分子生物学第9次课11周

1、Chap7 Chap7 基因的表达与调控基因的表达与调控一、一、影响原核生物基因调控的信号影响原核生物基因调控的信号1.1.营养状况营养状况2.2.环境因素环境因素二、二、原核基因的表达与调控原核基因的表达与调控1.1.转录水平的调控转录水平的调控 2.2.转录后水平的调控转录后水平的调控 mRNA mRNA 加工水平上的调控加工水平上的调控 翻译水平的调控翻译水平的调控三、原核生物基因调控机制的类型和特点三、原核生物基因调控机制的类型和特点1.1.正转录调控正转录调控2. .负转录调控负转录调控正控诱导正控诱导正控阻遏正控阻遏负控诱导负控诱导负控阻遏负控阻遏正控制系统和负控制系统正控制系统和

2、负控制系统1 负控制系统：负控制系统： 在没有调节蛋白质存在时基因表达，加入调节蛋在没有调节蛋白质存在时基因表达，加入调节蛋白后基因表达活性被关闭白后基因表达活性被关闭 阻遏蛋白：负控制系统中的调节蛋白阻遏蛋白：负控制系统中的调节蛋白2 正控制系统： 没有调节蛋白质没有调节蛋白质存在时基因关闭存在时基因关闭,加入这种调节蛋加入这种调节蛋白质后基因活性白质后基因活性被开启被开启 诱导蛋白诱导蛋白正控正控诱导诱导负控负控诱导诱导正控正控阻遏阻遏负控负控阻遏阻遏调解调解蛋白蛋白激活蛋白激活蛋白阻遏蛋白阻遏蛋白激活蛋白激活蛋白阻遏蛋白阻遏蛋白效应效应分子分子诱导物诱导物诱导物诱导物辅阻遏物辅阻遏物辅阻

3、遏物辅阻遏物调控调控结果结果基因基因转录转录基因基因转录转录阻遏基阻遏基因转录因转录阻遏基阻遏基因转录因转录7.1.1 Discovery of Operon 1961年年, F. Jacob & J.Monod提出提出, 此后不断完善。此后不断完善。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 1940年，年， Monod发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿。即产生糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿。

4、即产生“二二次生长曲线次生长曲线”。 文献：细胞中存在两种酶，即组成酶与诱导酶文献：细胞中存在两种酶，即组成酶与诱导酶 1947年，报告：年，报告：“酶的适应现象及其在细胞分化中的意义酶的适应现象及其在细胞分化中的意义”Francis Jacob Jacques Monod 7.1 乳糖操纵元乳糖操纵元 1951年，年，Monod与与Jacob合作，发现两对基因：合作，发现两对基因： Z基因基因：与合成：与合成-半乳糖苷酶有关；半乳糖苷酶有关； I基因基因：决定细胞对诱导物的反应。：决定细胞对诱导物的反应。 Szilard：I基因决定阻遏物的合成，当阻遏物基因决定阻遏物的合成，当阻遏物存在时，

5、酶无法合成，只有有诱导物存在，才存在时，酶无法合成，只有有诱导物存在，才能去掉该阻遏物。能去掉该阻遏物。 Jacob：结构基因旁有开关基因（：结构基因旁有开关基因（操纵基因操纵基因），），阻遏物通过与开关基因的结合，控制结构基因阻遏物通过与开关基因的结合，控制结构基因的表达。的表达。乙酰基转移酶乙酰基转移酶半乳糖苷半乳糖苷透性酶透性酶-半乳糖苷酶半乳糖苷酶操作位点操作位点乳糖操纵元结构结构调节基因调节基因 操纵元操纵元是一种完整的具有特定功能的细菌基因表是一种完整的具有特定功能的细菌基因表达和调节的单位，包括达和调节的单位，包括调节基因调节基因，操纵位点操纵位点，结结构基因构基因，组成一个控制

