分子生物学6

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,三、,原,原核,生,生物,的,的基,因,因转,录,录及,表,表达,调,调控,2.,基,基,因,因表,达,达调,控,控,原核,生,生物,基,基因,表,表达,的,的调,控,控主,要,要以,操,操纵,子,子（operon,）,）的,方,方式,进,进行,Operon:Agroupofcontiguous,coordinatelycontrolledgenes,三、,原,原核,生,生物,的,的基,因,因转,录,录及,表,表达,调,调控,2.,基,基,因,因表,达,达调,控,控,（1,）,）乳,糖,糖操,纵,纵子,（,（the,lac,operon,）,）,lacZ,:,-,半,半乳,糖,糖苷,酶,酶（,-galactosidase）,基,基因,lacY,:,半,半乳,糖,糖苷,透,透过,酶,酶（galactosidepermease,）,）基,因,因,lacA,:,半,半乳,糖,糖苷,乙,乙酰,基,基转,移,移酶,（,（galactosidetransacetylase,）,）基,因,因,lacI,:,调,调节,基,基因,（,（regulatorygene,）,）,Operator:,操,操纵,区,区,Repressor:,阻,阻,遏,遏子,（,（阻,遏,遏物,）,）,Inducer:,诱,诱,导,导物,（,（异,构,构乳,糖,糖，allolactose）,negativecontrol,三、,原,原核,生,生物,的,的基,因,因转,录,录及,表,表达,调,调控,2.,基,基,因,因表,达,达调,控,控,（2,）,）操,纵,纵子,的,的发,现,现,操纵,子,子概,念,念的,提,提出,者,者,Fran,oisJacob,JacquesMonod,Fran,oisJacob,JacquesMonod,etAndr,Lwoff,PrixNobel1965,三、,原,原核,生,生物,的,的基,因,因转,录,录及,表,表达,调,调控,2.,基,基,因,因表,达,达调,控,控,（2,）,）操,纵,纵子,的,的发,现,现,发现,过,过程,-,半,半乳,糖,糖苷,酶,酶可,被,被诱,导,导（Monod,1940s,）,）,半乳,糖,糖苷,透,透过,酶,酶与,-,半,半乳,糖,糖苷,酶,酶一,起,起被,诱,诱导,出,出来,（发,现,现一,种,种不,能,能产,生,生,半乳,糖,糖苷,透,透过,酶,酶的,突变,体,体）,发现,半,半乳,糖,糖苷,乙,乙酰,基,基转,移,移酶,也,也是,同,同时,被,被诱,导,导出,来,来,发现,一,一种,组,组成,型,型突,变,变体,（,（constitutivemutants）,构建,局,局部,（,（部,分,分）,二,二倍,体,体（merodiploid，,带,带有,野,野生,型,型与,组,组成,型,型突,变,变的,等,等位,基,基因,）,），,进,进行,“,“PaJaMo,”,”系,列,列实,验,验（ArthurPardee,Jacob,Monod）,，,，发,现,现乳,糖,糖代,谢,谢基,本,本调,控,控规,律,律,三、,原,原核,生,生物,的,的基,因,因转,录,录及,表,表达,调,调控,2.,基,基,因,因表,达,达调,控,控,（2,）,）操,纵,纵子,的,的发,现,现,研究,局,局部,（,（部,分,分）,二,二倍,体,体所,得,得出,的,的发,现,现,野生,型,型（,可,可被,诱,诱导,型,型）,等,等位,基,基因,是,是显,性,性的,，,，说,明,明野,生,生型,等,等位,基,基因,能,能产,生,生某,种,种物,质,质，,使,使得,与,与乳,糖,糖代,谢,谢有,关,关的,基,基因,处,处于,关,关闭,状,状态,，,，而,在,在被,诱,诱导,后,后才,表,表达,推测,有一种可,称,称为阻遏,物,物（repressor）,的,的物质存,在,在；组成,型,型突变体,则,则是产生,阻,阻遏物的,基,基因有缺,陷,陷,既然有repressor,，,，就应该,有,有与repressor结,合,合的DNA序列（operator,）,）；若operator有,突,突变，不,能,能与repressor结,合,合，则是,一,一种显性,的,的组成型,突,突变体,W,M,W,M,隐性,顺式显性,W,M,顺式及反,式,式显性,W,M,显性负突,变,变体,三、原核,生,生物的基,因,因转录及,表,表达调控,2.