朱玉贤分子生物学第章原核基因表达调控

第九章原核核基因表达调控ControllingoftheGeneExpressionofProkaryote本文档共133页；当前第1页；编辑于星期一\16点19分Contents第一节基因表达调控概述

第二节乳糖操纵子的调控模式

第三节色氨酸操纵子的调控模式第四节

其他操纵子的调控机制

第五节

小分子RNA的调节

第六节

原核生物的转录后调控

本文档共133页；当前第2页；编辑于星期一\16点19分第一节基因表达调控概述基因表达(geneexpression)--基因转录及翻译的过程。rRNA、tRNA的合成属于基因表达中心法则(thecentraldogma)：为什么基因功能要调控？本文档共133页；当前第3页；编辑于星期一\16点19分

基因表达的时间性和空间性时间特异性某一基因的表达严格按特定的时间顺序发生

Hb(hemoglobin)ζ2ε2→α2γ2→α2β2α2γ22%97%1%

α-样亚基

β-样亚基本文档共133页；当前第4页；编辑于星期一\16点19分Eachoftheα-likeandβ-likeglobingenefamiliesisorganizedintoasingleclusterthatincludesfunctionalgenesandpseudogenes.本文档共133页；当前第5页；编辑于星期一\16点19分空间特异性(spatialspecificity)在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现同形异位现象(homeosis):果蝇头部长触角部位长出脚来同形异位盒基因(homeobox):高度保守的一段核苷酸序列（180bp）,控制胚胎发育的基因本文档共133页；当前第6页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第7页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第8页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第9页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第10页；编辑于星期一\16点19分遗传信息表达的方式组成型表达（constitutiveexpression）Housekeepinggene诱导型表达（inducibleexpressionbysignalingmolecular）Luxurygene顺、反因子间互作方式的基因表达调控Epistasiseffect本文档共133页；当前第11页；编辑于星期一\16点19分

原核生物对环境的适应，相关的应答真核生物的细胞分化,组织特化,个体发育以及环境对个体表型的影响都是基因表达的结果

基因表达的调控涉及RNA转录的开/关，数量，选择性加工蛋白质翻译速率，数量，加工与降解和分泌…本文档共133页；当前第12页；编辑于星期一\16点19分原核生物与真核生物基因

表达调控机制具有惊人的相似性共同的起源与共同的分子基础调控机理上调控层次上核酸分子间的互作核酸与蛋白质分子间的互作蛋白质分子间的互作transcriptionallevelpost—transcriptionalleveltranslationallevelpost—translationallevel本文档共133页；当前第13页；编辑于星期一\16点19分转录水平上的调控是最为经济,

灵活，又是最为重要，复杂的调控在复杂的基因组内，确定需要基因转录的起始位点

精细调节基因表达的水平,以保证生物体对环境的适应cisfactor&transfactor间严格而又灵活的互作保证RNApolymerase的进行式转录（不中断，准确终止）本文档共133页；当前第14页；编辑于星期一\16点19分第二节原核基因调控机制内容提要：操纵子学说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

本文档共133页；当前第15页；编辑于星期一\16点19分一、操纵子学说1、操纵子模型的提出1940年，Monod发现细菌的“二次生长曲线”。本文档共133页；当前第16页；编辑于星期一\16点19分1951年，Monod与Jacob合作，发现两对基因：Z基因：与合成β-半乳糖苷酶有关；I基因：决定细胞对诱导物的反应。Szilard：I基因决定阻遏物的合成，当阻遏物存在时，酶无法合成，只有有诱导物存在，才能去掉该阻遏物。

Jacob：结构基因旁有开关基因（操纵基因），阻遏物通过与开关基因的结合，控制结构基因的表达。本文档共133页；当前第17页；编辑于星期一\16点19分乙酰基转移酶半乳糖苷透性酶ß-半乳糖苷酶操纵子2、乳糖操纵元结构调节基因本文档共133页；当前第18页；编辑于星期一\16点19分ControlelementStructuralgenes调节蛋白

→结构基因不转录诱导物

→结构基因转录本文档共133页；当前第19页；编辑于星期一\16点19分调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控二、原核基因调控机制的类型与特点

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：正转录调控和负转录调控本文档共133页；当前第20页；编辑于星期一\16点19分可诱导调节：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

