第8章 原核生物基因表达调控

第第8 8章章 原核生物基因表达原核生物基因表达调控调控第一节原核生物基因表达调控概述第一节原核生物基因表达调控概述一、基因表达调控的意义一、基因表达调控的意义在一定在一定调节机制控制下，基因通机制控制下，基因通过转录和翻和翻译而而产生其蛋白生其蛋白质产物，或物，或转录后直接后直接产生其生其RNA产物，如物，如tRNA、rRNA等的等的过程程 。大多数大多数基因的表达基因的表达产物是物是蛋白蛋白质,部分基因如部分基因如tRNA和和rRNA基因表达基因表达产物是物是RNA。围绕基因表达基因表达过程中程中发生的各种各生的各种各样的的调节方式方式都通称都通称为基因表达基因表达调控。控。在生物体生命活在生物体生命活动中并不是所有的基因都同中并不是所有的基因都同时表达，在生物体代表达，在生物体代谢过程中所需要的各种程中所需要的各种酶和和蛋白蛋白质的基因以及构成的基因以及构成细胞化学成分的各种胞化学成分的各种编码基因，在正常情况下是持基因，在正常情况下是持续表达的，而与生表达的，而与生物物发育育过程有关的基因程有关的基因则要在特定的要在特定的时间和空和空间才才进行表达。行表达。（1）时间特异性或特异性或阶段特异性段特异性（2）空）空间特异性或特异性或组织细胞特异性胞特异性1 1 时间特异性特异性按功能需要，某一特定基因的表达严格按按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间时间特异性特异性(temporal specificity)。多细胞生物基因表达的时间特异性又称多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶阶段特异性段特异性(stage specificity)。2 2 空空间特异性（特异性（spatial specificity）在在个个体体生生长长全全过过程程，某某种种基基因因产产物物在在个个体体按按不不同同组组织织空空间间顺顺序序出出现现，称称之之为为基基因因表表达达的的空间特异性空间特异性(spatial specificity)。基基因因表表达达伴伴随随时时间间顺顺序序所所表表现现出出的的这这种种分分布布差差异异，实实际际上上是是由由细细胞胞在在器器官官的的分分布布决决定定的的，所所以以空空间间特特异异性性又又称称细细胞胞或或组组织织特特异异性性(cell or tissue specificity)。二、原核生物基因表达调控的特点与方式二、原核生物基因表达调控的特点与方式（1）原核生物基因表达）原核生物基因表达调控包括在控包括在DNA水平、水平、转录水平、水平、转录后水平和翻后水平和翻译水平，但水平，但转录水平的水平的调节是最有效、最是最有效、最经济的方式，也是最主要的的方式，也是最主要的调节方方式。式。（2）原核生物基因的表达）原核生物基因的表达调控多以操控多以操纵子子为单位位进行，即将功能相关的基因行，即将功能相关的基因组织在一起，同在一起，同时开启或开启或关关闭基因表达。基因表达。（3）基因）基因调控的模式可分成两大控的模式可分成两大类，正，正调控和控和负调控，原核生物以控，原核生物以负调控控为主。主。l l转录水平上的调控转录水平上的调控转录水平上的调控转录水平上的调控l l转录后水平上的调控转录后水平上的调控转录后水平上的调控转录后水平上的调控操纵子操纵子学说学说 1961 1961年，法国巴斯德研究院年，法国巴斯德研究院的的Francois Francois JacobJacob（雅各布（雅各布）与与Jacques Jacques MonodMonod（莫洛）（莫洛）提出，提出，获获19651965年诺贝尔生理学和医学年诺贝尔生理学和医学奖。奖。