生物奥赛讲座基因表达的调控课件 （共25张PPT）

课件25张PPT。大肠杆菌一般是将葡萄糖作为碳源，当其生活的环境中有乳糖而没有葡萄糖时，大肠杆菌产生的适应性变化是迅速合成大量的分解乳糖的酶--半乳糖苷酶，将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖加以利用。 当大肠杆菌生活的环境中没有乳糖后，半乳糖苷酶的合成就停止。说明半乳糖苷酶的合成与周围环境中有无乳糖有密切关系。乳糖似乎对半乳糖苷酶基因的表达起到诱导作用。半乳糖苷酶的合成受半乳糖苷酶基因控制。(一) 大肠杆菌的乳糖操纵子模型一 、原核生物基因表达的调控 1）结构基因：编码蛋白质或RNA的基因 直接编码乳糖分解代谢所需酶类的基因。 lacZ基因：编码β-半乳糖苷酶。 lacY基因、lacA基因：分别编码β-半乳糖苷透性酶和β-半乳糖苷乙酰基转移酶。 一 、原核生物基因表达的调控1.与乳糖代谢有关的核苷酸序列及其作用 2）操纵基因(O)：是DNA上仅为26bp的一小段序列，不编码蛋白质，它是调节基因所编码的阻遏蛋白的结合部位。操纵基因决定了RNA聚合酶是否能够与DNA序列上的启动子接触从而沿着DNA分子移动，启动RNA的转录。对结构基因起着“开关”的作用，直接控制结构基因的转录。一 、原核生物基因表达的调控1.与乳糖代谢有关的核苷酸序列及其作用 3）启动子(P)：有与RNA聚合酶结合的位点，可识别转录起始点。RNA聚合酶在这一位点与DNA接触，并开始进行转录。一 、原核生物基因表达的调控1.与乳糖代谢有关的核苷酸序列及其作用 4）调节基因(R)： 能产生阻抑物(阻遏蛋白)，通过阻抑物与操纵基因的结合与否来控制操纵基因的关闭和开启。一 、原核生物基因表达的调控1.与乳糖代谢有关的核苷酸序列及其作用当环境中没有乳糖时：信使RNA阻遏物(阻遏蛋白)阻遏蛋白与操纵基因结合，同时阻挡了RNA聚合酶与启动子的结合，从而使结构基因转录和翻译受阻，不能合成有关的酶。一 、原核生物基因表达的调控当环境中有乳糖时：+阻遏物 (阻遏蛋白)乳糖乳糖与阻遏蛋白结合，引起其构象变化，使阻抑物失去与操纵基因结合的能力，RNA聚合酶便可与启动子结合，从而使结构基因转录和翻译正常进行。一 、原核生物基因表达的调控当环境中有乳糖时：半乳糖苷酶酶酶转录翻译分解乳糖一 、原核生物基因表达的调控 一个操纵基因控制下的一组相邻的结构基因以及启动子和调节基因，统称为操纵子。操纵子 操纵子是原核生物的基因在转录水平上进行调控的一个功能单位。一 、原核生物基因表达的调控从大肠杆菌乳糖调控过程可以看出 大肠杆菌细胞只有在环境中有乳糖存在时，才能产生相关的酶。所以，其乳糖代谢调控过程是一个自我调控过程。 在这一过程的作用下，生物体才不会浪费细胞中的物质和能量，并能不断适应变化的外界环境。一 、原核生物基因表达的调控(二) 色氨酸操纵子1.阻遏物对色氨酸操纵子的负调控 调控基因 结构基因 催化分支酸转变为色氨酸 的酶trpRtrp一 、原核生物基因表达的调控二、真核生物基因表达的调控 真核生物是由多细胞组成的，多细胞生物的细胞分化，是选择性基因表达的结果。不同的细胞有特异的基因表达方式。基因的表达受到开启或关闭的调控，随细胞内外环境条件的改变和时间程序而在不同的表达水平上进行着精确而有序的调节。 在真核生物中基因表达的调节其特点是（1）多层次，（2）无操纵子和衰减子(在色氨酸操纵子中存在一种转录水平上调节基因表达的衰减作用，用以终止和减弱转录。这种调节作用称为衰减子)（3）个体发育复杂，（4）受环境影响较小 在真核生物中，DNA的三级超螺旋结构与蛋白质结合，构成染色质的基本单位--核小体。其核心由组蛋白八聚体(由H2A、H2B、H3、H4各两分子组成)和盘绕其上的一段DNA双链组成，连接区 含有组蛋白H1和一小段DNA 双链。核小体彼此连成串珠 状染色质细丝，经高度螺旋 化形成染色质 ... ...