6、单元，组成一个控制单元 结构基因：结构基因：产生产生mRNA,合成蛋白质合成蛋白质 操纵位点操纵位点 promotor,operator：启动子结合位点：启动子结合位点 调节基因：产生调节蛋白调节基因：产生调节蛋白（与操纵位点结合）（与操纵位点结合） 结构基因不转录结构基因不转录 诱导物存在时，可与阻遏蛋白结合诱导物存在时，可与阻遏蛋白结合 结构基因转录结构基因转录Control elementStructural genes7.1.2 酶的诱导现象B-半乳糖苷酶半乳糖苷酶分解底物的酶只有在底物存在时才出现！ 无乳糖时，几个无乳糖时，几个B-gal/cell 加入乳糖时，加入乳糖时，5000个

7、个 再去掉乳糖，再去掉乳糖，lac mRNA下降下降 乳糖能激发乳糖能激发lac mRNA的合成的合成 乳糖的诱导作用是由酶前体转化而来，还是诱导新酶乳糖的诱导作用是由酶前体转化而来，还是诱导新酶合成？合成？ 培养基（培养基（35S-aa, 无乳糖）无乳糖） E.coli繁殖繁殖 培养基（无培养基（无35S -aa, 加入乳糖）加入乳糖） -gal(无无35S)7.1.3 调控机理1 调控区结构调控区结构 lacI, 1045bp，独立，独立Pi P, 82bp，821 O, 35bp，728 lacZYA体外结合竞争实验: 阻遏物RNA pol, off RNA pol阻遏物， on2. 阻

8、遏状态阻遏状态3 诱导状态诱导状态诱导作用：在可诱导的操纵元中，诱导作用：在可诱导的操纵元中，加入对基因表达有调节作用的小分加入对基因表达有调节作用的小分子后，开启基因的转录活性子后，开启基因的转录活性4 诱导物不是乳糖生成生成lac诱导物诱导物乳糖代谢乳糖代谢Allolctose 异构乳糖异构乳糖 别乳糖别乳糖细胞内细胞内-半乳糖苷酶来源半乳糖苷酶来源?gratuitous inducer 安慰诱导物 义务诱导物 可诱导半乳糖苷酶产生，可诱导半乳糖苷酶产生，但不是其底物但不是其底物 IPTG，异丙基半乳糖苷，异丙基半乳糖苷 TMG ，巯甲基半乳糖苷，巯甲基半乳糖苷 ONPG, O-硝基半乳糖

9、苷硝基半乳糖苷7.1.4 阻遏蛋白的作用机制1 阻遏蛋白结构阻遏蛋白结构38KD，4 聚体聚体，一个亚基结合一个一个亚基结合一个IPTG分子分子lacI 组成型转录组成型转录 Pi 弱启动子，弱启动子， 510个个cell具有二重性具有二重性 阻止转录（与阻止转录（与lacO结合）结合） 开始转录（与开始转录（与诱导物诱导物结合）结合） 对称轴，对称轴，+11 对称序列，对称序列，6bp2. 阻遏蛋白的结合位点阻遏蛋白的结合位点lacO的结构的结构3 阻遏蛋白对RNA pol功能的影响 阻遏蛋白和阻遏蛋白和RNA pol可同时与可同时与DNA结合结合 结合着的结合着的RNA pol不能转录不能

10、转录. 但加入诱导但加入诱导物后物后, 释放出阻遏蛋白释放出阻遏蛋白, 变为开放型启动变为开放型启动子复合物子复合物. 阻遏蛋白实际上使阻遏蛋白实际上使RNA pol贮存在启动子贮存在启动子上。上。+ glucose- glucoseTime (hr)Units of -galactosidase+ lactoseGlucose added7.1.5 lac operon的正调控1 代谢物阻遏效应实验，在实验，在lacGlu培养基上培养基上 E.coli只利用只利用G，只有，只有G 耗尽时，才会利用耗尽时，才会利用lac葡萄糖抑制葡萄糖抑制lac mRNA的转录：的转录： 可阻止诱导物引起的阻

