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1、第七章第七章 基因的表达与调控基因的表达与调控(上上)原核基因表达调控模式原核基因表达调控模式基因表达调控的基本概念基因表达调控的基本概念原核基因调控机制原核基因调控机制乳糖操纵子乳糖操纵子色氨酸操纵子色氨酸操纵子其他操纵子其他操纵子转录后水平上的调控转录后水平上的调控第一节第一节 基因表达调控的基本概念基因表达调控的基本概念一、基因表达的概念gene expressiongene expression：基因转录及翻译的过程。对这个过程的调节就称为gene regulationgene regulation。rRNArRNA、tRNAtRNA编码基因转录合成编码基因转录合成RNARNA的过程也
2、属于基因表达的过程也属于基因表达 组成性表达(constitutive expression)适应性表达(adaptive expression）二、基因表达的方式二、基因表达的方式 1 1、组成性表达：组成性表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达。某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为通常被称为管家基因管家基因(housekeepinggene)。2、适应性表达适应性表达指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱应环境条件变化基因表达
3、水平增高的现象称为诱导导(induction)，这类基因被称为，这类基因被称为可诱导的基因可诱导的基因(induciblegene)；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为，相应的基因被称为可阻遏的可阻遏的基因基因(repressiblegene)。三、基因表达的规律三、基因表达的规律 时间性和空间性时间性和空间性1、时间特异性（、时间特异性（temporal specificitytemporal specificity）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
4、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。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(stagespecificity)。-珠蛋白基因的正确表达主要依赖于两种类型的调控元件：位于基因簇5端的位点控制区(Locus Control Region，LCR)以及各珠蛋白基因的启动子等近端调控序列。LCR由4个DNase 高敏位点(5HS1-5HS4)构成，每个HS的活性又都集中在核心序列上。研究发现。.间隔序列(IVS)2、空间特异性、空间特异性(spatialspecificity)基基因因表
5、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(cellortissuespecificity)。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。四、基因表达调控的生物学意义四、基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖（原核、真核）维持个体发育与分化（真核）第二节第二节 原核基因调控机制原核基因调控机制内
6、容提要：原核基因表达调控环节原核基因表达调控环节操纵子学说操纵子学说原核基因调控机制的类型与特点原核基因调控机制的类型与特点转录水平上调控的其他形式转录水平上调控的其他形式 一、原核基因表达调控环节一、原核基因表达调控环节1 1、转录水平上的调控、转录水平上的调控（transcriptional regulationtranscriptional regulation）2 2、转录后水平上的调控、转录后水平上的调控（post-transcriptional regulationpost-transcriptional regulation）mRNAmRNA加工成熟水平上的调控加工成熟水平上的调
7、控 翻译水平上的调控翻译水平上的调控二、操纵子学说二、操纵子学说1 1、操纵子模型的提出、操纵子模型的提出19611961年，年，MonodMonod和和JacobJacob提出提出获获19651965年诺贝尔生理学和医学奖年诺贝尔生理学和医学奖Jacob and Monod2、操纵子的定义、操纵子的定义操纵子操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。成。操纵基因受调节基因产物的控制。1 1、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白）、
8、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白）的应答，可分为：的应答，可分为：正转录调控正转录调控 负转录调控负转录调控三、三、原核基因调控机制的类型与特点原核基因调控机制的类型与特点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激活蛋白激活蛋白正转录调控正转录调控负转录调控负转录调控正转录调控如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的调控正转录调控。调节基因调节基因操纵基因操纵基因结构基因结构基因阻遏蛋白阻遏蛋白激活蛋白激活蛋白正转录调控正转录调控负转录调控负转录调控负转录调控在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
