《色氨酸操纵子》教学课件

第四节色氨酸操纵子〔Trpoperon〕内容提要：色氨酸操纵子的构造色氨酸操纵子的阻遏调控机制色氨酸操纵子的弱化调控机制1第四节色氨酸操纵子〔Trpoperon〕内容提要：1一、色氨酸操纵子的构造

调控基因构造基因

催化从分支酸到合成色氨酸所需的酶

trpRtrp2一、色氨酸操纵子的构造

调控基因33乳糖操纵子的根本构造与调控原理4乳糖操纵子的根本构造与调控原理4特点:(1)trpR和trpABCDE不连锁；(2)操纵基因〔操作子〕和启动子局部重叠(3)有衰减子(attenuator)/弱化子(4)启动子和构造基因不直接相连，二者被前导序列(Leader)所隔开5特点:5二、trp操纵子的阻遏系统低Trp时：阻遏物不结合操纵基因;高Trp时：阻遏物+Trp结合操纵基因6二、trp操纵子的阻遏系统低Trp时：6TrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调节区构造基因RNA聚合酶RNA聚合酶?色氨酸的调节转录衰减色氨酸操纵子7TrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调三、trp操纵子的弱化机制衰减子〔attenuator〕/弱化子前导序列〔leadersequence〕8三、trp操纵子的弱化机制衰减子〔attenuator〕/1、衰减子/弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列〔123-150区〕。123~15091、衰减子/弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环构造，有典型的终止子特点。10研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我11112、前导序列：在trpmRNA5‘端trpE基因的起始密码

前一个长162bp的mRNA片段。122、前导序列：在trpmRNA5‘端trpE基因的起始密码1313UUUU……UUUU……调节区结构基因trpROP前导序列衰减子区域UUUU……前导mRNA1234衰减子结构

第10、11密码子为trp密码子终止密码子14aa前导肽编码区:

包含序列1形成发夹构造能力强弱：序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密码子

UUUU……12233414UUUU……UUUU……调节区结构基因trpROP前导序UUUU……34UUUU3’34核糖体前导肽前导mRNA1.当色氨酸浓度高时转录衰减机制125’trp密码子衰减子构造就是终止子可使转录前导DNAUUUU3’RNA聚合酶终止15UUUU……34UUUU3’34核糖体前导肽前导mRNUUUU……342423UUUU……核糖体前导肽前导mRNA15’trp密码子

结构基因前导DNARNA聚合酶2.当色氨酸浓度低时Trp合成酶系相关构造基因被转录序列3、4不能形成衰减子构造16UUUU……342423UUUU……核糖体前导肽前导mRLowTrpHighTrp17LowTrpHighTrp17弱化机制18弱化机制18高Trp时：Trp-tRNATrp存在核糖体通过片段1(2个Trp密码子)封闭片段2

片段3，4形成发夹构造类似于不依赖ρ因子的转录终止序列RNA聚合酶停顿转录,产生衰减子转录产物转录、翻译偶联,产生前导肽19高Trp时：Trp-tRNATrp存在转录、翻译偶联,产低Trp时：Trp-tRNATrp没有供给核糖体翻译停顿在片段1〔2个Trp密码子〕片段2，3形成发夹构造

转录不终止RNA聚合酶继续转录20低Trp时：Trp-tRNATrp没有供给20细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的缺乏，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号那么是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进展，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，表达着生物体内周密的调控作用。21细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的缺乏，因为阻遏作用只能色氨酸操纵子的调控机制阻遏调控弱化〔衰减调控〕●前导序列L含有四段特殊序列，序列1前有一段前导肽。其10-11位是连续的色氨酸；●序列2-3或3-4可形成茎环构造，3-4之间的茎环构造是一个转录终止子构造〔衰减子〕●Trp缺乏时，核糖体的翻译停滞在11-12位色氨酸密码处，序列2-3形成茎环构造，3-4就不能形成终止子，构造基因转录继续进展。反之，停顿。22色氨酸操纵子的调控机制阻遏调控22重点色氨酸操纵子的阻遏调控机理色氨酸操纵子的衰减〔弱化〕调控机理23重点23第四节色氨酸操纵子〔Trpoperon〕内容提要：色氨酸操纵子的构造色氨酸操纵子的阻遏调控机制色氨酸操纵子的弱化调控机制24第四节色氨酸操纵子〔Trpoperon〕内容提要：1一、色氨酸操纵子的构造

调控基因构造基因

催化从分支酸到合成色氨酸所需的酶

trpRtrp25一、色氨酸操纵子的构造

调控基因263乳糖操纵子的根本构造与调控原理27乳糖操纵子的根本构造与调控原理4特点:(1)trpR和trpABCDE不连锁；(2)操纵基因〔操作子〕和启动子局部重叠(3)有衰减子(attenuator)/弱化子(4)启动子和构造基因不直接相连，二者被前导序列(Leader)所隔开28特点:5二、trp操纵子的阻遏系统低Trp时：阻遏物不结合操纵基因;高Trp时：阻遏物+Trp结合操纵基因29二、trp操纵子的阻遏系统低Trp时：6TrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调节区构造基因RNA聚合酶RNA聚合酶?色氨酸的调节转录衰减色氨酸操纵子30TrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调三、trp操纵子的弱化机制衰减子〔attenuator〕/弱化子前导序列〔leadersequence〕31三、trp操纵子的弱化机制衰减子〔attenuator〕/1、衰减子/弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列〔123-150区〕。123~150321、衰减子/弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环构造，有典型的终止子特点。33研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我34112、前导序列：在trpmRNA5‘端trpE基因的起始密码

前一个长162bp的mRNA片段。352、前导序列：在trpmRNA5‘端trpE基因的起始密码3613UUUU……UUUU……调节区结构基因trpROP前导序列衰减子区域UUUU……前导mRNA1234衰减子结构

第10、11密码子为trp密码子终止密码子14aa前导肽编码区:

包含序列1形成发夹构造能力强弱：序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密码子

UUUU……12233437UUUU……UUUU……调节区结构基因trpROP前导序UUUU……34UUUU3’34核糖体前导肽前导mRNA1.当色氨酸浓度高时转录衰减机制125’trp密码子衰减子构造就是终止子可使转录前导DNAUUUU3’RNA聚合酶终止38UUUU……34UUUU3’34核糖体前导肽前导mRNUUUU……342423UUUU……核糖体前导肽前导mRNA15’trp密码子

结构基因前导DNARNA聚合酶2.当色氨酸浓度低时Trp合成酶系相关构造基因被转录序列3、4不能形成衰减子构造39UUUU……342423UUUU……核糖体前导肽前导mRLowTrpHighTrp40LowTrpHighTrp17弱化机制41弱化机制18高Trp时：Trp-tRNATrp存在核糖体通过片段1(2个Trp密码子)封闭片段2

片段3，4形成发夹构造类似于不依赖ρ因子的转录终止序列RNA聚合酶停顿转录,产生衰减子转录产物转录、翻译偶联,产生前导肽42高Trp时：Trp-tRNATrp存在转录、翻译偶联,产低Trp时：Trp-tRNATrp没有供给核糖体翻译停顿在片段1〔2个Trp密码子〕片段2，3形成发夹构造

转录不终止RNA聚合酶继续转录43低Trp时：Trp-tRNATrp没有供给20细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的缺乏，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号那么是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进展，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，表达着生物体内周密的调控作用。44细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的缺乏，因为阻遏作用只能色氨酸操纵子的调