表達調(diào)控與蛋白質(zhì)合成筆記

1、第八章：蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)運和加工核糖體活性位點_至少五個E:脫酰tRNA短暫的占據(jù)，然后由E位離開核糖體。P:起始tRNAimet結(jié)合于此, 延長成肽后，帶肽鏈的tRNA轉(zhuǎn)到此位A:普通氨酰tRNA就加入此位翻譯起始因子因子質(zhì)量因子/核糖體功能IF32325%30s亞基(解離)與mRNA結(jié)合所必須IF297.3?起始tRNA的結(jié)合與GTP的水解IF1915%循環(huán)因子,結(jié)合在核糖體30s亞基上組織與50s亞基結(jié)合起始tRNA特點（翻譯時第一個密碼子怎樣被識別）核糖體的30s小亞基中的16SrRNA上有一段序列與mRNA中的SD序列互補結(jié)合，使下游的AUG序列定位在P位上。起始tRNA- tRNAi

2、只能識別mRNA上的翻譯起始密碼子AUG 只能進入核糖體的肽位P普通tRNA- tRNA 在翻譯延長中發(fā)揮作用 進入核糖體的A位，再通過A位到達P位在原核生物中起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸(fMet),真核為甲硫氨酸(Met)起始時mRNA和rRNA的堿基配對mRNA上的SD序列（AAACAGGAGG）與核糖體的30s小亞基中的16SrRNA（UCCUCC）互補從而使使下游的AUG序列定位在P位上，起始肽鏈的合成。肽鏈合成和延伸（三個反應(yīng)）（一）進位反應(yīng)：密碼子被識別，起始tRNA結(jié)合于P處，普通tRNA結(jié)合在A處（二）轉(zhuǎn)位反應(yīng)：氨基酸從A轉(zhuǎn)移到P處，涉及肽鏈的形成（三）移位反應(yīng)：tRNA和

3、mRNA相對核糖體的移動 共翻譯轉(zhuǎn)運和信號肽：蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)運同時發(fā)生，轉(zhuǎn)運信號也由mRNA編碼，分泌蛋白質(zhì)，多進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。需要SRP（信號識別蛋白受體介導(dǎo)），與其受體DP形成復(fù)合物。信號肽N端有一個帶正電的氨基酸，C端有數(shù)個極性氨基酸。翻譯后轉(zhuǎn)運和導(dǎo)肽：進入葉綠體和線粒體的蛋白是這種機制。導(dǎo)肽對這兩種細胞器中蛋白質(zhì)的跨膜與識別起重要作用。葉綠體的信號臺有兩部分，分別決定此蛋白能否進入葉綠體基質(zhì)和類囊體。練習(xí)蛋白質(zhì)的生物合成包括：_ _ _肽鏈合成和延伸的三個反應(yīng)是：_ _ _原核生物蛋白合成起始tRNA是_，真核是_既能識別tRNA,又能識別氨基酸,對兩者有高度專一性的酶是_關(guān)于SD序列，敘述

4、正確的是：A:富含嘧啶 B:富含嘌呤 C:富含稀有堿基 D:與mRNA配對第九章：原核生物表達調(diào)控乳糖操縱子表達調(diào)控分解代謝（Lac operon）一：結(jié)構(gòu):大腸桿菌的乳糖操縱子Z編碼-半乳糖苷酶Y編碼通透酶A編碼乙?；D(zhuǎn)移酶，I基因編碼一種阻遏蛋白，后者與O序列結(jié)合，使操縱子受阻遏而處于轉(zhuǎn)錄失活狀態(tài)。 二：阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié) 在沒有乳糖存在時，乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài)。這是因為基因編碼的阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻斷了轉(zhuǎn)錄啟動。（但阻遏蛋白的阻遏作用并非絕對，偶有阻遏蛋白與O序列解聚。因此，每個細胞中可能會有寥寥數(shù)分子半乳糖苷酶、通透酶生成。） 當(dāng)有乳糖存在時，它經(jīng)透酶催化、轉(zhuǎn)運進入細胞，再經(jīng)原先