9、表达活性便被关闭，这样的调控负转录调控。可诱导调节：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。例：大肠杆菌的乳糖操纵子 分解代谢蛋白的基因2、根据操纵子对某些能调节它们的小分子的应答，可分为可诱导调节和可阻遏调节两大类：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诱导物诱导物mRNA酶蛋白酶蛋白酶合成的诱导操纵子模型酶合成的诱导操纵子模型诱导物如果某种物质能够促使细菌产生酶来分解它，这种物质就是诱导物。可阻遏调节（可阻遏调节（P197）：）：基因平
10、时是开启的，处在产基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。例：例：色氨酸操纵子色氨酸操纵子 合成代谢蛋白的基因酶合成的阻遏操纵子模型酶合成的阻遏操纵子模型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酶蛋白酶蛋白调节基因调节基因操纵基因操纵基因结构基因结构基因辅阻遏物辅阻遏物辐阻遏物如果某种物质能够阻止细菌产生合成这种物质的酶，这种物质就是辅阻遏物。3、在在负负转转录录调调控控系系统统中中，调调节节基基因因的的产产物物
11、是是阻阻遏遏蛋蛋白白（repressor），起着阻止结构基因转录的作用。），起着阻止结构基因转录的作用。根据其作用特征又可分为根据其作用特征又可分为负控诱导负控诱导和和负控阻遏负控阻遏：在在负负控控诱诱导导系系统统中中，阻阻遏遏蛋蛋白白与与效效应应物物（诱诱导导物物）结合时，结构基因转录；结合时，结构基因转录；在在负负控控阻阻遏遏系系统统中中，阻阻遏遏蛋蛋白白与与效效应应物物（辅辅阻阻遏遏物物）结合时，结构基因不转录。结合时，结构基因不转录。4 4、在、在正转录调控正转录调控系统中，调节基因的产物是系统中，调节基因的产物是激活蛋激活蛋白白（activator）。）。根据激活蛋白的作用性质分为根
12、据激活蛋白的作用性质分为正控诱导正控诱导和和正控阻遏正控阻遏在在正控诱导正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态；使激活蛋白处于活性状态；在在正控阻遏正控阻遏系统中，效应物分子（系统中，效应物分子（辅阻遏物）辅阻遏物）的存的存在使激活蛋白处于非活性状态在使激活蛋白处于非活性状态。四、转录水平上调控的其他形式四、转录水平上调控的其他形式1、因子的更换 在E.coli中,当细胞从基本的转录机制转入各种特定基因表达时，需要不同的因子指导RNA聚合酶与各种启动子结合。大肠杆菌中的各种因子比较因子编码基因主要功能70rpoD参与对数生长期和大多数
13、碳代谢过程基因的调控54rpoN参与多数氮源利用基因的调控38rpoH分裂间期特异基因的表达调控32rpoS热休克基因的表达调控28rpoF鞭毛趋化相关基因的表达调控24rpoE过度热休克基因的表达调控温度较高,诱导产生各种热休克蛋白 由32参与构成的RNA聚合酶与热休克应答基因启动子结合,诱导产生大量的热休克蛋白,适应环境需要枯草芽孢杆菌芽孢形成 有序的因子的替换,RNA聚合酶识别不同基因的启动子,使芽孢形成有关的基因有序地表达2、降解物对基因活性的调节3、弱化子对基因活性的影响第三节第三节 乳糖操纵子乳糖操纵子(lac operon)(lac operon)内容提要：内容提要：乳糖操纵子的
14、结构乳糖操纵子的结构酶的诱导酶的诱导laclac体系受调控的证据体系受调控的证据乳糖操纵子调控模型乳糖操纵子调控模型影响因子影响因子LacLac操纵子中的其他问题操纵子中的其他问题一、乳糖操纵子的结构一、乳糖操纵子的结构Z编码-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖Y编码-半乳糖苷透过酶：使外界的-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。A编码-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。二、酶的诱导二、酶的诱导laclac体系受调控的证据体系受调控的证据安慰诱导物：如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如
15、IPTG（异丙基-D-硫代半乳糖苷）。三、乳糖操纵子调控模型三、乳糖操纵子调控模型主要内容：主要内容：Z、Y、A基因的产物基因的产物由同一条多顺反子的由同一条多顺反子的mRNA分子所编码分子所编码这个这个mRNA分子的启动子紧接着分子的启动子紧接着O区，而位于区，而位于I与与O之间的启动子区（之间的启动子区（P），不能单独起动合成），不能单独起动合成-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。操纵基因是操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为上的一小段序列（仅为26bp），），是阻遏物的结合位点。是阻遏物的结合位点。Operator(Operator(操纵基因操纵基因)：DNA
