文档介绍：第七章 原核基因表达调控
原核基因表达调控总论
操纵子调控
转录水平上的其他调控
转录后的调控
第一节 原核基因表达调控总论
遗传信息有序地传递到蛋白质或功能RNA分子的过程称为基因表达。对该过程的调节就称为基因表达调控。
lac 操纵子
Lac repressor 阻遏物
转录阻滞
诱导剂
活化 Plac 转录
CRP + cAMP (glucose repressed)
高水平转录
(Lactose)
Lac repressor
Lac 阻遏物由 LacI编码, 其活化形式是由相同的亚单位构成的四聚体. 其占据操纵子结合位点 （Olac , 28bp) ，在缺乏诱导物（如乳糖）的情况下，几乎阻止整个lacZYA的转录
Plac
-5
+21
RNA 聚合酶和阻遏物能够同时结合到 lac 启动子和操纵基因（ operator）上， lac 阻遏物增加了RNA聚合酶对 lac 的结合能力，约为2倍以上。这样RNA聚合酶紧密结合 Plac ，但由于有阻遏物的结合并不引起转录的进行。
i
p
o
z
y
a
No lac mRNA
Absence of lactose
Active
i
p
o
z
y
a
-Galactosidase
Permease
Transacetylase
Presence of lactose
Inactive
诱导物缺乏时 : 阻遏物阻止lac转录，但此时有 lacZYA 的低水平转录.
当乳糖存在时 , 基础转录水平的透过酶（ permease） 允许乳糖被吸收 , 而且β-半乳糖苷酶催化乳糖分解成半乳糖.
异乳糖（Allolactose）作为诱导物, 结合到 lac 阻遏物上并使其灭活.
Allolactose (异乳糖) 能引起阻遏物四聚体形成中发生变化 ，降低其对乳糖操纵基因的亲和性，从而使四聚体从lac 操纵基因上被移除，并使聚合酶迅速开始 lacZYA的转录.
Lactose/allolactose （乳糖/异乳糖）是Lac 发生转录释放RNA的一个天然诱导剂。IPTG (isopropyl--D-thiogalacto-pyranoside异丙基硫代半乳糖苷), 是一个合成的诱导剂, 能迅速刺激 lac 操纵子结构基因的转录. IPTG 被用于许多含有lac启动子的载体中诱导克隆基因的表达, 如 pUC18.
Back
Ampr
ori
pUC18
(3 kb)
MCS (Multiple cloning sites,
多克隆位点） Gene X
Lac promoter
lacZ’
No IPTG, little protein X
With IPTG, a lot of protein X
诱导: cAMP receptor protein (CRP)（cAMP acceptor protein or catabolite activator protein, CAP）
The Plac 不是强启动子
Plac 不含有 –35 序列和 –10 保守序列.
cAMP receptor protein (CRP) 能增强转录水平. 只有在与 cAMP 结合时才有活性, 而 cAMP 又受 glucose的控制。
当葡萄糖存在时
细胞中 cAMP的水平很低, 而且 CAP 以二聚体的形式存在，因此不能结合 DNA 以调节转录.
当葡萄糖缺乏时
cAMP 水平升高， CAP 结合 cAMP. CAP-cAMP 复合物结合到Plac 与 RNA 聚合酶结合位点的上游. 诱导 DNA 发生90°的弯曲，增强了 RNA 聚合酶结合启动子的能力 ，使转录增强50倍.
Back
C
A
B
Summary
A: RNA polymerase
B: lac repressor C: CAP-cAMP
二、 Trp 操纵子
色氨酸操纵子编码用于色氨酸合成中的5个结构基因，
这5个结构基因构成在Ptrp 和 Otrp下游的一个单一转录单元.
当细胞内色氨酸缺乏时，这些基因同时进行表达。
A
B
C
162
trp 阻遏物（repressor)
由一个独立的 trpR编码, 特异性作用于 Otrp, 一个 18 bp的回文序列, 覆盖在 Ptrp 序列的 –21 到 +3区域
阻遏物与Trp形成复合物时只结合在 Otrp 。因此, Trp 是一个附阻遏物 ，通过抑制末端产物的合成而抑制其自身的合成。 (大约下调7