5、存在于細胞中的少數(shù) -半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變?yōu)閯e乳糖。這個別乳糖作為誘導(dǎo)劑結(jié)合阻遏蛋白，使阻遏蛋白與O序列分離，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄可以發(fā)生，使-半乳糖苷酶分子增加 1000倍。三：CAP的正性調(diào)節(jié)當(dāng)沒有葡萄糖及cAMP升高時,它與CAP結(jié)合,再一起結(jié)合在乳糖操縱子上的CAP結(jié)合位點上,促進RNA Pol與啟動基因P結(jié)合,起始基因轉(zhuǎn)錄. 當(dāng)葡萄糖存在時，cAMP濃度降低，cAMP與CAP結(jié)合受阻，因此乳糖操縱子表達下降。 由此可見，對乳糖操縱子來說 CAP是正性調(diào)節(jié)因素，乳糖阻遏蛋白是負性調(diào)節(jié)因素。兩種調(diào)節(jié)機制根據(jù)存在的碳源性質(zhì)及水平協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)乳糖操縱子的表達。四：對調(diào)節(jié)機制的解釋 大腸桿菌根據(jù)碳源性質(zhì)選擇代

6、謝方式。 倘若有葡萄糖存在時，細菌優(yōu)先選擇葡萄糖供應(yīng)能量。葡萄糖通過降低 cAMP濃度，阻礙cAMP與CAP結(jié)合而抑制乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄，使細菌只能利用葡萄糖。 在沒有葡萄糖而只有乳糖的條件下，阻遏蛋白與 O序列解聚，CAP結(jié)合cAMP后與乳糖操縱子的CAP位點，激活轉(zhuǎn)錄，使得細菌利用乳糖作為能量來源。半乳糖(gal operon)，阿拉伯糖(ara operon)，色氨酸操縱子(Try operon)_特殊的地方半乳糖操縱子:結(jié)構(gòu):調(diào)節(jié)基因R_(距離很遠)_P1_P2_OE_O1_E_T_K>使半乳糖變?yōu)槠咸烟?1-磷酸 雙啟動子重疊雙操縱基因無35順序O(E)在CAP位點內(nèi),很必須,共同

7、產(chǎn)物UDP-Gal涉及胞壁的合成,表面異構(gòu)酶負責(zé)把UDP-Gal變?yōu)閁DP-Glu.半乳糖作為碳源和細胞壁合成物質(zhì)正負調(diào)控阿拉伯糖操縱子:結(jié)構(gòu):調(diào)節(jié)基因C_O2_01_I_B_A_D>無葡萄糖時降解阿拉伯糖供代謝利用. 正負調(diào)控兩個啟動子雙向轉(zhuǎn)錄Pc與Pbad,是調(diào)節(jié)子Pc與O1重疊,CRP結(jié)合位點位于O1與I之間缺少阿拉伯糖時，單純C蛋白結(jié)合于O1起阻遏作用（環(huán)結(jié)構(gòu)）。當(dāng)C蛋白變?yōu)檎T導(dǎo)型Cind時（CAP-cAMP和阿拉伯糖存在時）,Cind結(jié)合于I使RNA Pol結(jié)合于Pbad轉(zhuǎn)錄BAD三個基因.P220結(jié)構(gòu)圖色氨酸操縱子為合成代謝。其余為分解代謝，受葡萄糖水平影響，都有CAP位點（

8、葡萄糖與cAMP作用）色氨酸操縱子:R_(很遠)_P_O_L_E_D_C_B_A.O在啟動子P內(nèi).O后為RNA Pol結(jié)合位點,在后面是一段L_Leader前導(dǎo)序列,可被翻譯.最后,L還有個弱化序列,當(dāng)色氨酸太多時,這部分序列形成一個弱化子結(jié)構(gòu),使得RNA Pol脫落終止轉(zhuǎn)錄.P211圖衰減子，弱化子弱化作用弱化區(qū)域在第一個結(jié)構(gòu)基因E與啟動子P之間,具體點說在L內(nèi),色氨酸濃度很高時, 這部分序列形成一個弱化子結(jié)構(gòu)莖環(huán)結(jié)構(gòu)（34配對）,使得RNA Pol脫落終止轉(zhuǎn)錄,是色氨酸操縱子中除了阻遏作用外另一種轉(zhuǎn)錄終止形式阻遏作用只能使轉(zhuǎn)錄不起始，對于已經(jīng)轉(zhuǎn)錄的，只能通過弱化作用使它停頓下來。阻遏作用的

