五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 4乳糖操纵元存在的遗传证据: (1).遗传分析的三个基本假定: ①阻遏基因的产物是可以在细胞中扩散的反式调控元件: ②操纵子O是调控位点,不编码蛋白; ③0位点需紧邻无本在有无我的表理型 阝半乳精苷酸活性 受其控制的结构基因, 基因型 是顺式调控元件; 通过性导产生局部 10c 二倍体,可以进行遗传 验证。 E
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 (2).阻遏蛋白的分离与鉴定 吉尔伯特( Gilbert w,1966)等利用阻遏蛋白超量表达突变 型( regulator Quantity,)呻分离出阻遏蛋白; ①.卫TG诱导细胞,分离提取阻遏蛋白,用含有同位素标 记的卫TG溶液透析,透析袋内外浓度不一样提取物中含有与 TPTG结合的物质,纯化分析证明具有蛋白特性 IPTG -.thopatctm MM 乳糖类似物 SrucLrp o to woo ef T w cce, PTG The sDtigeldtrede erdao is rotorod by Boaaoeweabwio 2/95
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 ②沉降分析: IPTG粗遏蛋白复合物+1acO序列:DNA沉降系数为40s IPIG阻遏蛋白复合物:沉降系数为7S IPTG阻遏蛋白复合物(同位素标记+DNA序列:超速梯度 沉降分析有同位标记的沉降系数为40S。 ③序列特异结合: 阻遏蛋白只与正常的乳糖操纵子(lacO)序列结合,而 不与1acO的序列结合。 3/95
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 3).蛋白的结晶分析: 刘毅斯( LewIs m, 199等成功地测定了 阻遏蛋白的晶体结构, 与诱导物以及与DNA序m 列的结合的结构 阻遏蛋白: sA回i 360个氨基酸; 他编礼墙通最白结品分们产生的采镇 功能蛋白: 耻通白络及其与输子会横式理 附围量白体头导使情合位值,盘上面是[ 合位点D配差格西体与而个操级子区符情念 同聚四聚体 附围物和问时与乳糖将合,限意物与0和再个撞子 病结含,使病动子的一段序限挥割芽 4/95
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 操纵元调控位点的精细分析: porose lec 7 2 412 我操继元的不同调控俊点 a.C4P结合位点D.和N聚合酶结合位点R形成排初环的区域 下面的数字表示转录起始点上下游的碱基数 5195
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五、基因表达调控 )基因作用的调控∴:原核生物的基因调 白、色氨酸操纵元: 1.色氨酸操纵元模型: 由雅各布( Jacob F)和莫诺( Monod j.)提出,具有合成 代谢途径典型的操纵元模型。 操纵元:包括色氨酸合成有关的5种酶的结构基因 大量色氨酸时:大肠杆菌5种酶的转录同时受到抑制: 色氨酸不足时:这5种酶的基因开始转转录 色氨酸:作为阻遏物而不是诱导物参与调控结构基因的 转录。 ∴trp操纵元是一个典型的可阻遏操纵元模型( repressible operon) 6/95
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 色氨酸操纵元模型结构: 5种结构基因:tpE、D、C、B、A 调控结构:启动子、操纵子、前导序列、弱化子; 阻遏物upR基因:与tp操纵元相距较远; 器因trE tr园C tr园atrA 程区结 启动子操纵子导序代转化子 Lssd vTpm)kns 7195
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 2.色氨酸操纵元的负调控: (1).阻遏调控: 山R基因编码无辅基阻遏物啼与色氨酸结合形成 有活性的色氨酸阻遏物啼与操纵子结合啼阻止转录; 色氨酸不足:阻遏物三维空间结构发生变化,不能 与操纵子结合,操纵元开始转录; 色氨酸浓度升高:色氨酸与阻遏物结合,空间结构 发生变化,可与操纵子结合,阻止转录。 8/95
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 (2)弱化子调控: 当有色氨酸存在而如操纵元受抑制时,仍有一段前导序列 发生转录,可能存在另一种的机制来抑制操纵元的转录? 色氨酸高浓度存在时,转录的前导序列140b长,其中有 28的弱化子区域:形成发夹结构,为内部终止子,RNA酶从 DNA上脱落 色氨酸低浓度或不存在时,RNA聚合酶能通过弱化子区域, 转录完整的多顺反子mRNA序列: 问题:弱化子如何进行调控? 9195
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五、基因表达调控 (二)基因作用的调控:原核生物的基因调控 前导序列可翻译出一段14个氨基酸的短肽,在该短肽的第10、 1位置上是两个色氨酸密码子:两个密码子之后是一段mRN序列, 该序列可分为四个区段,区段间可互补配对,形成不同的二级结构。 LAo Desde HYAaTe P wa ThnS s ERolNGUACATQUMAMAGGGUAN CGN CUGTAGGUJO3JoGacALUcae xrr wmnn caga 141 IEO ACPEIVIIICA 10/95
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