16、DNA 上的一个位点，阻遏蛋白能与之上的一个位点，阻遏蛋白能与之结合抑制相邻启动子从而抑制转录。结合抑制相邻启动子从而抑制转录。Operon(Operon(操纵子操纵子)：细菌基因表达和调控的单位，包括结构基：细菌基因表达和调控的单位，包括结构基因和能被调控基因产物识别的因和能被调控基因产物识别的DNA DNA 控制元件。控制元件。Promoter(Promoter(启动子启动子)：结合：结合RNA RNA 聚合酶并起始转录的聚合酶并起始转录的DNA DNA 区域区域-10 sequence(-10-10 sequence(-10区区)：位于细菌基因起始位点上游：位于细菌基因起始位点上游10b
17、p10bp的的一段保守序列一段保守序列TATAATGTATAATG。在。在RNARNA聚合酶诱导聚合酶诱导DNA DNA 溶解起始时起溶解起始时起作用。作用。-35 sequence(-35-35 sequence(-35区区)：细菌基因起始位点上游：细菌基因起始位点上游35bp35bp处的保守序列，在处的保守序列，在RNARNA聚合酶起始识别中作用。聚合酶起始识别中作用。RNA聚合酶结合部位聚合酶结合部位阻遏物结合部位阻遏物结合部位 操纵位点的回文序列(阻遏物结合)当阻遏物与当阻遏物与操纵基因结操纵基因结合时，合时，lac lac mRNAmRNA的转录的转录起始受到抑起始受到抑制。制。诱导
18、物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发使之不能与操纵基因结合，从而激发lacmRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的的合成。合成。组成型突变：lacOc 组成型突变：lacI-不可诱导突变（超阻遏）：四、影响因子四、影响因子1、lac操纵子的本底水平表达有两个矛盾是操纵子理论所不能解释的：诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合，而转运诱导物需要透过酶，后者的合成又需要诱导。解释：一些诱导物可以在
19、透过酶不存在时进入细胞？一些透过酶可以在没有诱导物的情况下合成？真正的诱导物是异构乳糖而非乳糖，前者是在真正的诱导物是异构乳糖而非乳糖，前者是在-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的，因此，半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的，因此，需要有需要有-半乳糖甘酶的预先存在。半乳糖甘酶的预先存在。解释：解释：本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的lacmRNA合成。合成。2、大肠杆菌对乳糖的反应培养基：甘油培养基：甘油按照按照lac操纵子本底水平的表达，每个细胞内有几个操纵子本底水平的表达，每个细胞内有几个分子的分子的-半乳糖苷酶和半乳糖苷酶和-半乳糖苷透过酶；半乳
20、糖苷透过酶；培养基：加入乳糖培养基：加入乳糖少量乳糖少量乳糖透过酶透过酶进入细胞进入细胞-半乳糖苷酶半乳糖苷酶异构乳糖异构乳糖诱导物诱导物诱导诱导lacmRNA的生物合成的生物合成大量乳糖进入细胞大量乳糖进入细胞多数被降解为葡萄糖和半乳糖（碳源和能源）多数被降解为葡萄糖和半乳糖（碳源和能源）异构乳糖异构乳糖乳糖诱导物的加入和去除对lac mRNA的影响3、阻遏物lac I基因产物及功能 Lac Lac 操纵子阻遏物操纵子阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组是由弱启动子控制下组成型合成的，每个细胞中有成型合成的，每个细胞中有5-10个阻遏物分子。个阻遏物分子。当当I基因由弱启动子突变成强启动子，细
21、胞内就不基因由弱启动子突变成强启动子，细胞内就不可能产生足够的诱导物来克服阻遏状态，整个可能产生足够的诱导物来克服阻遏状态，整个lac操纵子在这些突变体中就不可诱导。操纵子在这些突变体中就不可诱导。4、葡萄糖对lac操纵子的影响如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，laclac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导外源葡萄糖，乳糖就会诱导laclac操纵子表达分操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。解乳糖所需的三种酶。代谢物阻遏效应代谢物阻遏效应5 5、cAMPcAMP与代谢物激活蛋白与代谢物激活蛋白代
22、谢物激活蛋白（代谢物激活蛋白（CAP）/环腺甘酸受体蛋白（环腺甘酸受体蛋白（CRP）调控区调控区CAP结合位点结合位点启动序列启动序列操纵序列操纵序列ZYAOPDNA结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透酶透酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶cAMPCAP复合物ATPATP腺甘酸环化酶腺甘酸环化酶cAMP（环腺甘酸）（环腺甘酸）大肠杆菌中：无葡萄糖，大肠杆菌中：无葡萄糖，cAMP浓度高；浓度高；有葡萄糖，有葡萄糖，cAMP浓度低浓度低+转录转录无葡萄糖，无葡萄糖，cAMP浓度高时浓度高时促进转录促进转录有葡萄糖，有葡萄糖，cAMP浓度低时浓度低时不促进转录不促进转录ZYAOPDNACA