9、信號是胞內(nèi)色氨酸的多少，弱化的信號是細胞內(nèi)載有色氨酸t(yī)RNA的多少，它通過前導(dǎo)肽的翻譯來控制轉(zhuǎn)錄的進行。阻遏物從有活性向無活性轉(zhuǎn)變較慢,弱化子是一個迅速做出反應(yīng)的系統(tǒng).不過阻遏系統(tǒng)在大量外源色氨酸存在時，可以阻止非必需先導(dǎo)mRNA合成，使系統(tǒng)更加經(jīng)濟。弱化作用必須具備的三個條件 核糖體暫停位置決定了莖環(huán)結(jié)構(gòu)形成方式，從而控制轉(zhuǎn)錄終止，因此轉(zhuǎn)錄與翻譯相偶聯(lián),所以在真核中不存在。 要有四組配對區(qū)1，2，3，4。3-4配對時產(chǎn)生終止結(jié)構(gòu)。 前導(dǎo)序列L要有相應(yīng)的氨基酸密碼子2個色氨酸密碼子。DNA重排對轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控真核中有免疫球蛋白以及酵母交配型的轉(zhuǎn)變原核中Mu噬菌體的重排和沙門氏細菌的相變。沙門氏

10、菌通過啟動子方向的改變來調(diào)節(jié)不同鞭毛蛋白的合成，當(dāng)H2型蛋白表達時，還形成一種抑制H1表達的阻遏蛋白。而Mu噬菌體右端有3KB的“G”倒位片段，根據(jù)其方向的不同可分為G+與G-，這兩種方向產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物決定Mu噬菌體吸附在哪種大腸桿菌上。反義mRNA的調(diào)控與mRNA互補的一段RNA，可以和靶核苷酸序列或靶分子部分區(qū)域形成雙鏈阻礙靶基因的表達，叫反義調(diào)控。而在真核中，往往把這段序列插入在重組載體的啟動子下游，這叫反義技術(shù)，是一種任意關(guān)閉某些基因表達的有效方法。來研究基因的表達調(diào)控，或錐蟲病的治療或蔬果保鮮與新品種的繁育。翻譯的終止反應(yīng)調(diào)控（嚴謹反應(yīng)）細菌碰到貧瘠的環(huán)境如氨基酸的全面匱乏時，會有空

11、載tRNA的產(chǎn)生，再誘導(dǎo)鳥苷四磷酸（ppGpp）和鳥苷五磷酸（pppGpp）的產(chǎn)生，這兩種物質(zhì)也稱魔斑，能影響一大堆操縱子的活性（通過改變啟動子與RNA Pol的專一性結(jié)合），從而使很多不特別必須的基因不轉(zhuǎn)錄。為節(jié)省儲藏物而降代謝水平到最低，度過困難時期。練習(xí)：1：基因表達的產(chǎn)物是A:DNA B:RNA C:蛋白質(zhì) D:RNA與蛋白質(zhì)2：目前認為基因表達調(diào)控的主要環(huán)節(jié)是A:基因激活 B:轉(zhuǎn)錄起始 C:轉(zhuǎn)錄后加工 D：翻譯后加工3：乳糖操縱子直接誘導(dǎo)物為A:B-半乳糖苷酶 B：葡萄糖 C:乳糖 D:別乳糖4：乳糖操縱子的表達中，乳糖作用為A:作為輔阻遏物與輔阻遏蛋白結(jié)合形成阻遏蛋白（色氨酸）B:

12、作為阻遏物結(jié)合操縱區(qū)C:使阻遏物變構(gòu)失去結(jié)合DNA的能力D:引物5：葡萄糖可參與乳糖操縱子代謝阻遏的原因是A:葡萄糖也是B-半乳糖苷酶的底物B:乳糖分解產(chǎn)生葡萄糖，所以葡萄糖可作為細胞內(nèi)乳糖水平正常的信號。6：Lac阻遏蛋白由編碼？A:Z基因 B:Y基因 C:A基因 D:I基因7：一些復(fù)雜的生命過程，如固氮反應(yīng)，鞭毛合成，多基因如何進行調(diào)控？A:多個操縱子受到同步誘導(dǎo)B:按一定順序級聯(lián)合成因子，依次啟動基因轉(zhuǎn)錄8：SD序列是指A:mRNA起始密碼上游的一段序列，負責(zé)與核糖體結(jié)合B:16SrRNA富含嘧啶序列的互補序列9：ppGpp在何種情況下被合成A:細菌缺乏氮源時B:缺乏C源C:溫度太高10