基,因,因表达调,控,控,（2）操,纵,纵子的发,现,现,结论,通过阻遏,基,基因（阻,遏,遏物）与,操,操纵区，,lacZ,、,lacY,、,lacA,这3个结,构,构基因是,一,一起被调,控,控的，它,们,们组成了,一,一个操纵,子,子（the,lac,operon）,后来的研,究,究证实了Jacob与Monod的,预,预言，并,使,使操纵子,的,的慨念进,一,一步完善,Thelatest bookby F.Jacob,三、原核,生,生物的基,因,因转录及,表,表达调控,2.基,因,因表达调,控,控,（3）阻,遏,遏的机制,两种假说,聚合酶与,阻,阻遏物可,一,一起结合,在,在,lac,operon的启,动,动子区，,阻,阻遏物的,作,作用只是,阻,阻止转录,从,从起始状,态,态进入延,伸,伸状态,阻遏物的,作,作用是不,让,让RNA,聚,聚合酶进,入,入,lac,operon的启,动,动子（得,到,到最新实,验,验数据的,支,支持）,三、原核,生,生物的基,因,因转录及,表,表达调控,2.基,因,因表达调,控,控,（4）乳,糖,糖操纵子,的,的正调控,阻遏物的,调,调控是负,调,调控，乳,糖,糖操纵子,的,的调控还,需,需正调控,因,因子,代谢物阻,遏,遏效应（catabolite repression）,cAMP,在,在细胞中,的,的浓度与,葡,葡萄糖的,含,含量成反,比,比，它与,一,一种称为,代,代谢物激,活,活蛋白（catabolite activatorprotein,，,，又称CAP，另,一,一称呼是,环,环腺苷酸,受,受体蛋白,：,：cAMP receptor protein，CRP）一,起,起，起到,正,正调控作,用,用。因此,，,，起正调,控,控作用的,是,是CAP-cAMP,三、原核,生,生物的基,因,因转录及,表,表达调控,2.基,因,因表达调,控,控,（4）乳,糖,糖操纵子,的,的正调控,乳糖操纵,子,子的启动,子,子实际上,是,是一种弱,启,启动子，,其,其-35 box与原核,启,启动子相,应,应的共同,序,序列相差,甚,甚大，因,此,此才需要CAP-cAMP,进,进行正调,控,控；如果,是,是强启动,子,子（与共,同,同序列十,分,分相近）,，,，则不需,要,要正调控,，,，但这种,情,情况会使,得,得即使葡,萄,萄糖存在,，,，乳糖操,纵,纵子也一,样,样运作。,Theconsensus sequencesofprokaryoticpromoters,三、原核,生,生物的基,因,因转录及,表,表达调控,2.基,因,因表达调,控,控,（5）CAP的作,用,用机制,通过对有,关,关突变体,进,进行分析,，,，发现CAP-cAMP的,结,结合位点,在,在启动子,的,的上游（,与,与启动子,紧,紧密相邻,）,），该位,点,点称为激,活,活物位点,（,（activator site）,。,。CAP-cAMP结合,到,到激活物,位,位点后，,就,就会促进RNA聚,合,合酶与DNA形成openpromoter complex（CAP-cAMP,能,能加快closed promoter complex的形,成,成，从而,提,提供了更,多,多形成openpromotercomplex,的,的机会,）,），结果,是,是促进转,录,录。,The,lac,controlregion,