基因表达调控的基本原理:
⑴基因表达的多级调控:基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段,因此基因表达的调控可分为转录水平(基因激活及转录起始),转录后水平(加工及转运),翻译水平及翻译后水平,但以转录水平的基因表达调控重要。
⑵基因转录激活调节基本要素:①顺式作用元件:顺式作用元件(cis-acting element)又称分子内作用元件,指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。②反式作用因子:反式作用因子(tran s-acting factor)又称为分子间作用因子,指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用,才能够达到对特定基因进行调控的目的。③顺式作用元件与反式作用因子之间的相互作用:大多数调节蛋白在与DNA结合之前,需先通过蛋白质-蛋白质相互作用,形成二聚体或多聚体,然后再通过识别特定的顺式作用元件,而与DNA分子结合。这种结合通常是非共价键结合。 操纵子的结构与功能:
在原核生物中,若干结构基因可串联在一起,其表达受到同一调控系统的调控,这种基因的组织形式称为操纵子。典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。信息区由一个或数个结构基因串联在一起组成;控制区通常由调节基因(阻抑蛋白编码基因)、启动基因(CRP和RNA聚合酶结合区)和操纵基因(阻抑蛋白结合位点)构成。
1.原核生物乳糖操纵子:
原核生物乳糖操纵子(Lac operon)的控制区包括调节基因,启动基因(其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游)和操纵基因;其信息区由β-半乳糖苷酶基因(lacZ),通透酶基因(lacY)和乙酰化酶基因(lacA)串联在一起构成。当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时,乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合,促使阻抑蛋白与操纵基因分离;另一方面,细胞中cAMP浓度升高,cAMP与CRP结合并使之激活,CRP与启动基因结合并促使RNA聚合酶与启动基因结合,基因转录激活。 |