操纵子操纵子(operon)结构基因结构基因 启动子启动子 操纵基因操纵基因 调节基因调节基因 (promoter)(operator)阻抑蛋白阻抑蛋白三、原核生物基因表达调控的几个重要概念结构基因构基因：编码细胞胞结构和基本代构和基本代谢活活动所必要所必要的的RNA和蛋白和蛋白质的基因。的基因。调节基因基因：编码合成那些参与基因表达合成那些参与基因表达调控的控的RNA和蛋白和蛋白质的特异的特异DNA序列。序列。调节基因基因编码的的调节物通物通过与与DNA上的特定位点上的特定位点结合控制合控制转录是是调控的关控的关键。顺式作用元件式作用元件（cis-acting elements）:调节基因表基因表达的达的DNA序列。序列。反式作用因子反式作用因子（trans-acting factors）：）：调节基因基因表达的蛋白表达的蛋白质因子，可直接或因子，可直接或间接接结合合顺式作用式作用元件。元件。正正调控和负调控调控和负调控正调控正调控(positive control)(positive control)在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入某在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入某种调节蛋白后基因活性就被开启，这样的调控为种调节蛋白后基因活性就被开启，这样的调控为正转录调控。正转录调控。调节基因调节基因操纵基因操纵基因结构基因结构基因mRNAmRNA酶蛋白酶蛋白调节蛋白调节蛋白负调控（负调控（negative control)在在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭，这样的种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭，这样的调控负转录调控。调控负转录调控。调节基因调节基因操纵基因操纵基因结构基因结构基因阻遏蛋白阻遏蛋白不转录，基因封闭不转录，基因封闭 正调控正调控（positive regulationpositive regulation）与缺乏调控因子时比较，若调控因子使靶基因的与缺乏调控因子时比较，若调控因子使靶基因的表达水平上升。调控因子称表达水平上升。调控因子称激活蛋白（激活蛋白（activator）正正调控可分为调控可分为：可诱导的正调控系统可诱导的正调控系统 调节因子在诱导物的作用下，能与启动子结合开启调节因子在诱导物的作用下，能与启动子结合开启结构基因的结构基因的转录。转录。可阻遏的正调控系统可阻遏的正调控系统 调节因子可与启动子结合，促进结构基因的转录。调节因子可与启动子结合，促进结构基因的转录。但当其与辅阻遏物结合后，不能启动结构基因的但当其与辅阻遏物结合后，不能启动结构基因的转转录。录。2024/5/2142024/5/215负负调控（调控（negative regulationnegative regulation）与与缺乏调控因子时比较，若调控因子使基因的表缺乏调控因子时比较，若调控因子使基因的表达水平下降，甚至达水平下降，甚至关闭，调控关闭，调控因子称因子称阻遏蛋白阻遏蛋白（repressor）负负调控可分为调控可分为：可诱导的负调控系统可诱导的负调控系统阻遏蛋白与操纵基因结合，可阻止结构基因的转阻遏蛋白与操纵基因结合，可阻止结构基因的转录，但有诱导物时，它与阻遏蛋白结合从而解除录，但有诱导物时，它与阻遏蛋白结合从而解除对结构基因转录的对结构基因转录的抑制。抑制。可阻遏的负调控系统可阻遏的负调控系统阻遏蛋白不影响结构基因的转录，但它与辅阻遏阻遏蛋白不影响结构基因的转录，但它与辅阻遏物结合后，抑制结构基因的物结合后，抑制结构基因的转录。转录。