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：本文档共133页；当前第21页；编辑于星期一\16点19分调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白诱导物mRNA酶蛋白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。本文档共133页；当前第22页；编辑于星期一\16点19分例：色氨酸操纵子、合成代谢蛋白的基因调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白调节基因操纵基因结构基因辅阻遏物辅阻遏物（corepressor）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。可阻遏调节本文档共133页；当前第23页；编辑于星期一\16点19分负转录调控系统又可分为：负控诱导：阻遏蛋白+诱导物→结构基因转录；负控阻遏：阻遏蛋白+辅阻遏物→结构基因不转录。本文档共133页；当前第24页；编辑于星期一\16点19分正控系统又可分为：正控诱导：诱导物的存在使激活蛋白处于活性状态；正控阻遏：辅阻遏物的存在使激活蛋白处于非活性状态。本文档共133页；当前第25页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第26页；编辑于星期一\16点19分第三节乳糖操纵子(lacoperon)内容提要：乳糖操纵子的结构酶的诱导——lac体系受调控的证据乳糖操纵子调控模型影响因子Lac操纵子中的其他问题本文档共133页；当前第27页；编辑于星期一\16点19分一、乳糖操纵子的结构lacI,1045bp，独立PiP,82bp，－82～＋1O,35bp，－7～＋28lacZYA本文档共133页；当前第28页；编辑于星期一\16点19分二、酶的诱导现象β-半乳糖苷酶本文档共133页；当前第29页；编辑于星期一\16点19分分解底物的酶只有在底物存在时才出现！无乳糖时，几个β-gal/cell

加入乳糖时，5000个酶分子再去掉乳糖，lacmRNA下降

乳糖能激发lacmRNA的合成

乳糖的诱导作用是由酶前体转化而来，还是诱导新酶合成？培养基（35S-aa,无乳糖）→E.coli繁殖→培养基（无35S-aa,加入乳糖）→β-gal(无35S)本文档共133页；当前第30页；编辑于星期一\16点19分三、调控机理本文档共133页；当前第31页；编辑于星期一\16点19分体外结合竞争实验:

阻遏物＋RNApol,off

RNApol＋阻遏物，on1.阻遏状态本文档共133页；当前第32页；编辑于星期一\16点19分2诱导状态诱导物诱导作用：在可诱导的操纵元中，加入对基因表达有调节作用的小分子后，开启基因的转录活性本文档共133页；当前第33页；编辑于星期一\16点19分3诱导物不是乳糖！生成lac诱导物乳糖代谢Allolctose异构乳糖别乳糖细胞内β-半乳糖苷酶来源?本文档共133页；当前第34页；编辑于星期一\16点19分4、gratuitousinducer

安慰诱导物

义务诱导物可诱导半乳糖苷酶产生，但不是其底物IPTG，异丙基硫半乳糖苷X-gal,5-溴-4-氯-3-吲哚-β-半乳糖（发色底物）在研究诱导作用时，很少使用乳糖本文档共133页；当前第35页；编辑于星期一\16点19分β-半乳糖苷酶去阻遏葡萄糖+别乳糖β-半乳糖苷酶IPTG不是β-半乳糖苷酶可切割的底物本文档共133页；当前第36页；编辑于星期一\16点19分四、阻遏蛋白的作用机制1、阻遏蛋白结构38KD，4聚体，一个亚基结合一个IPTG分子lacI

组成型转录

Pi弱启动子，

5－10个／cell具有二重性阻止转录（与lacO结合）开始转录（与诱导物结合）本文档共133页；当前第37页；编辑于星期一\16点19分

阻遏蛋白的结构域

头段：-NH2端，lacO结合区（大沟）

绞链区：

核心段：诱导物结合-COOH：两组亮氨酸拉链，形成四聚体。本文档共133页；当前第38页；编辑于星期一\16点19分4个亚基的核心片段接触形成四聚体本文档共133页；当前第39页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第40页；编辑于星期一\16点19分阻遏蛋白单体的结构本文档共133页；当前第41页；编辑于星期一\16点19分对称轴，+11对称序列，6bp2、阻遏蛋白的结合位点－－lacO的结构本文档共133页；当前第42页；编辑于星期一\16点19分3、组成型突变：lacOc

