第六章、原核基因表达调控
第六章、原核基因表达调控
本节内容 一、操纵子模型 二、乳糖操纵子 三、色氨酸操纵子 四、其他操纵子 五、其他转录调控方式
本节内容 一、操纵子模型 二、乳糖操纵子 三、色氨酸操纵子 四、其他操纵子 五、其他转录调控方式
色氨酸纵子 结构 编码色氨酸合成代谢相关的酶类 DNA mRNA TrpR OP TrpE TrpD TrpC TrpB TrpA 阻遏 Anthranilate Anthranilate Tryptophan Tryptophan 蛋白 synthase, synthase, synthase, synthase, component I componentⅡ B subunit a subunit Anthranilate synthase N-(5'-PhosphoribosyD- Tryptophan [(CoD)2(CoID)2] anthranilate isomerase Indole-3- synthase glycerol phosphate synthase (a2B2)
色氨酸纵子 结构 编码色氨酸合成代谢相关的酶类
特点 ●操纵基因完全在启动子内部。 ●有弱化子（或衰减子）。 ●启动子和结构基因不直接相连，二者被前导序 列(Leader)隔开
⚫ 有弱化子（或衰减子）。 ⚫ 操纵基因完全在启动子内部。 ⚫ 启动子和结构基因不直接相连，二者被前导序 列(Leader)隔开。 特点
Trp repressor Repressor mRNA Leader (trpL) Attenuator DNA ErPR P trpE trpD trpc B Regulatory region Regulated genes trp mRNA Artennated mRNA (high tryptophan levels) Anthranilate Anthranilate Tryptophan Tryptophan synthase, svnthase. aynthase synthase, component I component I1 8 subunit asubunit N.(5.Phosphoribosyl) anthranilate isomerase Indole-3-glycerul phosphate aynthase
tp操纵子的阻遏系统 ● tpR编码阻遏蛋白，必须与色氨酸互作才能与操纵 基因结合，关闭转录。 ●色氨酸是效应物。 辅阻遏物 当培养基中色氨酸含量较高时，它与阻遏蛋白结合， 并使之与操纵区DNA紧密结合，阻止转录。 ● 阻遏调控使转录活性下降约70倍。 ● 当培养基中色氨酸供应不足时，阻遏蛋白失去色氨 酸，从操纵区解离，色氨酸操纵子去阻遏
trp 操纵子的阻遏系统 ⚫ 色氨酸是效应物。 ⚫ trpR编码阻遏蛋白，必须与色氨酸互作才能与操纵 基因结合，关闭转录。 ⚫ 阻遏调控使转录活性下降约70倍。 ⚫ 当培养基中色氨酸含量较高时，它与阻遏蛋白结合, 并使之与操纵区DNA紧密结合，阻止转录。 ⚫ 当培养基中色氨酸供应不足时，阻遏蛋白失去色氨 酸，从操纵区解离，色氨酸操纵子去阻遏。 辅阻遏物
trpR OP trpE trpD trpC trpB trpA 转录 阻遏蛋白 trpR OP trpE trpD trpC trpB trpA 个X→无转录 阻遏蛋白 阻遏蛋白 色氨酸
t加p操纵子的弱化作用 ● tp操纵子的转录在抵达pE之前被提前终止，这种 使转录提前终止的调控方式称为弱化作用。 ●导致转录提前终止的一段核苷酸序列称为弱化子。 弱化子的发夹结构后跟着8个连续的U,能在+140bp 处提前终止转录。 不依赖于p因子的终止子
trp 操纵子的弱化作用 ⚫ 导致转录提前终止的一段核苷酸序列称为弱化子。 ⚫ trp操纵子的转录在抵达trpE之前被提前终止，这种 使转录提前终止的调控方式称为弱化作用。 ⚫ 弱化子的发夹结构后跟着8个连续的U，能在+140bp 处提前终止转录。 不依赖于ρ因子的终止子
(a)Low tryptophan:transcription of trp structural genes trpO,P trpL (leader) Attenuator trpE 0O00术O000O0 0000N0O00000O0O0000000 00o00ua000000olo mRNA: AUG UGA (start) (stop) Leader,peptide:Met w Ser14 ) High tryptophan:attenuation,premature termination trpO,P trpL (leader) Attenuator trpE 0000C木0八00000000000000000O000000000000000000000000000000p00000 mRNA: AUG UGA (Leader termination) (start) (stop) Leader,peptide:Met u Ser14
PPPN26AUGAAAGCAAUUUUCGUACUGAAGGUUGGUGGCGCACUUCQUGAN33A UUUUUUUU 富含dC的发Gc Leader peptide 夹结料/富含CG U的单链末端 CG CG Met Lys Aly Ile Phe Val Leu Lys Gly TrpTrp Arg Thr Ser GC CG A CG UU AA
邻氨基苯 吲哚甘油 色氨酸合成酶 甲酸合成酶 硼酸合成酶 TrpE terpD trpC trpB trpA t t’ 启动子 操纵基因 前导顺序 衰减子 pppN2 6AUGAAAGCAAUUUUCGUACUGAAGGUUGGUGGCGCA CUUCCUGAN4 3A UUUUUUUU 富含 G-C 的发 G C Leader peptide 夹结构 / 富含 C G U 的单链末端 C G Aaaaaa C G Met Lys Aly Ile Phe Val Leu Lys Gly Trp Trp Arg Thr Ser A G C C G A C G U U A A 图 16-28 trp 操纵子含有 5 个结构基因和 1 个控制区。控制区由启动子、操纵基因、前导顺序和衰减子构 成。前导区编码 14 个氨基酸，其中有 2 个是色氨酸。(仿 B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997, Fig .12.38)