2024/5/2162024/5/217四、原核生物基因表达调控机制1 代谢产物对基因活性的调节代谢产物对基因活性的调节 一些基因的特殊代一些基因的特殊代谢产物物对基因活性的基因活性的调节具有具有诱导或阻遏作用。或阻遏作用。l一些一些基因在基因在特殊的代特殊的代谢物或化合物物或化合物的作用下，由的作用下，由原来原来关关闭的状的状态转变为工作状工作状态，即在某些物，即在某些物质的的诱导下使基因活化下使基因活化.l如乳糖操如乳糖操纵子，子，调节分解代分解代谢的操的操纵子，同子，同时受受cAMP-CAP的活性的活性调节2 弱化子对基因活性的影响弱化子对基因活性的影响弱化子：弱化子：在操在操纵基因与基因与结构基因之构基因之间的一段可以的一段可以终止止转录作用的核苷酸作用的核苷酸序列。当序列。当操操纵子被阻遏子被阻遏时，RNA合合成被成被终止，止，这段段核苷酸序列起核苷酸序列起终止止转录信号信号作用。作用。UUUU RNA RNA聚合酶聚合酶 起起起起调节调节作用的是某种氨作用的是某种氨作用的是某种氨作用的是某种氨酰酰-tRNA-tRNA的的的的浓浓度度度度RNA在在分子内采用不同的碱基配分子内采用不同的碱基配对方式，形方式，形成不同的二成不同的二级结构而参与构而参与调控。控。当不同的当不同的结构构对是否允是否允许终止存在差异止存在差异时，改改变二二级结构可构可对转录终止止进行行调控。控。弱化子弱化子弱化子弱化子作用机制作用机制作用机制作用机制UUUUUUUU调节区调节区 结构基因结构基因 trpROP前导序列前导序列 衰减子区域衰减子区域 UUUU前导前导mRNA1234衰减子结构衰减子结构 第第1010、1111密码子为密码子为trptrp密码子密码子 终止密码子终止密码子 14aa14aa前导肽编码区前导肽编码区:包含序列包含序列1 1 形成发夹结构能力强弱：形成发夹结构能力强弱：序列序列1/21/2序列序列2/32/3序列序列3/4 3/4 trp 密码子密码子 UUUU5 trp mRNA trp trp mRNA trpL L1 21 23 43 4寡聚寡聚寡聚寡聚U U区区区区trpE(a)(a)正常正常正常正常 (b)(b)高高高高 TrpTrp1 12 2转录终转录终止止止止3 4(C)(C)低低低低Trp Trp 1 12 32 34 4转录转录延伸延伸延伸延伸UUUU34UUUU 334核糖体核糖体 前导肽前导肽 前导前导mRNA1.1.当色氨酸浓度高时当色氨酸浓度高时 转录衰减机制转录衰减机制 125 trp 密码子密码子 衰减子结构衰减子结构就是终止子就是终止子可使转录可使转录前导前导DNA UUUU 3 RNA RNA聚合酶聚合酶 终止终止UUUU342423UUUU核糖体核糖体 前导肽前导肽 前导前导mRNA 15 trp 密码子密码子 结构基因结构基因前导前导DNA RNA RNA聚合酶聚合酶 2.2.当色氨酸浓度低时当色氨酸浓度低时 Trp合成酶系相关合成酶系相关结构基因被转录结构基因被转录 序列序列3 3、4 4不能不能形成衰减子结构形成衰减子结构 3 降解物对基因活性的调节降解物对基因活性的调节葡萄糖效应葡萄糖效应葡萄糖效应葡萄糖效应（降解物抑制作用）（降解物抑制作用）（降解物抑制作用）（降解物抑制作用）是指当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌是指当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌是指当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌是指当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌的碳源时的碳源时的碳源时的碳源时葡萄糖总是优先被利用葡萄糖总是优先被利用葡萄糖总是优先被利用葡萄糖总是优先被利用，葡萄糖的，葡萄糖的，葡萄糖的，葡萄糖的存在存在存在存在阻止了其它糖类的利用的现象阻止了其它糖类的利用的现象阻止了其它糖类的利用的现象阻止了其它糖类的利用的现象。