正链RNA的复制
B， R17正链RNA的复制时 A基因的翻译（图8-30）
（二） mRNA二级结构对自身寿命的影 响 1，影响mRNA降解速度的因素 （1）mRNA降解不是内切酶随机切割 的结果 （2）核糖体对mRNA寿命无重要影响
2，核糖体蛋白质合成的自体调控
（1） E coli基因表达机构的蛋 白质及其基因的操纵元
A，蛋白质种类
•有70余种：核糖体蛋白质（50多 种 ） ， 辅 助 蛋 白 质 ， RNA 聚 合 酶 的亚基和辅因子
B，操纵元数目：六个
C，操纵元中不同基因表达的 差异性
•核糖体蛋白质：绝大多数一 个核糖体一个（L7／L12有4 个）
（3）其他Aa（如Gly）饥饿时 （图8－25，c）
4，Trp衰减子模型的实验证据
三、衰减子的普遍性及其生 物学意义
1，普遍性 （1）结构共性 （2）作用机制共性
2，衰减子的作用机制可被看 作是一种可阻遏的正调控
3，衰减子调控的生物学意 义
（1）调控更为灵敏
（2）对代谢产物的反应更 为直接
（3）调控更为精细
1 ， 渗 透 压 对 ompC ， ompF 基 因表达的影响
2 ， micF RNA 对 ompF 基 因 表达的调控
（ 三 ） λ 噬 菌 体 CⅡ 蛋 白 对 晚 期 基 因表达调控的机制
1，PaQ及其转录产物 2，PaQ对Q基因表达的调控 （1）抑制Q基因mRNA的翻译
（ 2 ） 由 于 PaQ 的 转 录 活 性 很 高 ， 可以抑制PR的转录，使Q基因的 mRNA转录减少
•降解最快
（3） S21基因和σ亚基编码区
的mRNA的降解
•均有发夹结构，较稳定 •S21基因的mRNA还具衰减子结构， 更为稳定
三、蛋白质合成的自体调控
•控制自身mRNA的可翻译性的 蛋白质：多数为核酸结合蛋 白质，或是与核酸相互作用 的蛋白质
1， RF2对自身mRNA翻译的控制 （1）RF2 mRNA结构 •编码340个Aa •有两个ORF：ORF0（编码25个 Aa ， 终 止 密 码 UGA ） 和 ORF1 （编码315个Aa，终止密码UAA）
1，micRNA
2，micRNA的作用位点
3，反义RNA的作用方式
（ 1 ） 与 mRNA 的 核 糖 体 结 合 位 点结合，使翻译不能起始
（ 2 ） 与 mRNA 结 合 形 成 双 链 结 构，成为核酸内切酶的底物， 从而使mRNA不稳定
（3）与转录物结合，使转录 提前终止
（二）大肠杆菌外膜蛋白基 因表达中micRNA的作用
3，S12-引发酶-σ亚基操纵元 mRNA二级结构对基因寿命的影 响（图8-18）
（1） S12-引发酶-σ亚基操纵 元结构（P304）
•转 录 产 物 的 降 解 ： 先 由 RNA 内 切酶在引发酶和σ亚基之间切 断 ， 然 后 由 外 切 酶 从 3‘ 末 端 发生降解
（2）引发酶部分mRNA的降解
四、负责核苷酸合成的基因的衰减子 （一）天门冬氨酸转氨甲酰酶操纵 元（pyr BI操纵元）前导序列结构
（二）pyr BI操纵元衰减 子 作 用 的 机 制 （ 图 8 － 26 ） 1， UTP含量较低时
2，UTP充足时
第七节 翻译水平的调控
一、反义RNA的调控作用 （ 一 ） micRNA （ mRNA interfering complementary RNA） 及其作用位点