23、PCAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP的正调控的正调控当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用如无如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。操纵子仍无转录活性。cAMPCAP复合物与启动子复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。区的结合是转录起始所必需的。协调调节协调调节葡葡萄萄糖糖对对lac操操纵纵子子的的阻阻遏遏作作用用称称分分解解代代谢阻遏谢阻遏(catabolicrepression)。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在
24、时，细菌首先利乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。用葡萄糖。The Lac Operon:When Glucose Is Present But Not LactoseRepressorPromoterLacYLacYLacALacALacZLacZOperatorCAPCAPBindingRNARNAPol.Pol.RepressorRepressorRepressorRepressor mRNA mRNAHey man,IHey man,Im m constitutiveconstitutiveCome on,Come on,let me through let me throughNo
25、wayJose!CAPCAPThe Lac Operon:When Lactose Is Present But Not GlucoseRepressorPromoterLacYLacYLacALacALacZLacZOperatorCAPCAPBindingRepressorRepressorRepressor mRNA mRNAHey man,IHey man,Im m constitutiveconstitutiveCAPCAPcAMPcAMPLacRepressorRepressorXThis lactose hasThis lactose has bent me bent me ou
26、t of shapeout of shapeCAPCAPcAMPcAMPCAPCAPcAMPcAMPBind to meBind to mePolymerasePolymeraseRNARNAPol.Pol.RNARNAPol.Pol.YipeeYipee!The Lac Operon:When Neither Lactose Nor Glucose Is PresentRepressorPromoterLacYLacYLacALacALacZLacZOperatorCAPCAPBindingCAPCAPcAMPcAMPCAPCAPcAMPcAMPCAPCAPcAMPcAMPBind to m
27、eBind to mePolymerasePolymeraseRNARNAPol.Pol.RepressorRepressorRepressor mRNA mRNAHey man,IHey man,Im m constitutiveconstitutiveRepressorSTOPSTOPRight thereRight therePolymerasePolymeraseAlright,IAlright,Im off to m off to the races.the races.Come on,let Come on,let me through!me through!五、五、LacLac操
28、纵子中的其他问题操纵子中的其他问题1、A基因及其生理功能半乳糖甘分子（IPTG）-半乳糖甘酶分解产物（体内有害物质积累）-半乳糖甘乙酰基转移酶乙酰化的IPTG-半乳糖甘酶2、lac基因产物数量上的比较-半乳糖苷酶：透过酶：乙酰基转移酶=1：0.5：0.2翻译水平上受到调节：（1）lac mRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译；（2）在 lac mRNA分子内部，A基因比Z基因更容易受内切酶作用发生降解。3、操纵子的融合与基因工程P OZYAtsxPOpur结构基因缺失lac operonpur operontsx基因表达T6噬菌体和大肠杆菌素K的受体蛋白，它结合于细胞膜
29、的外表面，对T6噬菌体和大肠杆菌素K进入细胞起关键作用。另外tsx受体蛋白还有与核苷酸特异性结合的功能，是核苷酸特异性运输通道的第一步，在核苷酸的吸收方面也起重要作用。tsx基因的变异使外界某些噬菌体及大肠杆菌素等对细胞的侵噬变得困难，有利于细胞基因组的稳定。第四节 色氨酸操纵子（trp operon）内容提要：内容提要：色氨酸操纵子的结构色氨酸操纵子的结构色氨酸操纵子的色氨酸操纵子的阻遏系统色氨酸操纵子的弱化机制一、色氨酸操纵子的结构一、色氨酸操纵子的结构 调控基因调控基因 结构基因结构基因 催化分枝酸转变为色氨酸催化分枝酸转变为色氨酸 的酶的酶trpRtrp内源启动子位于trpG-D编码区