降解降解物对基因活性的调节物对基因活性的调节葡萄糖通葡萄糖通过降低降低cAMP的含量而抑制基因表达的含量而抑制基因表达4 细菌的应急反应细菌的应急反应 细菌菌的的应急反急反应指指细菌在菌在恶劣生劣生长环境中关境中关闭tRNA和核糖体形成的能力。和核糖体形成的能力。细菌菌的的应急反急反应的机制的机制应急信号：应急信号：应急信号：应急信号：鸟苷四磷酸（鸟苷四磷酸（鸟苷四磷酸（鸟苷四磷酸（ppGppppGpp）、）、）、）、鸟苷五磷酸（鸟苷五磷酸（鸟苷五磷酸（鸟苷五磷酸（pppGpppppGpp）诱导物：诱导物：诱导物：诱导物：空载空载空载空载tRNAtRNA焦磷酸焦磷酸转移酶转移酶Discovery of Operon 1940年，年，Monod发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿。即产生糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿。即产生“二二次生长曲线次生长曲线”。Jacques Monod 第二节 乳糖操纵子311951年，年，Monod与与Jacob合作，发现两基因：合作，发现两基因：Z基因基因：与合成：与合成-半乳糖苷酶有关；半乳糖苷酶有关；I基因基因：决定细胞对诱导物的反应。：决定细胞对诱导物的反应。1961年年,F.Jacob&J.Monod提出乳糖操纵子提出乳糖操纵子学学说说，此后不断完善此后不断完善。1965年年获获诺贝尔诺贝尔生理学和医生理学和医学学奖。奖。Francis Jacob Jacques Monod 2024/5/232一、乳糖操纵子（一、乳糖操纵子（lac operonlac operon）的结构与）的结构与组成组成 调控区调控区阻遏基因阻遏基因启动子启动子控制基因控制基因 结构基因结构基因Z：-半乳糖苷半乳糖苷酶Y：透透酶A：乙：乙酰基基转移移酶ZYAOPDNAILac操纵子P、O区的重叠乳糖操乳糖操纵子模型子模型Z Z Z Z、Y Y Y Y、A A A A基因的产物为一条多顺反子基因的产物为一条多顺反子基因的产物为一条多顺反子基因的产物为一条多顺反子mRNAmRNAmRNAmRNAlacZ：编码：编码-半乳糖苷酶，它可以将乳糖水解为半乳糖苷酶，它可以将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖；半乳糖和葡萄糖；lacY：编码半乳糖苷透性酶，它能将乳糖运送透：编码半乳糖苷透性酶，它能将乳糖运送透过细菌的细胞壁；过细菌的细胞壁；lacA：编码硫代半乳糖苷乙酰转移酶，进行乳糖：编码硫代半乳糖苷乙酰转移酶，进行乳糖代谢。代谢。乳糖操纵子的结构基因及其表达产物乳糖操纵子的结构基因及其表达产物二、酶的诱导二、酶的诱导-lac-lac体系受调控的证据体系受调控的证据o在不含乳糖及在不含乳糖及-半乳糖苷的培养基中，半乳糖苷的培养基中，lac+基因型基因型每个大肠杆菌细胞内大约只有每个大肠杆菌细胞内大约只有12个酶分子。个酶分子。o如果在培养基中加入乳糖，酶的浓度很快达到细如果在培养基中加入乳糖，酶的浓度很快达到细胞总蛋白量的胞总蛋白量的6%或或7%，每个细胞中可有超过，每个细胞中可有超过105个酶分子。个酶分子。