→cis-dominant本文档共133页；当前第43页；编辑于星期一\16点19分组成型突变：

lacI-lacI-/lacI细胞表型？

本文档共133页；当前第44页；编辑于星期一\16点19分3、不可诱导突变（超阻遏）：lacIs本文档共133页；当前第45页；编辑于星期一\16点19分等位基因间的互补（interalleliccomplementation）。负的互补（negativecomplementation）

lacI-d的产物和lacI+的产物组成多聚体时，阻遏蛋白无活性。反式显性（trans-dominant）显性失活（dominantnegatives）本文档共133页；当前第46页；编辑于星期一\16点19分Mutationsmaptheregionsofthelaclgeneresponsiblefordifferentfunctions.TheDNA-bindingdomainisidentifiedbylacI-dmutationsattheN-terminalregion;lacl-mutationsunabletoformtetramersarelocatedbetweenresidues220-280.OtherlacI-mutationsoccurthroughoutthegene.lacIsmutationsoccurinregularlyspacedclustersbetweenresidues62-300.

本文档共133页；当前第47页；编辑于星期一\16点19分4、阻遏蛋白对RNApol功能的影响阻遏蛋白和RNApol可同时与DNA结合

RNApol与启动子结合的平衡常数1.9×107

有阻遏蛋白时,2.5×109结合着的RNApol不能转录.但加入诱导物后,释放出阻遏蛋白,变为开放型启动子复合物.阻遏蛋白实际上使RNApol贮存在启动子上。这一模式是否存在于其它操纵元系统中？本文档共133页；当前第48页；编辑于星期一\16点19分+glucose-glucoseTime(hr)Unitsof-galactosidase+lactoseGlucoseadded五、lacoperon的正调控

诱导物引起的阻遏物失活效应仅去掉阻遏物并不能启动lac基因表达,有其它因素参与1、代谢物阻遏效应

实验：在lac＋Glu培养上E.coli只利用G，只有G耗尽时，才会利用lac葡萄糖抑制lacmRNA的转录：本文档共133页；当前第49页；编辑于星期一\16点19分葡萄糖对lac操纵元表达的抑制是间接的乳糖的降解是通过cAMP与CAP结合起作用的CAP,cataboliteactivatorprotein

由crp编码（1）它可能直接和RNAPol相互作用；（2）作用于DNA，改变其结构，从而帮助RNAPol结合。本文档共133页；当前第50页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第51页；编辑于星期一\16点19分++++转录无葡萄糖，cAMP浓度高时促进转录有葡萄糖，cAMP浓度低时不促进转录ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP2、CAP的正调控ATP腺甘酸环化酶cAMP（环腺甘酸）

本文档共133页；当前第52页；编辑于星期一\16点19分协调调节（负性调节与正性调节协调合作）结论：lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖本文档共133页；当前第53页；编辑于星期一\16点19分TheLacOperon:

WhenGlucoseIsPresentButNotLactoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRNAPol.RepressorRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveComeon,letmethroughNowayJose!CAP本文档共133页；当前第54页；编辑于星期一\16点19分TheLacOperon:

WhenLactoseIsPresentButNotGlucoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveCAPcAMPLacRepressorRepressorXThislactosehasbentmeoutofshapeCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RNAPol.Yipee…!本文档共133页；当前第55页；编辑于星期一\16点19分TheLacOperon:

WhenNeitherLactoseNorGlucoseIsPresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingCAPcAMPCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveRepressorSTOPRighttherePolymeraseAlright,I’mofftotheraces...Comeon,letmethrough!本文档共133页；当前第56页；编辑于星期一\16点19分3、CAP结合位点CAP为二聚体，45KD，被cAMP激活结合位点～22bpI-70~-50II-50~-40ARⅠARⅡ本文档共133页；当前第57页；编辑于星期一\16点19分由于序列的差异，使不同基因受cAMP激活的水平不同结合位点序列保守本文档共133页；当前第58页；编辑于星期一\16点19分4、CAP的结合对DNA构型的影响DNA弯曲弯曲点位于CAP结合位点二重对称的中心弯曲使CAP能与启动子上的RNApol接触本文档共133页；当前第59页；编辑于星期一\16点19分（1）CAP结合位点与转录起始点的位置CAP与转录起始点的距离，相距数个整双螺旋CAP结合位点在启动子的上下游，都能发挥作用5、CAP对转录的影响本文档共133页；当前第60页；编辑于星期一\16点19分（2）基因转录对cAMP—CAP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II附近的富含GC区域双螺旋结构稳定性降低，因而-10区的熔解温度降低，促进开放型启动子复合物的形成本文档共133页；当前第61页；编辑于星期一\16点19分（3）CAP激活转录的方式CAP直接作用于RNApolα亚基缺失RNApolα亚基的—C末端时，失去受CAP激活的能力作用于DNA，改变其结构本文档共133页；当前第62页；编辑于星期一\16点19分6.3.6lacoperon的其它问题lacoperon的功能是在正负两个调控体系的协调作用(coordinateregulation)下实现的。阻遏蛋白封闭转录时，CAP不发挥作用；如没有CAP加强转录，即使阻遏蛋白从P上解聚仍无转录活性CAP组成型合成，所以cAMP－CAP复合物取决于cAMP含量腺苷酸环化酶位于细胞膜上，其活性与葡萄糖运输的酶有关，因此cAMP－CAP调控乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等糖类代谢有关的酶降解物敏感型操纵元：只要有葡萄糖存在，这些操纵元就不表达