11、遏物失活效应可阻止诱导物引起的阻遏物失活效应 仅去掉阻遏物并不能启动仅去掉阻遏物并不能启动lac基因表达基因表达,有其它因有其它因素参与素参与葡萄糖效应（代谢物阻遏效应葡萄糖效应（代谢物阻遏效应）有葡萄糖存在的情况下即使细菌培养基中有乳有葡萄糖存在的情况下即使细菌培养基中有乳糖、半乳糖、或麦芽糖等诱导物，与其相对应糖、半乳糖、或麦芽糖等诱导物，与其相对应的操纵子也不会启动，不会产生出代谢这些糖的操纵子也不会启动，不会产生出代谢这些糖的酶，这种现象称为的酶，这种现象称为 葡萄糖效应或降解物抑制葡萄糖效应或降解物抑制作用。作用。 葡萄糖对葡萄糖对lac操纵元表达的操纵元表达的抑制是间接的抑制是间接

12、的 乳糖的降解是通过乳糖的降解是通过cAMP与与 CAP结合起作用的结合起作用的 cAMP:环化腺苷酸环化腺苷酸CAP, catabolite activator protein 由由crp编码编码CRP, catabolite receptor protein2 CAP结合位点 CAP为二聚体，为二聚体， 45KD ，被，被cAMP激活激活 结合位点结合位点22bp I -70 -50 II -50 -40由于序列的差异，使不同基因受cAMP激活的水平不同结合位点序列保守结合位点序列保守 3 CAP的结合对DNA构型的影响 DNA弯曲弯曲 弯曲点位于弯曲点位于CAP结合位点二重对称的中心结合

13、位点二重对称的中心 弯曲使弯曲使CAP能与启动子上的能与启动子上的RNA pol 接触接触（1）CAP结合位点与结合位点与转录起始点的位置转录起始点的位置 CAP与与转录起始点转录起始点的的距离，相距数个整双距离，相距数个整双螺旋螺旋 CAP结合位点在结合位点在启动启动子子的上下游，都能发的上下游，都能发挥作用挥作用4 CAP对转录的影响（2）基因转录对cAMPCAP系统的依赖性， 与启动子本身的效率有关cAMP-CAP复合物的结合，使位点复合物的结合，使位点II附近的富含附近的富含GC区域双螺旋结构稳定性降低，因而区域双螺旋结构稳定性降低，因而-10区的熔区的熔解温度降低，促进开放型启动子复

14、合物的形成解温度降低，促进开放型启动子复合物的形成（3） CAP激活转录的方式 CAP直接作用于直接作用于RNA pol 亚基亚基 缺失缺失RNA pol 亚基亚基的的C末端时，失去末端时，失去受受CAP激活的能力激活的能力 作用于作用于DNA，改变其，改变其结构结构7.1.6 lac operon 的其它问题1lac operon的功能是在的功能是在正负正负两个调控体系的协调作用两个调控体系的协调作用(coordinate regulation)下实现的。下实现的。阻遏蛋白封闭转录时，阻遏蛋白封闭转录时，CAPCAP不发挥作用；如没有不发挥作用；如没有CAPCAP加强转录，即使阻遏蛋白加强转

15、录，即使阻遏蛋白从从P P上解聚仍无转录活性上解聚仍无转录活性CAP组成型合成，所以组成型合成，所以cAMPCAP复合物取决于复合物取决于cAMP含量含量cAMPCAP调控乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等糖类代谢调控乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等糖类代谢有关的酶有关的酶降解物敏感型操纵元：只要有葡萄糖存在，这些操纵降解物敏感型操纵元：只要有葡萄糖存在，这些操纵元就不表达元就不表达 2. A基因及其生理功能基因及其生理功能 编码编码-半乳糖苷乙酰基转移酶，使半乳糖苷乙酰化。该酶半乳糖苷乙酰基转移酶，使半乳糖苷乙酰化。该酶不参与乳糖代谢！不参与乳糖代谢！ 生理意义：在细胞中有许多能被半乳糖苷酶降解的半乳糖生理意

