表达调控与蛋白质合成笔记

1、第八章：蛋白质合成转运和加工核糖体活性位点_至少五个E:脱酰tRNA短暂的占据，然后由E位离开核糖体。P:起始tRNAimet结合于此, 延长成肽后，带肽链的tRNA转到此位A:普通氨酰tRNA就加入此位翻译起始因子因子质量因子/核糖体功能IF32325%30s亚基(解离)与mRNA结合所必须IF297.3?起始tRNA的结合与GTP的水解IF1915%循环因子,结合在核糖体30s亚基上组织与50s亚基结合起始tRNA特点（翻译时第一个密码子怎样被识别）核糖体的30s小亚基中的16SrRNA上有一段序列与mRNA中的SD序列互补结合，使下游的AUG序列定位在P位上。起始tRNA- tRNAi

2、只能识别mRNA上的翻译起始密码子AUG 只能进入核糖体的肽位P普通tRNA- tRNA 在翻译延长中发挥作用 进入核糖体的A位，再通过A位到达P位在原核生物中起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸(fMet),真核为甲硫氨酸(Met)起始时mRNA和rRNA的碱基配对mRNA上的SD序列（AAACAGGAGG）与核糖体的30s小亚基中的16SrRNA（UCCUCC）互补从而使使下游的AUG序列定位在P位上，起始肽链的合成。肽链合成和延伸（三个反应）（一）进位反应：密码子被识别，起始tRNA结合于P处，普通tRNA结合在A处（二）转位反应：氨基酸从A转移到P处，涉及肽链的形成（三）移位反应：tRNA和

3、mRNA相对核糖体的移动 共翻译转运和信号肽：蛋白质合成转运同时发生，转运信号也由mRNA编码，分泌蛋白质，多进入内质网。需要SRP（信号识别蛋白受体介导），与其受体DP形成复合物。信号肽N端有一个带正电的氨基酸，C端有数个极性氨基酸。翻译后转运和导肽：进入叶绿体和线粒体的蛋白是这种机制。导肽对这两种细胞器中蛋白质的跨膜与识别起重要作用。叶绿体的信号台有两部分，分别决定此蛋白能否进入叶绿体基质和类囊体。练习蛋白质的生物合成包括：_ _ _肽链合成和延伸的三个反应是：_ _ _原核生物蛋白合成起始tRNA是_，真核是_既能识别tRNA,又能识别氨基酸,对两者有高度专一性的酶是_关于SD序列，叙述

4、正确的是：A:富含嘧啶 B:富含嘌呤 C:富含稀有碱基 D:与mRNA配对第九章：原核生物表达调控乳糖操纵子表达调控分解代谢（Lac operon）一：结构:大肠杆菌的乳糖操纵子调控区包括调节基因I，启动基因P，操纵基因O，CAP结合位点.信息区由Z.Y.A三个基因串连在一起Z编码-半乳糖苷酶Y编码通透酶A编码乙酰基转移酶，I基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于转录失活状态。调节位点有： CAP.P.O.O为一种正读反渎都一样的回文序列，可结合蛋白质 二：阻遏蛋白的负性调节 在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。这是因为基因编码的阻遏蛋白与O序列结合，阻断了转录启动

5、。（但阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O序列解聚。因此，每个细胞中可能会有寥寥数分子半乳糖苷酶、通透酶生成。） 当有乳糖存在时，它经透酶催化、转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少数 -半乳糖苷酶催化，转变为别乳糖。这个别乳糖作为诱导剂结合阻遏蛋白，使阻遏蛋白与O序列分离，导致转录可以发生，使-半乳糖苷酶分子增加 1000倍。三：CAP的正性调节当没有葡萄糖及cAMP升高时,它与CAP结合,再一起结合在乳糖操纵子上的CAP结合位点上,促进RNA Pol与启动基因P结合,起始基因转录. 当葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。 由此可见，对乳

6、糖操纵子来说 CAP是正性调节因素，乳糖阻遏蛋白是负性调节因素。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节乳糖操纵子的表达。四：对调节机制的解释 大肠杆菌根据碳源性质选择代谢方式。 倘若有葡萄糖存在时，细菌优先选择葡萄糖供应能量。葡萄糖通过降低 cAMP浓度，阻碍cAMP与CAP结合而抑制乳糖操纵子转录，使细菌只能利用葡萄糖。 在没有葡萄糖而只有乳糖的条件下，阻遏蛋白与 O序列解聚，CAP结合cAMP后与乳糖操纵子的CAP位点，激活转录，使得细菌利用乳糖作为能量来源。半乳糖(gal operon)，阿拉伯糖(ara operon)，色氨酸操纵子(Try operon)_特殊的地方半乳糖操纵子