30、特点:(1)trpR和trpABCDE不连锁；(2)操纵基因在启动子内(3)有衰减子(attenuator)/弱化子(4)启动子和结构基因不直接相连，二者被 前导序列(Leader)所隔开 二、trp 操纵子的阻遏系统低低TrpTrp时：时：阻遏物不结合阻遏物不结合操纵基因操纵基因;高高TrpTrp时：时：阻遏物阻遏物+Trp +Trp 结合操纵基因结合操纵基因三、trp 操纵子的弱化机制衰减子（attenuator）/弱化子前导序列（leader sequence）衰减子(Attenuator)：控制一些细菌启动子表达中涉及的转录终止处的一种内部终止子序列。1、弱化子：DNA中可导致转录过早
31、终止的一段核甘酸序列（123-150区）。123150 研究引起终止的研究引起终止的mRNAmRNA碱基序列碱基序列，发现该区发现该区mRNAmRNA通过自通过自我配对可以形成我配对可以形成茎茎-环环结构，有典型的结构，有典型的终止子终止子特点。特点。2、前导序列：在trp mRNA5端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。3、弱化机制、弱化机制前导肽前导肽转录终止结构转录终止结构抗终止子定义：抗终止子定义：可使终止密码子失效而使转录继续进行的因子。如噬菌体N基因产物。色氨酸激活RNA结合蛋白(Trp-activated RNA-binding p rotein,TRAP)细
32、菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使作用只能使转录不起始转录不起始，对于已经起始的转录，只，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是是细胞内色氨酸的多少细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是；弱化作用的信号则是细胞细胞内载有色氨酸的内载有色氨酸的tRNA的多少的多少。它通过前导肽的翻。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。什
33、么是操纵子（operon)?试说明色氨酸操纵子（Trp operon)在原核基因表达调控中的调控机制和重要作用。2003年武汉大学分子生物学试题第五节 其他操纵子第五节 其他操纵子一、半乳糖操纵子(galactose operon)(galactose operon)异构酶异构酶(galE)乳糖乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galT)半乳糖激酶半乳糖激酶(galk)。gal操纵子的特点：操纵子的特点：它有两个启动子，其它有两个启动子，其mRNA可从两个不同的起始点开可从两个不同的起始点开始转录；始转录；它有两个它有两个O区，一个在区，一个在P区上游，另一个在结构基因区上游，另
34、一个在结构基因galE内部。内部。二、阿拉伯糖操纵子（二、阿拉伯糖操纵子（arabinose operon)arabinose operon)araB基因、araA基因和araD,形成一个基因簇，简写为araBAD 三个基因的表达受到ara操纵子中araC基因产物AraC蛋白的调控。ara操纵子的调控有两个特点：第一，araC表达受到AraC的自身调控。第二，AraC既是ara操纵子的正调节蛋白（需cAMP-CRP的共同参与，起始转录），又是其负调节蛋白。这种双重功能是通过AraC蛋白的两种异构体来实现的（Pi和Pr)。三、阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答SOS反应的机理：由 Rec
35、A 蛋白和 LexA 阻遏物的相互作用引起的。LexA阻遏物：是SOS DNA修复系统所有基因的阻遏物RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。当RecA水解LexA阻遏物后，导致SOS体系（包括recA基因）高效表达，DNA得到修复一、翻译起始的调控 RBS（核糖体结合位点）：mRNA链上起始密码子AUG上游的一段非翻译区。RBS的结合强度取决于SD序列的结构及其与起始密码子AUG之间的距离。SD-4-10（9）-AUG第六节第六节 转录后水平上的调控转录后水平上的调控二、二、mRNAmRNA稳定性对转录
36、水平的影响稳定性对转录水平的影响在糖原合成途径中，如果CsrA蛋白结合到glg基因的mRNA分子上，该mRNA分子就易于受核酸酶攻击，其降解过程加快。其作为蛋白质合成模板的功能就受到抑制。三、调节蛋白的调控作用三、调节蛋白的调控作用四、反义四、反义RNARNA的调节的调节五、稀有密码子对翻译的影响dnaG(引物酶)RNA引物dnaG、rpoD和rpsU属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子50个拷贝的dnaG蛋白、2800个拷贝的rpoD和40000个拷贝的rpsU几种蛋白质中异亮氨酸密码子使用频率比较蛋白质AUU/%AUC%AUA%结构蛋白37621亚基26740DnaG蛋白363232细胞内对