16、义：在细胞中有许多能被半乳糖苷酶降解的半乳糖苷类物质，其分解产物不能进一步代谢，积累，抑制细苷类物质，其分解产物不能进一步代谢，积累，抑制细胞生长。半乳糖苷乙酰化后，即无毒胞生长。半乳糖苷乙酰化后，即无毒. 所以所以lacA虽不在乳虽不在乳糖降解中起作用，但可抑制有害物质的积累糖降解中起作用，但可抑制有害物质的积累3. lac基因产物数量基因产物数量， 1：0.5：0.2 不同酶的数量差异不同酶的数量差异,是由于在翻译水平上的调节是由于在翻译水平上的调节. 方式有二方式有二:核糖体脱离核糖体脱离: 多顺反子的差别性翻译多顺反子的差别性翻译 内切酶作用内切酶作用: 在在lac mRNA分子内部，

17、分子内部，a基因比基因比z基因更易基因更易受内切酶作用受内切酶作用SummarySummary of lac operon regulationGlucosecAMPLactoseTranscription of lac mRNAHighLowPresentlow rate of expressionHighLowAbsentessentially noneLowHighAbsentessentially noneLowHighPresenthigh rate of expression8.2 Trp operon生物细胞中的氨基酸合成，生物细胞中的氨基酸合成， 也受操纵元的调节。细胞需要也受

18、操纵元的调节。细胞需要某种氨基酸时，其基因即表达，不需要时基因关闭，达到经某种氨基酸时，其基因即表达，不需要时基因关闭，达到经济的原则。济的原则。 trpR, 阻遏蛋白阻遏蛋白 P，-40+18 O, -21+1 L, +1+162 结构基因结构基因t, A下游下游36bp, 不依赖不依赖 t, t下游下游250bp，依赖，依赖 8.2.1 基因组成sne2987.2.2 Trp operon 的阻遏系统1 Trp R 四聚体四聚体阻遏蛋白trp 有活性的阻遏物 SNE299trp O 不转录不转录2 阻遏蛋白的结合位点阻遏蛋白的结合位点 trpO -21 +1，反向重复序列，反向重复序列 t

19、rpP -40 +18 活性阻遏物与活性阻遏物与trpO 的结合与的结合与RNA pol与启动子的与启动子的结合发生竞争结合发生竞争 SNE2993 阻遏系统 主管转录是否启动，主管转录是否启动， 在缺乏在缺乏Trp时，时， mRNA起始合成，但不能自动延伸，起始合成，但不能自动延伸，一般在一般在trpE之前终止转录之前终止转录 粗调开关粗调开关8.2.3 弱化作用 attenuation1 弱化子，衰减子，弱化子，衰减子， 前导前导RNA，140bp序列分析发现，前导区其中4个片段进行配对，形成不同的二级结构TerminatorTerminatorS312POE4321LDNARNAATGT

20、GA2 trp codons14322 前导肽14aa3 3 转录弱化作用转录弱化作用Lack of trp Lack of trp Lack of aminoacyl tRNA Lack of aminoacyl tRNA Ribosome pause at trp Ribosome pause at trp codonscodons , occluding , occluding sequence 1sequence 1Form 2:3 hairpin Form 2:3 hairpin Transcription into trpE Transcription into trpE and

21、beyond and beyond High trp High trp Trp is inserted at the Trp is inserted at the trp codons trp codons Translate to the end of Translate to the end of leader message leader message Ribosome occlude Ribosome occlude sequence 2sequence 2Terminate transcription at Terminate transcription at (3:4 form

22、(3:4 form terminatorterminator) )弱化子对转录调控的关键 空间结构，空间结构，10th and 11th codons encode trp residues (rare AA) 时间，核糖体停顿在时间，核糖体停顿在2个个Trp 密码子上（密码子上（1区）时，区）时，产生延宕，产生延宕， 此时此时4区转录出来不能与区转录出来不能与3区配对区配对The leader peptide is to determiner trp availability and to regulate transcription terminationsummary7.2.4 阻遏作用