7、:结构:调节基因R_(距离很远)_P1_P2_OE_O1_E_T_K>使半乳糖变为葡萄糖-1-磷酸 双启动子重叠双操纵基因无35顺序O(E)在CAP位点内,很必须,共同产物UDP-Gal涉及胞壁的合成,表面异构酶负责把UDP-Gal变为UDP-Glu.半乳糖作为碳源和细胞壁合成物质正负调控阿拉伯糖操纵子:结构:调节基因C_O2_01_I_B_A_D>无葡萄糖时降解阿拉伯糖供代谢利用. 正负调控两个启动子双向转录Pc与Pbad,是调节子Pc与O1重叠,CRP结合位点位于O1与I之间缺少阿拉伯糖时，单纯C蛋白结合于O1起阻遏作用（环结构）。当C蛋白变为诱导型Cind时（CAP-cAMP

8、和阿拉伯糖存在时）,Cind结合于I使RNA Pol结合于Pbad转录BAD三个基因.P220结构图色氨酸操纵子为合成代谢。其余为分解代谢，受葡萄糖水平影响，都有CAP位点（葡萄糖与cAMP作用）色氨酸操纵子:R_(很远)_P_O_L_E_D_C_B_A.阻遏型操纵子,用于色氨酸合成时的五步反应中五种酶的合成,所以其结构基因有5个,A.B.C.D.E.调节基因R距离后面基因簇很远,其产物被称为辅阻遏蛋白.当色氨酸合成过多时,就作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白形成阻遏蛋白,结合在操纵基因O上,抑制转录.操纵基因O在启动子P内.O后为RNA Pol结合位点,在后面是一段L_Leader前导序列,可被翻译.

9、最后,L还有个弱化序列,当色氨酸太多时,这部分序列形成一个弱化子结构,使得RNA Pol脱落终止转录.P211图衰减子，弱化子弱化作用弱化区域在第一个结构基因E与启动子P之间,具体点说在L内,色氨酸浓度很高时, 这部分序列形成一个弱化子结构茎环结构（34配对）,使得RNA Pol脱落终止转录,是色氨酸操纵子中除了阻遏作用外另一种转录终止形式阻遏作用只能使转录不起始，对于已经转录的，只能通过弱化作用使它停顿下来。阻遏作用的信号是胞内色氨酸的多少，弱化的信号是细胞内载有色氨酸tRNA的多少，它通过前导肽的翻译来控制转录的进行。阻遏物从有活性向无活性转变较慢,弱化子是一个迅速做出反应的系统.不过阻遏

10、系统在大量外源色氨酸存在时，可以阻止非必需先导mRNA合成，使系统更加经济。弱化作用必须具备的三个条件 核糖体暂停位置决定了茎环结构形成方式，从而控制转录终止，因此转录与翻译相偶联,所以在真核中不存在。 要有四组配对区1，2，3，4。3-4配对时产生终止结构。 前导序列L要有相应的氨基酸密码子2个色氨酸密码子。DNA重排对转录起始的调控真核中有免疫球蛋白以及酵母交配型的转变原核中Mu噬菌体的重排和沙门氏细菌的相变。沙门氏菌通过启动子方向的改变来调节不同鞭毛蛋白的合成，当H2型蛋白表达时，还形成一种抑制H1表达的阻遏蛋白。而Mu噬菌体右端有3KB的“G”倒位片段，根据其方向的不同可分为G+与G-

11、，这两种方向产生的转录产物决定Mu噬菌体吸附在哪种大肠杆菌上。反义mRNA的调控与mRNA互补的一段RNA，可以和靶核苷酸序列或靶分子部分区域形成双链阻碍靶基因的表达，叫反义调控。而在真核中，往往把这段序列插入在重组载体的启动子下游，这叫反义技术，是一种任意关闭某些基因表达的有效方法。来研究基因的表达调控，或锥虫病的治疗或蔬果保鲜与新品种的繁育。翻译的终止反应调控（严谨反应）细菌碰到贫瘠的环境如氨基酸的全面匮乏时，会有空载tRNA的产生，再诱导鸟苷四磷酸（ppGpp）和鸟苷五磷酸（pppGpp）的产生，这两种物质也称魔斑，能影响一大堆操纵子的活性（通过改变启动子与RNA Pol的专一性结合），