37、应于稀有密码子的tRNA较少，高频率使用这些密码子的基因翻译过程容易受阻，影响了蛋白质合成的总量。六、重叠基因对翻译的影响六、重叠基因对翻译的影响TrpB 谷氨酸-异亮氨酸-终止 GAA -AUC -UGA-UGG-AA AUG-GAA 甲硫氨酸 谷氨酸trpAtrpE苏氨酸苯丙氨酸终止 ACU -UUC -UGA -UGG -CU AUG AUG GCU 甲硫氨酸-丙氨酸-trpD 翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码子保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制。七、翻译的阻遏八、魔斑核苷酸水平对翻译的影响八、魔斑核苷酸水平对翻译的影响1、关于管家基因叙述错误的是、关于管家基
38、因叙述错误的是(A)在生物个体的几乎各生长阶段持续表达在生物个体的几乎各生长阶段持续表达(B)在生物个体的几乎所有细胞中持续表达在生物个体的几乎所有细胞中持续表达(C)在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达表达(D)在生物个体的某一生长阶段持续表达在生物个体的某一生长阶段持续表达(E)在一个物种的几乎所有个体中持续表达在一个物种的几乎所有个体中持续表达D2、一个操纵子（元）通常含有、一个操纵子（元）通常含有(A)数个启动序列和一个编码基因数个启动序列和一个编码基因(B)一个启动序列和数个编码基因一个启动序列和数个编码基因(C)一个启动序列和一个编码基因一个
39、启动序列和一个编码基因(D)两个启动序列和数个编码基因两个启动序列和数个编码基因(E)数个启动序列和数个编码基因数个启动序列和数个编码基因B3、下列情况不属于基因表达阶段特异性的是，一个、下列情况不属于基因表达阶段特异性的是，一个基因在基因在(A)分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达不表达(B)胚胎发育过程不表达，出生后表达胚胎发育过程不表达，出生后表达(C)胚胎发育过程表达，在出生后不表达胚胎发育过程表达，在出生后不表达(D)分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的骨骼肌细分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的骨骼肌细胞不表达胞不表达(E)分化的骨骼肌细胞
40、不表达，在未分化的骨骼肌分化的骨骼肌细胞不表达，在未分化的骨骼肌细胞表达细胞表达A4 4、乳糖操纵子（元）的直接诱导剂是、乳糖操纵子（元）的直接诱导剂是 (A)(A)葡萄糖葡萄糖 (B)(B)乳糖乳糖 (C)(C)一半乳糖苷酶一半乳糖苷酶 (D)(D)透酶透酶(E)(E)异构乳糖异构乳糖 E5 5、LacLac阻遏蛋白结合乳糖操纵子（元）的阻遏蛋白结合乳糖操纵子（元）的 (A)CAP(A)CAP结合位点结合位点 (B)O(B)O序列序列 (C)P(C)P序列序列 (D)Z(D)Z基因基因 (E)I(E)I基因基因B6 6、cAMPcAMP与与CAPCAP结合、结合、CAPCAP介导正性调节发生
41、在介导正性调节发生在 (A)(A)葡萄糖及葡萄糖及cAMPcAMP浓度极高时浓度极高时 (B)(B)没有葡萄糖及没有葡萄糖及cAMPcAMP较低时较低时 (C)(C)没有葡萄糖及没有葡萄糖及cAMPcAMP较高时较高时 (D)(D)有葡萄糖及有葡萄糖及cAMPcAMP较低时较低时 (E)(E)有葡萄糖及有葡萄糖及CAMPCAMP较高时较高时 C7、Lac阻遏蛋白由阻遏蛋白由(A)Z基因编码基因编码(B)Y基因编码基因编码(C)A基因编码基因编码(D)I基因编码基因编码(E)以上都不是以上都不是D8、色氨酸操纵子（元）调节过程涉及、色氨酸操纵子（元）调节过程涉及(A)转录水平调节转录水平调节(B
42、)转录延长调节转录延长调节(C)转录激活调节转录激活调节(D)翻译水平调节翻译水平调节(E)转录翻译调节转录翻译调节E(A)Lac阻遏蛋白阻遏蛋白(B)RNA聚合酶聚合酶(C)环一磷酸腺苷环一磷酸腺苷(D)CAP-cAMP(E)异构异构乳糖乳糖9、与、与O序列结合序列结合10、与、与P序列结合序列结合11、与与CAP结合结合12、与、与CAP位点结合位点结合ABCD13、乳糖、阿拉伯糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是A与启动子结合B与DNA结合影响模板活性C与RNA聚合酶结合影响其活性D与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA E与操纵基因结合D14、DNA损伤修复的SOS系统A
43、是一种保真性很高的复制过程BLexA蛋白是一系列操纵子的阻遏物CRecA蛋白是一系列操纵子的阻遏物D它只能修复嘧啶二聚体B15、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述错误的是AcAMP可与分解代谢基因活化蛋白(CAP)结合成复合物BcAMP-CAP复合物结合在启动子前方C葡萄糖充足时，cAMP水平不高D葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用乳糖E葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用葡萄糖D21、Lac阻遏蛋白由阻遏蛋白由_基因编码，基因编码，结合结合_序列对序列对Lac操纵子（元）起操纵子（元）起阻遏作用。阻遏作用。22、Trp操纵子的精细调节包括操纵子的精细调节包括_及及_两种机制。两种机制。IO阻遏机制阻遏机制弱化机制弱化机制