23、与弱化作用的协调 阻遏效率阻遏效率 启动子的转录起始频率在启动子的转录起始频率在R+和和R-相差相差70倍倍 弱化作用弱化作用 trp存在时，约有存在时，约有10的的RNA pol侥幸转录侥幸转录 - trp 活性阻遏物活性阻遏物 无活性阻遏物无活性阻遏物 +trpNegativerepressible operonNegativerepressible operon可以被最终合成产物所阻遏可以被最终合成产物所阻遏R P O leading seq. E D C B Atrp+为什么需要阻遏体系？为什么需要阻遏体系？ 当大量当大量Trp 存在时，阻遏系统起作用。阻遏物与之结存在时，阻遏系统起作

24、用。阻遏物与之结合，阻止先导合，阻止先导mRNA合成。合成。 经济经济仅有少量仅有少量 trp时，时，RNApol启动，启动，但在但在L.S.处脱落，转录中断处脱落，转录中断R P O leading seq. E D C B A少量少量trp+不足以结合不足以结合 O 位点位点为什么需要弱化系统？为什么需要弱化系统？ 当当trp浓度低时，阻遏物从有活性变为无活性，速度极浓度低时，阻遏物从有活性变为无活性，速度极慢，不能很快引发慢，不能很快引发trp 合成。因此需要一个能快速作出反应合成。因此需要一个能快速作出反应的系统，以保持培养基中适当的的系统，以保持培养基中适当的Trp水平。水平。7.2

25、.5 细菌演化出弱化系统的生物学意义 通过通过tRNA荷载与否进行调控，更为灵敏荷载与否进行调控，更为灵敏 氨基酸的主要用途是合成蛋白质，因而氨基酸的主要用途是合成蛋白质，因而tRNA 荷载为标准进行调控更为恰当荷载为标准进行调控更为恰当 两个调控系统，避免浪费提高效率两个调控系统，避免浪费提高效率 阻遏系统阻遏系统 高水平高水平trp时，不转录时，不转录 低水平低水平trp时，转录至时，转录至LS 弱化系统弱化系统 细调细调 原核生物细致的精细调控机制原核生物细致的精细调控机制增强原核生物对环境的适应性增强原核生物对环境的适应性7.3 其他操纵子其他操纵子1.半乳糖操纵子半乳糖操纵子2.阿拉

26、伯糖操纵子阿拉伯糖操纵子3.阻遏蛋白阻遏蛋白LexA的降解与细菌的的降解与细菌的SOS应答应答4.多启动子调控的操纵子多启动子调控的操纵子1.半乳糖操纵子galactose operon特点（特点（1）包括三个结构基因，）包括三个结构基因，galE（异构酶（异构酶) galT(乳糖乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶）、磷酸尿嘧啶核苷转移酶）、 galK（半（半乳糖激酶）乳糖激酶） （2）诱导物为半乳糖）诱导物为半乳糖 （3）有双启动子）有双启动子 （4）两个操纵区）两个操纵区TGTTATGCTATGGTTATTTACAATACGATACCAATAAS2S1-20-10两个重叠的两个重叠的Pribnow

27、无葡萄糖时，S1起始的转录顺利进行cAMP- CRP抑制从S2的转录，诱发S1的转录双启动子的特点：双启动子的特点：双启动子的生理功能双启动子的生理功能半乳糖的功能半乳糖的功能 1.大肠杆菌细胞壁合成的前体大肠杆菌细胞壁合成的前体 2.作为唯一碳源供细胞生长作为唯一碳源供细胞生长UDP-葡萄糖galEUDPgal合成细胞壁过程对异构酶的需要量小2、阿拉伯糖操纵子调控机理、阿拉伯糖操纵子调控机理（具有正负调控双重功能调节蛋白） （1）概述 阿拉伯操纵子（Ara operon）的转录起始是有CAP、Arac蛋白，Ara糖是1个可作碳源的5碳糖，和乳糖一样，Ecoli以Ara糖为能源生长时，能产生该