1 1 实验证据实验证据mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPpol没有乳糖存在时没有乳糖存在时阻遏基因阻遏基因（1 1）LacLac阻遏物的作用阻遏物的作用-负调控负调控2024/5/240mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白有乳糖存在时有乳糖存在时IDNAZYAOPpol启动转录启动转录mRNA乳糖乳糖异乳糖异乳糖乳糖操纵子为一个可诱导的负控制系统乳糖操纵子为一个可诱导的负控制系统2024/5/242（2 2）CAPCAP的正性调节的正性调节代代谢物阻遏效物阻遏效应研究研究研究研究认为认为葡萄糖的某些降解葡萄糖的某些降解葡萄糖的某些降解葡萄糖的某些降解产产物抑制物抑制物抑制物抑制lac mRNAlac mRNA的的的的合成，合成，合成，合成，这这种效种效种效种效应应称之称之称之称之为为代代代代谢谢物阻遏物阻遏物阻遏物阻遏效效效效应应。葡葡萄萄糖糖效效应 Catabolite gene activation protein site-10 site-35 siteCACCCCAGGCTTTACACTTTATGCTTCCGGCTCGTATGTTGTGTGGAATTGAGCGGATAACAATTTCACACCTCATTAGGACTCGATTGAGTGTAATTA53Operon region20bpRNA polymerase binding region or promoter regionPrimary structure of lac operon regulation region5 TATAAT 3Pribnow box（3 3）协调调节）协调调节当阻遏蛋白封闭转录时，当阻遏蛋白封闭转录时，CAPCAP对该系统不能发挥对该系统不能发挥作用；作用；如如无无CAPCAP存存在在，即即使使没没有有阻阻遏遏蛋蛋白白与与操操纵纵序序列列结结合，合，操纵子仍操纵子仍无转录活性。无转录活性。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若若有有葡葡萄萄糖糖或或葡葡萄萄糖糖/乳乳糖糖共共同同存存在在时时，细细菌菌首首先利用葡萄糖。先利用葡萄糖。mRNA低半乳糖时低半乳糖时高半乳糖时高半乳糖时 葡萄糖低葡萄糖低 cAMP浓度高浓度高 葡萄糖高葡萄糖高cAMP浓度低浓度低RNA-polOOOOmRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPpol阻遏基因阻遏基因弱启弱启动子控制的子控制的组成型合成成型合成二、阻遏蛋白的作用机制阻遏蛋白阻遏蛋白结构具有构具有对称性，是相同称性，是相同亚基构成基构成的四聚体。的四聚体。第三节 色氨酸操纵子trp操纵子的结构操纵子的结构阻遏型操纵子阻遏型操纵子trpAtrpBtrpCtrpEtrpDP Ptrp trp OOtrptrp前前导序列序列 aTrp Trp 阻抑物阻抑物阻抑物阻抑物 色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸激活激活激活激活RNAtrpE trpD trpC trpB trpA色氨酸合成所需的色氨酸合成所需的色氨酸合成所需的色氨酸合成所需的酶酶trpR一、trp操纵子的阻遏系统酶阻遏的操纵子模型酶阻遏的操纵子模型辅阻遏蛋白无活性，不能与操纵基因结合，辅阻遏蛋白无活性，不能与操纵基因结合，结构基因结构基因表达。表达。调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白.辅阻遏蛋白辅阻遏蛋白trptrp操纵子的阻遏调控机制操纵子的阻遏调控机制l色色氨氨酸酸操操纵子子主主要要参参与与调控控一一系系列列用用于于色色氨氨酸酸合合成成代代谢的的酶蛋蛋白白的的转录合合成成。