本文档共133页；当前第63页；编辑于星期一\16点19分2.A基因及其生理功能编码B-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！生理意义：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，抑制细胞生长。半乳糖苷乙酰化后，即无毒.所以lacA虽不在乳糖降解中起作用，但可抑制有害物质的积累3.lac基因产物数量，1：0.5：0.2

不同酶的数量差异,是由于在翻译水平上的调节.方式有二:核糖体脱离:多顺反子的差别性翻译

内切酶作用:在lacmRNA分子内部，a基因比z基因更易受内切酶作用本文档共133页；当前第64页；编辑于星期一\16点19分4、操纵子的融合与基因工程POZYAtsxPOpur结构基因缺失lacoperonpuroperon本文档共133页；当前第65页；编辑于星期一\16点19分Summary本文档共133页；当前第66页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第67页；编辑于星期一\16点19分SummaryoflacoperonregulationGlucosecAMPLactoseTranscriptionoflacmRNAHighLowPresentlowrateofexpressionHighLowAbsentessentiallynoneLowHighAbsentessentiallynoneLowHighPresenthighrateofexpression本文档共133页；当前第68页；编辑于星期一\16点19分6.4色氨酸操纵子（trpoperon）内容提要：色氨酸操纵子的结构色氨酸操纵子的阻遏系统色氨酸操纵子的弱化机制本文档共133页；当前第69页；编辑于星期一\16点19分生物细胞中的氨基酸合成，也受操纵元的调节。细胞需要某种氨基酸时，其基因即表达，不需要时基因关闭，达到经济的原则。本文档共133页；当前第70页；编辑于星期一\16点19分

色氨酸操纵子的结构

调控基因结构基因

催化分枝酸转变为色氨酸

的酶

trpRtrp本文档共133页；当前第71页；编辑于星期一\16点19分磷本文档共133页；当前第72页；编辑于星期一\16点19分特点:(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)所隔开本文档共133页；当前第73页；编辑于星期一\16点19分6.4.2Trpoperon的阻遏系统（1）TrpR四聚体本文档共133页；当前第74页；编辑于星期一\16点19分阻遏蛋白＋trp

→

有活性的阻遏物SNE299＋trpO→不转录本文档共133页；当前第75页；编辑于星期一\16点19分（2）阻遏蛋白的结合位点

trpO-21~+1，反向重复序列trpP-40~+18活性阻遏物与trpO的结合与RNApol与启动子的结合发生竞争本文档共133页；当前第76页；编辑于星期一\16点19分（3）阻遏系统主管转录是否启动，在缺乏Trp时，mRNA起始合成，但不能自动延伸，一般在trpE之前终止转录粗调开关本文档共133页；当前第77页；编辑于星期一\16点19分6.4.3弱化作用（attenuation）（1）弱化子，衰减子，α前导RNA，140bpα本文档共133页；当前第78页；编辑于星期一\16点19分弱化子，衰减子，α本文档共133页；当前第79页；编辑于星期一\16点19分序列分析发现，其中4个片段进行配对，形成不同的二级结构Terminator本文档共133页；当前第80页；编辑于星期一\16点19分

S312POE4321LDNARNAATGTGA2trpcodons1432（2）前导肽14aa本文档共133页；当前第81页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第82页；编辑于星期一\16点19分（3）转录弱化作用LackoftrpLackofaminoacyltRNARibosomepauseattrpcodons,occludingsequence1Form2:3hairpinanti-terminator