12、从而使很多不特别必须的基因不转录。为节省储藏物而降代谢水平到最低，度过困难时期。练习：1：基因表达的产物是A:DNA B:RNA C:蛋白质 D:RNA与蛋白质2：目前认为基因表达调控的主要环节是A:基因激活 B:转录起始 C:转录后加工 D：翻译后加工3：乳糖操纵子直接诱导物为A:B-半乳糖苷酶 B：葡萄糖 C:乳糖 D:别乳糖4：乳糖操纵子的表达中，乳糖作用为A:作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合形成阻遏蛋白（色氨酸）B:作为阻遏物结合操纵区C:使阻遏物变构失去结合DNA的能力D:引物5：葡萄糖可参与乳糖操纵子代谢阻遏的原因是A:葡萄糖也是B-半乳糖苷酶的底物B:乳糖分解产生葡萄糖，所以葡萄糖可

13、作为细胞内乳糖水平正常的信号。6：Lac阻遏蛋白由编码？A:Z基因 B:Y基因 C:A基因 D:I基因7：一些复杂的生命过程，如固氮反应，鞭毛合成，多基因如何进行调控？A:多个操纵子受到同步诱导B:按一定顺序级联合成因子，依次启动基因转录8：SD序列是指A:mRNA起始密码上游的一段序列，负责与核糖体结合B:16SrRNA富含嘧啶序列的互补序列9：ppGpp在何种情况下被合成A:细菌缺乏氮源时B:缺乏C源C:温度太高10直接参与乳糖操纵子的有A:I基因编码的蛋白 B:Z基因编码蛋白 C:别乳糖 D:CAP第十章：真核表达调控真核与原核表达调控特点的区别原核：调控发生在转录水平上，有正控（激活蛋

14、白结合启动子P）和负控（阻遏蛋白结合操作基因O后转录）主要特点为因子决定RNA Pol的识别特异性操纵子模型的普遍存在，成群操纵子形成调节子，协同调控，形成整体调控模式SOS反应阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性真核：多层次调节，有瞬时的可逆调控，有贯穿整个发育途中的不可逆调控（精髓部分）。主要特点为无操纵子，RNA Pol有三种，其中类转录蛋白质基因基因激活时，活性染色质的变化（组蛋白乙酰化，DNA碱基甲基化的变化，拓扑异构变化，对DNase敏感了）转录与翻译不欧联正调控为主：真核RNA Pol对启动子P亲和力小，必须依赖激活蛋白作用（TF?）转录后修饰加工更复杂个体发育复杂。但受环境影响小。真核基

15、因组较大，出现调节蛋白在DNA上的非特异性结合的问题；解决办法是使用多个调控蛋白，而用多种蛋白质调控一个基因的表达，必须都是正调控DNA水平上的调控（染色体重排酵母交配型的转变，免疫球蛋白的重排）免疫球蛋白IgG基因许多片段发生重排，为免疫球蛋白分子的多样性奠定了基础,有重链的重排和轻链的重排染色质水平的调控（异染色质化） 染色质可被分为常染色质和凝聚的异染色质,异染色质又可分为一直凝聚的组成性异染色质,如端粒,着丝粒,和特定时期才凝聚的兼性异染色质.雌性哺乳动物中也存在随机一条X染色体上的部分基因异染色质化失活-失活的X染色体称之为巴氏小体.对于男性,这是一种剂量补偿.在子细胞中,仍然失活,

16、但在生殖细胞形成时恢复. DNA甲基化DNA甲基化后失活,甲基化主要有5-甲基胞嘧啶(C),N6-甲基腺嘌呤(A),和7-甲基鸟嘌呤. 5-甲基胞嘧啶(C)主要发生在GpC岛上和GpXpC中.甲基化导致了DNA构象改变从而影响了蛋白质的结合效率.组蛋白的乙酰化组蛋白进化保守.组蛋白可被乙酰化修饰,( 组蛋白N端尾部，尤其是H3和H4的修饰)使与其结合的DNA链变松,这样DNA链才能与RNA Pol和调节蛋白作用.所以组蛋白实际上是一种抑制基因的负调控因子.组蛋白乙酰化貌似是扩大活性基因功能区.在这当中是组蛋白乙酰化酶在起作用HAT.组蛋白H4的去乙酰化是雌性哺乳动物一条X染色体失活的原因之一.增强子_一种顺式元件,增强启动子效率1、增强效应十分明显。2、增强效应与其位置和取向无关。（5-3=3-5）3、大多为重复序列，一般长约50bp。4、 增强效应有严密的组织和细胞特异性。5、 没有基因专一性。6、 许多增强子还受外部信号的调控。反式作用因子与顺式作用因子(启动子等)结合发挥作用,可正控和负控.真核反式作用因子通常为转录因子,有DNA结合域,转录功能域和其他转录因子结合域.DNA结合域有5个 螺旋-转角-螺旋:HTH, 两个螺旋和将其隔开的-转角，-螺旋插入大沟。 锌指: 长约30个氨基酸，其中4个残基（2个cys，2his)