28、糖代谢途径的3种酶催化Ara糖转换成5磷酸木酮糖糖酵解途径（磷酸戊糖途径）。 （2）Ara operon的结构DNAaraC IO2 ParaC IO1BADPBADCAP位点CAmP CAPmRNAProtein(Arac)mRNABADArac-调节蛋白C的编码基因Parc PBAD-启动子IO1O2-调控元件B-L核酮糖激酶（isomerase）A-L阿拉伯糖异构酶（kinase）D-L核酮糖与磷4表异构酶（opimerase）I-起始部位阻遏机理 无Ara糖时，认为AraCrep二聚体同时结合araO2、I，将二者拉在一起形成DNA环状结构，有效阻遏了araBAD的转录。激活机理 有A

29、ra糖时，Ara糖+AraC去阻遏，同时cAMP-CAP结合CAP位点促进araBAD和arac的转录。当araC表达过多时Cind结合O1，阻碍了C的表达。 若有足够的araBAD酶产出，则Cind减少或消失，这样BAD基因关闭。3.阻遏蛋白阻遏蛋白LexA的降解与细菌的的降解与细菌的SOS应答应答（1）参与）参与SOS DNA修复系统的许多基因分散在染色体的不同部位修复系统的许多基因分散在染色体的不同部位（2） SOS DNA修复系统的许多基因受修复系统的许多基因受LexA阻遏蛋白的抑制阻遏蛋白的抑制（3）recA在细胞中本底表达在细胞中本底表达（4）DNA复制严重受损时，复制严重受损时，

30、RecA与缺口单链与缺口单链DNA结合被激活成蛋白酶，结合被激活成蛋白酶， 时时LexA蛋白失去活性，导致蛋白失去活性，导致SOS体系的高效表达体系的高效表达SOS是细胞是细胞DNA复制受损或复制系统受到抑制的紧急情况复制受损或复制系统受到抑制的紧急情况 ，为求得生存而做出的应急反应。为求得生存而做出的应急反应。1.SOS诱导与诱导与DNA修复有关的酶产生，加强细胞的修复能力修复有关的酶产生，加强细胞的修复能力2.SOS诱导产生缺乏校对功能的诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶，虽然避免了死聚合酶，虽然避免了死 亡，却带来了很高的突变亡，却带来了很高的突变3.SOS抑制细胞分裂，因为抑制细胞分裂

31、，因为DNA复制受到抑制，避免因细胞复制受到抑制，避免因细胞分裂而产生的变异率分裂而产生的变异率4.SOS由由RecA和和LexA相互作用引起的，相互作用引起的，RecA是是SOS最初的发最初的发动因子，动因子，RecA能被单链能被单链DNA和和ATP激活激活5.SOS包括包括DNA修复和导致变异修复和导致变异6.多数能诱导产生多数能诱导产生SOS反应的作用剂对高能生物都是致癌的，反应的作用剂对高能生物都是致癌的，如：如：X射线、紫外线和烷化剂射线、紫外线和烷化剂 4.4.多启动子控制的操纵子多启动子控制的操纵子（1）rRNA 操纵子，操纵子，p1, p2两个启动子两个启动子（2）核糖体蛋白）

32、核糖体蛋白SI操纵子操纵子4个启动子个启动子（3）DnaQ 蛋白有弱启动子和强启动子蛋白有弱启动子和强启动子DNA聚合酶的亚基，校正复制过程中可能聚合酶的亚基，校正复制过程中可能出现的错误，受出现的错误，受RNA 聚合酶的调控聚合酶的调控 原核生物的转录后调控原核生物的转录后调控 1翻译起始的调控翻译起始的调控稀有密码子对翻译的调控稀有密码子对翻译的调控重叠基因对翻译的调控重叠基因对翻译的调控对翻译的影响对翻译的影响蛋白质对翻译的影响蛋白质对翻译的影响魔斑水平对翻译的影响魔斑水平对翻译的影响 翻译起始的调控翻译起始的调控为上核糖体结合为上核糖体结合位点位点1.中有序列能与核糖体上 端互补配对。