TranscriptionintotrpEandbeyond本文档共133页；当前第83页；编辑于星期一\16点19分HightrpTrpisinsertedatthetrpcodonsTranslatetotheendofleadermessageRibosomeoccludesequence2Terminatetranscriptionat(3:4formterminator)本文档共133页；当前第84页；编辑于星期一\16点19分弱化子对转录调控的关键空间结构，10thand11thcodonsencodetrpresidues(rareAA)时间，核糖体停顿在2个Trp密码子上时，产生延宕，此时4区未转录出来Theleaderpeptideistodeterminertrpavailabilityandtoregulatetranscriptiontermination14–amino-acid(encodedby27-68oftheleaderRNAsummary本文档共133页；当前第85页；编辑于星期一\16点19分6.4.4阻遏作用与弱化作用的协调阻遏效率启动子的转录起始频率在R+和R-相差70倍弱化作用

trp存在时，约有10％的RNApol侥幸转录

-trp

活性阻遏物－－－－→无活性阻遏物

←－－－－

+trptrp操纵子具有双重调节体系？本文档共133页；当前第86页；编辑于星期一\16点19分Negative—repressibleoperon可以被最终合成产物所阻遏RPOleadingseq.EDCBAtrp+为什么需要阻遏体系？当大量Trp存在时，阻遏系统起作用。阻遏物与之结合，阻止先导mRNA合成。

经济本文档共133页；当前第87页；编辑于星期一\16点19分仅有少量trp时，RNApol启动，但在L.S.处脱落，转录中断RPOleadingseq.EDCBA少量trp+不足以结合

O

位点为什么需要弱化系统？当trp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trp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Trp水平。本文档共133页；当前第88页；编辑于星期一\16点19分6.4.5细菌演化出弱化系统的生物学意义通过tRNA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tRNA荷载为标准进行调控更为恰当两个调控系统，避免浪费提高效率阻遏系统高水平trp时，不转录低水平trp时，转录至LS

弱化系统细调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本文档共133页；当前第89页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第90页；编辑于星期一\16点19分6.5其他操纵子6.5.1半乳糖操纵子(galactoseoperon)异构酶(galE)乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galT)

半乳糖激酶(galk)。本文档共133页；当前第91页；编辑于星期一\16点19分gal操纵子的特点：①它有两个启动子，其mRNA可从两个不同的起始点开始转录；②它有两个O区，一个在P区上游，另一个在结构基因galE内部。本文档共133页；当前第92页；编辑于星期一\16点19分

阿拉伯糖操纵子（arabinoseoperon)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。

本文档共133页；当前第93页；编辑于星期一\16点19分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)。本文档共133页；当前第94页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第95页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第96页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第97页；编辑于星期一\16点19分

阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答SOS反应的机理：由RecA蛋白和LexA阻遏物的相互作用引起的。LexA阻遏物：是SOSDNA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得到修复本文档共133页；当前第98页；编辑于星期一\16点19分6.6.1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）-AUG6.6转录后水平上的调控本文档共133页；当前第99页；编辑于星期一\16点19分6.6.2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本文档共133页；当前第100页；编辑于星期一\16点19分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37621σ亚基26740DnaG蛋白363232细胞内对应于稀有密码子的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。本文档共133页；当前第101页；编辑于星期一\16点19分6.6.3重叠基因对翻译的影响本文档共133页；当前第102页；编辑于星期一\16点19分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--CUAUG

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。本文档共133页；当前第103页；编辑于星期一\16点19分

反义RNA（antisenseRNA）的调节作用干扰mRNA的互补RNA,可作为调节物质？！本文档共133页；当前第104页；编辑于星期一\16点19分可与mRNA结合，结合位点是S-D,AUG,部分N端密码子与RNA形成双螺旋结构，作为内切酶底物与转录产物结合，使转录提前终止可以抑制基因的转录、RNA产物的加工或mRNA的翻译在细胞核和细胞质中都可以发生本文档共133页；当前第105页；编辑于星期一\16点19分可以与靶RNA形成双链体双链体阻遏翻译起始，引起转录终止，或产生核酸内切酶的作用位点在细胞核和细胞质中都可以发生小RNA分子的翻译调节本文档共133页；当前第106页；编辑于星期一\16点19分Ecoli中外膜蛋白ompF的表达调控λ噬菌体，cII蛋白抑制晚期基因转录Tn10中转座酶翻译的调节本文档共133页；当前第107页；编辑于星期一\16点19分DNAanti-bfr基因bfr基因anti-bfrRNAbfrmRNARNARNA细菌铁蛋白不存在anti-bfrRNAbfrRNA失活bfr编码细菌铁蛋白，正常转录mRNA其转录受到Fur蛋白的调节(Fur蛋白感受铁离子的变化)例，细菌铁蛋白用来储存细胞中过剩的铁离子培养基铁离子浓度高时，需要细菌铁蛋白本文档共133页；当前第108页；编辑于星期一\16点19分Ecoli中ompF