当当当当细细细细胞胞胞胞内内内内缺缺缺缺乏乏乏乏色色色色氨氨氨氨酸酸酸酸时时时时，此此此此操操操操纵纵纵纵子子子子开开开开放放放放，而而而而当当当当细细细细胞胞胞胞内内内内合合合合成成成成的的的的色氨酸过多色氨酸过多色氨酸过多色氨酸过多时，此时，此时，此时，此操纵子被关闭操纵子被关闭操纵子被关闭操纵子被关闭。l色色氨氨酸酸操操纵子子的的调控控机机制制与与乳乳糖糖操操纵子子类似似，但但通通常常情情况况下下，操操纵子子处于于开开放放状状态，其其辅阻阻遏蛋白不能与操遏蛋白不能与操纵基因基因结合而阻遏合而阻遏转录。l而而当当色色氨氨酸酸合合成成过多多时，色色氨氨酸酸作作为辅阻阻遏遏物物与与辅阻阻遏遏蛋蛋白白结合合而而形形成成阻阻遏遏蛋蛋白白，后后者者与与操操纵基因基因结合而使基因合而使基因转录关关闭。Trp Trp 浓度高时浓度高时 Trp浓度浓度低时低时 mRNA OPtrpR调节区调节区 结构基因结构基因 RNA RNA聚合酶聚合酶 RNA RNA聚合酶聚合酶 色氨酸操色氨酸操纵子子阻遏阻遏调节?二、二、色氨酸操纵子的弱化系统色氨酸操纵子的弱化系统（一）弱化子（一）弱化子在操在操纵区与区与结构基因之构基因之间的一段可以的一段可以终止止转录作用作用的核苷酸序列，当操的核苷酸序列，当操纵子被阻遏子被阻遏时，RNA合成被合成被终止，止，这段核苷酸起段核苷酸起终止止转录信号作用信号作用.调节区调节区 结构基因结构基因 trpROP前导序列前导序列 衰减子区域衰减子区域 UUUU前导前导mRNA1234UUUU RNA RNA聚合酶聚合酶 起起调节作用的是某种氨作用的是某种氨酰-tRNA的的浓度度（二）前导肽（二）前导肽UUUU342423UUUU核糖体核糖体 前导肽前导肽 前导前导mRNA 15 trp 密码子密码子 结构基因结构基因前导前导DNA RNA RNA聚合酶聚合酶 当色氨酸浓度低时当色氨酸浓度低时 Trp合成酶系相关合成酶系相关结构基因被转录结构基因被转录 序列序列3 3、4 4不能不能形成衰减子结构形成衰减子结构 （三）（三）mRNAmRNA前导区的序列分析前导区的序列分析前前导区区mRNA上有两个上有两个连续的色氨酸密的色氨酸密码子；前子；前导序列上有序列上有4个分个分别以以1、2、3、4表示的片断能表示的片断能以两种不同的方式以两种不同的方式进行碱基配行碱基配对，有，有时以以1-2和和3-4配配对，有，有时只以只以2-3方式互方式互补配配对。UUUU前导前导mRNA1234（四）转录的弱化作用（四）转录的弱化作用mRNA转录的的终止是通止是通过前前导肽基因的翻基因的翻译来来调节的。的。在前在前导肽基因中有两个相基因中有两个相邻的色氨酸密的色氨酸密码子，故子，故这个前个前导肽的翻的翻译必定必定对tRNATrp 的的浓度敏感。度敏感。（五）衰减子的生物学意义（五）衰减子的生物学意义l活性阻遏物和非活性阻遏物的活性阻遏物和非活性阻遏物的转变可能可能较慢，慢，而而tRNA荷荷载与否可能更与否可能更为灵敏；灵敏；l氨基酸的主要用途是合成蛋白氨基酸的主要用途是合成蛋白质，因而以，因而以tRNA荷荷载情况情况为标准来准来进行控制可能更行控制可能更为恰当。恰当。l当当细胞内氨基酸高于某一水平胞内氨基酸高于某一水平时，可以，可以实现完完全的阻遏；而只有低于全的阻遏；而只有低于这一水平一水平时，才需用衰减，才需用衰减子子这个个调节系系统来来进行行调节，阻遏蛋白和衰减子，阻遏蛋白和衰减子调节机制都是机制都是为了避免浪了避免浪费，提高效率。，提高效率。第四节 转录后水平调控方式一、mRNA自身结构元件对翻译其实的调节1 1、SDSD序列对翻译的影响序列对翻译的影响SD序列：序列：mRNA起始密起始密码前的一段富含前的一段富含嘌呤核呤核苷酸的苷酸的序列序列(9-12bp)。