33、有利于翻译的起始，SD与AUG之间一 般 为4-10个核苷酸，9个核苷酸为最佳2. SD序列的变化改变了5端自由能，影响了核糖体小亚基与的结合，导致表达效率成百上千的差异稀有密码子对翻译的调控稀有密码子对翻译的调控1. dnaG基因编码基因编码DNA复制过程中的引物酶复制过程中的引物酶2. dnaG、rpoD及及rpsU位于同一个操纵子中，位于同一个操纵子中，但三个基因产物但三个基因产物 在数量上有较大差异在数量上有较大差异3. 50个个dnaG蛋白，蛋白，2800个个rpoD蛋白，蛋白，4000个个rpsU 蛋白蛋白重叠基因对翻译的影响重叠基因对翻译的影响1.Trp操纵子有操纵子有E、D、C

34、、B、A五个基因组成五个基因组成2.E的终止子密码子和的终止子密码子和D基因的起始密码子共用一个核苷酸基因的起始密码子共用一个核苷酸3.E-苏氨酸苏氨酸-本丙氨酸本丙氨酸-终止终止 ACU-UUC-UGA-UGGCU AUG-GCU 甲硫氨酸甲硫氨酸-丙氨酸丙氨酸-trpD4. trpB-谷氨酸谷氨酸-异亮氨酸异亮氨酸-终止终止 GAA-AUG-UGA-UGG-AA AUG-GAA 甲硫氨酸甲硫氨酸-谷氨酸谷氨酸-trpApolyApolyA对翻译的影响对翻译的影响1.1.蛋白质合成旺盛，蛋白质合成旺盛，mRNAmRNA上核糖体数量多，上核糖体数量多，mRNAmRNA链上链上 polyApol

35、yA较长，较长， mRNAmRNA不在翻译时，不在翻译时，其尾巴相应缩短其尾巴相应缩短2.2.粘菌在营养充足时以营养生长为主，此时粘菌在营养充足时以营养生长为主，此时mRNAmRNA上核糖体数量较多上核糖体数量较多3.3.在营养不足是以发育生长为主，此时核糖在营养不足是以发育生长为主，此时核糖体数量较少。体数量较少。蛋白质对翻译的影响蛋白质对翻译的影响1. 蛋白质能阻遏或激活转录2. 蛋白质能在翻译水平上调节基因表达3. Q噬菌体有三个基因吸附蛋白吸附蛋白 外壳蛋白外壳蛋白 RNA复制酶复制酶噬菌体进入细胞后，以此噬菌体进入细胞后，以此RNA为模板指导合成复制酶，复制酶行使复制功能为模板指导合

36、成复制酶，复制酶行使复制功能但但RNA上有许多核糖体，影响了复制酶催化作用上有许多核糖体，影响了复制酶催化作用复制酶作为翻译阻遏物调节基因表达复制酶作为翻译阻遏物调节基因表达魔斑对翻译的基因表达的影响魔斑对翻译的基因表达的影响1. 魔斑：鸟苷四磷酸魔斑：鸟苷四磷酸ppGpp和鸟苷五磷酸和鸟苷五磷酸pppGpp在层析谱上检出的斑点在层析谱上检出的斑点2. 严紧控制：原核生物处在饥饿状态下时，蛋白质合成下降后，其相应的严紧控制：原核生物处在饥饿状态下时，蛋白质合成下降后，其相应的 RNA水平也下降，称为严紧控制水平也下降，称为严紧控制3. 松散控制：原核生物处在饥饿状态下时，蛋白质合成下降后，其相

37、应的松散控制：原核生物处在饥饿状态下时，蛋白质合成下降后，其相应的 RNA水平不下降，称为松散控制水平不下降，称为松散控制4. 氨基酸饥饿时，空载氨基酸饥饿时，空载tRNA 增多，空载的增多，空载的tRNA 使使GTP积累，积累，relA基因编基因编 码码ATP-GTP-3-磷酸转移酶磷酸转移酶 GTP+ATP pppGpp+AMP ppGpp, 的结合，影响的结合，影响RNA聚聚 合酶与启动子结合，抑制基因表达，节省或开发能源渡过难关。合酶与启动子结合，抑制基因表达，节省或开发能源渡过难关。反义反义RNA对基因表达的调控对基因表达的调控什么是反义什么是反义RNA?反义反义RNA在分子生物学上的应用。在分子生物学上的应