基因的翻译调节Env，编码渗透压感受器的受体蛋白ompC低渗时，ompC关闭，ompF增加高渗时，ompC增加，ompF下降ompC与ompF是外膜蛋白，受培养基渗透压的调节本文档共133页；当前第109页；编辑于星期一\16点19分本文档共133页；当前第110页；编辑于星期一\16点19分6.6.5RNAinterference

——GenesilencingbydsRNA植物：cosuppression(RichJorgensen,early90sin20thcentury)真菌：quelling(Cogonietal,1994)动物：RNAinterferingGuoandKemphues(1994):向秀丽线虫注射par-1基因的antisenseRNA，结果减弱了此基因的表达。但是，对照组注射senseRNA，也得到同样结果？！（1）ThediscoveryofRNAi本文档共133页；当前第111页；编辑于星期一\16点19分Double-strandedRNAinjectC.elegansNeg.control

UninjectedAntisenseRNA

dsRNAsenseantisenseNature1998391:806-811(Fireetal)Mex-3mRNAdetectioninembryosbyinsituhybridization本文档共133页；当前第112页；编辑于星期一\16点19分RNAi现象的普遍性随后陆续发现RNAi也存在水稻、烟草、果蝇及人等所有的真核生物中。RNAi能高效特医的阻断基因的表达，在线虫，果蝇体内，RNAi能达到基因敲处的效果。本文档共133页；当前第113页；编辑于星期一\16点19分RNA-MediatedGeneSilencing转基因沉默分为：转录后水平的沉默（Post-transcriptionalGene

Silencing，PTGS)

转录水平的沉默（TranscriptionalGene

Silencing，TGS)RNAi属于转录后水平的沉默。本文档共133页；当前第114页；编辑于星期一\16点19分DICER -RNAseIII,双链特异性内切酶 -二聚体,2催化域,螺旋酶和 PAZ基序 -产生2-3nt3´突出末端 -ATP依赖的核酸酶RISC -RNA-inducedsilencingcomplex -RISC包含siRNA -前体被ATP激活 -发现和破坏mRNA的互补序列 -含有内切酶、外切酶,切割杂合链，紧接着降解之 -ARO:PAZdomain(assembly)（2）RNAi的作用机制：siRNA形成阶段RISC形成阶段效应阶段本文档共133页；当前第115页；编辑于星期一\16点19分沉默信号的放大与传递RNAi在组织间的传递

需要：A)从一个细胞到另一个细胞 B)信号进行放大A)SID,穿膜蛋白(为信号运输提供通道)B)RdRP -RNA依赖的RNA聚合酶-存在于有些生物中(drosophila,plants)-通过扩增富集siRNA的浓度 -siRNA为引物，靶mRNA为模板，合成dssiRNA本文档共133页；当前第116页；编辑于星期一\16点19分RNAi放大信号dsRNARdRpDicermiRNARdRp①②③dsRNATargetmRNARISCCleavage

RNAdegradation

本文档共133页；当前第117页；编辑于星期一\16点19分TranscriptionalGeneSilencingplant:methylationinpromotorregionsleadstogenesilencing METasapartofRISCC.elegance:polycomb-dependentmechanism, polycombproteinsass.withRISC chromatinremodeling:open–closetransition本文档共133页；当前第118页；编辑于星期一\16点19分small-temporalRNAslet7,lin4 negativeregulatorofgenes70ntprecurser,processedbyDICER,resultsnotindsRNAbindtargetandpreventribosomalelongation本文档共133页；当前第119页；编辑于星期一\16点19分RNAinterference

本文档共133页；当前第120页；编辑于星期一\16点19分1、关于管家基因叙述错误的是

(A)在生物个体的几乎各生长阶段持续表达

(B)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表达

(D)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