13、直接參與乳糖操縱子的有A:I基因編碼的蛋白 B:Z基因編碼蛋白 C:別乳糖 D:CAP第十章：真核表達調(diào)控真核與原核表達調(diào)控特點的區(qū)別原核：調(diào)控發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平上，有正控（激活蛋白結(jié)合啟動子P）和負控（阻遏蛋白結(jié)合操作基因O后轉(zhuǎn)錄）主要特點為因子決定RNA Pol的識別特異性操縱子模型的普遍存在，成群操縱子形成調(diào)節(jié)子，協(xié)同調(diào)控，形成整體調(diào)控模式SOS反應(yīng)阻遏蛋白與阻遏機制的普遍性真核：多層次調(diào)節(jié)，有瞬時的可逆調(diào)控，有貫穿整個發(fā)育途中的不可逆調(diào)控（精髓部分）。主要特點為無操縱子，RNA Pol有三種，其中類轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)基因基因激活時，活性染色質(zhì)的變化（組蛋白乙?；?，DNA堿基甲基化的變化，拓撲異構(gòu)變

14、化，對DNase敏感了）轉(zhuǎn)錄與翻譯不歐聯(lián)正調(diào)控為主：真核RNA Pol對啟動子P親和力小，必須依賴激活蛋白作用（TF?）轉(zhuǎn)錄后修飾加工更復(fù)雜個體發(fā)育復(fù)雜。但受環(huán)境影響小。真核基因組較大，出現(xiàn)調(diào)節(jié)蛋白在DNA上的非特異性結(jié)合的問題；解決辦法是使用多個調(diào)控蛋白，而用多種蛋白質(zhì)調(diào)控一個基因的表達，必須都是正調(diào)控DNA水平上的調(diào)控（染色體重排酵母交配型的轉(zhuǎn)變，免疫球蛋白的重排）免疫球蛋白IgG基因許多片段發(fā)生重排，為免疫球蛋白分子的多樣性奠定了基礎(chǔ),有重鏈的重排和輕鏈的重排染色質(zhì)水平的調(diào)控（異染色質(zhì)化） 染色質(zhì)可被分為常染色質(zhì)和凝聚的異染色質(zhì),異染色質(zhì)又可分為一直凝聚的組成性異染色質(zhì),如端粒,著絲粒,

15、和特定時期才凝聚的兼性異染色質(zhì).雌性哺乳動物中也存在隨機一條X染色體上的部分基因異染色質(zhì)化失活-失活的X染色體稱之為巴氏小體.對于男性,這是一種劑量補償.在子細胞中,仍然失活,但在生殖細胞形成時恢復(fù). 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-甲基鳥嘌呤. 5-甲基胞嘧啶(C)主要發(fā)生在GpC島上和GpXpC中.甲基化導(dǎo)致了DNA構(gòu)象改變從而影響了蛋白質(zhì)的結(jié)合效率.組蛋白的乙?；M蛋白進化保守.組蛋白可被乙?；揎?( 組蛋白N端尾部，尤其是H3和H4的修飾)使與其結(jié)合的DNA鏈變松,這樣DNA鏈才能與RNA Pol和調(diào)節(jié)蛋白作用.所以組蛋

16、白實際上是一種抑制基因的負調(diào)控因子.增強子_一種順式元件,增強啟動子效率1、增強效應(yīng)十分明顯。2、增強效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)。（5-3=3-5）3、大多為重復(fù)序列，一般長約50bp。4、 增強效應(yīng)有嚴密的組織和細胞特異性。5、 沒有基因?qū)Ｒ恍浴?、 許多增強子還受外部信號的調(diào)控。反式作用因子與順式作用因子(啟動子等)結(jié)合發(fā)揮作用,可正控和負控.真核反式作用因子通常為轉(zhuǎn)錄因子,有DNA結(jié)合域,轉(zhuǎn)錄功能域和其他轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合域.DNA結(jié)合域有5個 螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋:HTH, 兩個螺旋和將其隔開的-轉(zhuǎn)角，-螺旋插入大溝。 鋅指: 長約30個氨基酸，其中4個殘基（2個cys，2his)與一個Zn2+配位結(jié)合 形成