5-AGGAPuPuUUUPuPuAUG-3SD序列的序列的顺序及位置序及位置对翻翻译的影响的影响SD与与AUG之之间相距一般以相距一般以4-10个核苷酸个核苷酸为佳，佳，9个核苷酸最佳。个核苷酸最佳。RBS2、mRNA的二的二级结构构对翻翻译起始的起始的调控控SD sequenceAUG10basesUAAGGAGGU:complementary with 16s rRNA16s rRNA16s rRNA16s rRNA5l实验证据据RNA引物由引物由dnaG基因基因编码的引物的引物酶催化合成。催化合成。dnaG、rpoD及及rpsU属于大属于大肠杆菌基因杆菌基因组上的同上的同一个操一个操纵子子基因基因转录出来的三个蛋白相出来的三个蛋白相应的的mRNA拷拷贝数大数大体相同，由于翻体相同，由于翻译的的调控使得蛋白的拷控使得蛋白的拷贝数数发生生了很大的了很大的变化。化。二、稀有密码子对翻译的影响二、稀有密码子对翻译的影响l由由于于细胞胞内内对应于于稀稀有有密密码子子的的tRNA较少少，高高频率率使使用用这些些密密码子子的的基基因因翻翻译过程程容容易易受受阻阻，影响了蛋白影响了蛋白质合成的合成的总量量。三、重叠基因对翻译的影响三、重叠基因对翻译的影响A基因基因B基因A基因基因终止密止密码子与子与B基因的起始密基因的起始密码子重叠子重叠重叠的密重叠的密码保保证了同一核糖体了同一核糖体对两个两个连续基因基因进行翻行翻译的机制。的机制。偶偶联翻翻译是保是保证两个基因两个基因产物在数量上相等的物在数量上相等的重要手段。重要手段。l重叠基因重叠基因对翻翻译的影响的影响trp操操纵子子trpE基因与基因与trpD基因的翻基因的翻译偶偶联机制机制trpE苏氨酸苯丙氨酸终止ACU-UUC-UGA-UGG-CUAUG-GCU甲硫氨酸丙氨酸trpDgal操操纵子中子中galT和和galK基因的翻基因的翻译偶偶联机制机制SD序列四、四、polypoly（A A）对翻译的影响）对翻译的影响Poly APoly A结结合蛋白合蛋白合蛋白合蛋白帽子帽子帽子帽子结结合蛋白合蛋白合蛋白合蛋白五、翻译的阻遏六、魔斑核苷酸水平对翻译的影响空载氨酰空载氨酰-tRNA-tRNA对蛋白质和对蛋白质和RNARNA的合成速度进的合成速度进行调控行调控（一）（一）严紧控制和松散控制控制和松散控制1 1、严紧严紧控制（基因型控制（基因型控制（基因型控制（基因型relrel）当细菌处于饥饿条件下，缺乏维持蛋白质合成的氨基酸，当细菌处于饥饿条件下，缺乏维持蛋白质合成的氨基酸，其大部分活性区域将被关闭，此称之为严禁控制。其大部分活性区域将被关闭，此称之为严禁控制。严禁控制导致两种特殊的核苷酸积累：严禁控制导致两种特殊的核苷酸积累：PPGpp、pppGppAMP条件恢复，条件恢复，Spot基因基因催化催化ppGpp迅速降解迅速降解2 2、松弛控制（基因型、松弛控制（基因型、松弛控制（基因型、松弛控制（基因型relrel-）l松弛突松弛突变株（株（基因型基因型基因型基因型rel-rel-）去除了）去除了严禁控制反禁控制反应；l蛋白蛋白质合成停止，但合成停止，但RNA的合成速度没有下降；的合成速度没有下降；l氨基酸的氨基酸的匮乏不会乏不会导致（致（p）ppGpp的合成；的合成；l若有若有严禁因子存在，也能合成（禁因子存在，也能合成（p）ppGpp.（二）（二）调控机制控机制应急信号：应急信号：应急信号：应急信号：鸟苷四磷酸（鸟苷四磷酸（鸟苷四磷酸（鸟苷四磷酸（ppGppppGpp）、）、）、）、鸟苷五磷酸（鸟苷五磷酸（鸟苷五磷酸（鸟苷五磷酸（pppGpppppGpp）诱导物：诱导物：诱导物：诱导物：空载空载空载空载tRNAtRNA