原核生物基因表現(xiàn)的調(diào)節(jié)課件

1、1原核生物基因表現(xiàn)的調(diào)節(jié)By 蔡靜宜2010/10/072原核生物基因表現(xiàn)的調(diào)節(jié)Q1：什麼是基因？Q2：什麼是基因表現(xiàn)？ Q3：基因表現(xiàn)為什麼需要受到調(diào)節(jié)？ Q4：如何調(diào)節(jié)基因表現(xiàn)？Q5：解釋原核生物基因表現(xiàn)調(diào)節(jié)的理論乳糖操縱組色胺酸操縱組23Q1：什麼是基因？1. 一基因一酵素（one gene one enzyme）2. 一基因一蛋白質(zhì)（one gene one protein） 3. 一基因一多肽鏈（one gene one polypeptide）Question何謂基因？ 基因位於DNA上，其產(chǎn)物為多肽鏈或是RNA4Q1：什麼是基因？ 結(jié)論：每一種酵素皆是受控於一個(gè)基因一基因一酵素（

2、one gene one enzyme） 圖片來(lái)源：campbell生物學(xué)45Q1：什麼是基因？舉例：疾病與基因（苯酮尿癥、白化癥）基因基因56Q3：基因表現(xiàn)為什麼需要受到調(diào)節(jié)？ 原核生物：?jiǎn)我患?xì)胞使基因活化或不活化 基因表現(xiàn)常受生長(zhǎng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)成分所控制基因表現(xiàn)經(jīng)濟(jì)原則、分化目的同一個(gè)體內(nèi)的所有細(xì)胞基因完全相同細(xì)胞分化 多細(xì)胞真核生物：6Q1：什麼是基因？ 修正：一基因一蛋白質(zhì)（one gene one protein） 但並非所有的蛋白質(zhì)皆酵素?。ㄅe例：胰島素、血紅素 ）7Q1：什麼是基因？ 修正：一基因一多肽鏈（one gene one polypeptide）有些蛋白質(zhì)是由一條以上的多肽

3、鏈所構(gòu)成！血紅素抗體89Q2：什麼是基因表現(xiàn)？DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯基因表現(xiàn)910Q3：基因表現(xiàn)為什麼需要受到調(diào)節(jié)？想想看：如果細(xì)胞內(nèi)的每個(gè)基因都表現(xiàn)，那麼會(huì)如何？1011Q4：如何調(diào)節(jié)基因表現(xiàn)？DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯修飾、活化1112Q4：如何調(diào)節(jié)基因表現(xiàn)？1213Q5：解釋原核生物基因表現(xiàn)調(diào)節(jié)的理論解釋原核生物基因表現(xiàn)調(diào)節(jié)的理論： 操縱組（operon）2. 操縱組的發(fā)現(xiàn)： 1950年，莫諾研究大腸桿菌乳糖代謝時(shí)，觀察到 有三種酶可被乳糖所誘導(dǎo)產(chǎn)生 3. 1965年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)13培養(yǎng)大腸桿菌乳糖乳糖酶產(chǎn)生不產(chǎn)生乳糖酶培養(yǎng)大腸桿菌不加乳糖加乳糖數(shù)小時(shí)後分析數(shù)小時(shí)後分析莫諾研

4、究大腸桿菌乳糖代謝時(shí)，觀察到乳糖可以誘導(dǎo)乳糖酶（-半乳糖苷酶）的產(chǎn)生14操縱組（operon）15操縱組（operon）1617Q5：解釋原核生物基因表現(xiàn)調(diào)節(jié)的理論解釋原核生物基因表現(xiàn)調(diào)節(jié)的理論： 操縱組（operon）模式 2. 操縱組的發(fā)現(xiàn)： 3. 操縱組： 乳糖操縱組色胺酸操縱組基因平常不表現(xiàn)，需要時(shí)才會(huì)表現(xiàn)基因平常會(huì)表現(xiàn)，某些情況下停止表現(xiàn)17乳糖操縱組色胺酸操縱組產(chǎn)物為可促進(jìn)乳糖吸收、代謝相關(guān)的酶產(chǎn)物為可催化色胺酸合成相關(guān)的酶181961年，賈柯（Jacob）、莫諾（Monod）發(fā)現(xiàn)大腸桿菌對(duì)乳糖的分解和吸收本身可以加以控制： 大腸桿菌培養(yǎng)基內(nèi)：1. 僅有乳糖（不含葡萄糖）時(shí)：合成乳

5、糖酶以分解乳糖2. 僅含葡萄糖，或葡萄糖與乳糖同時(shí)存在時(shí)：停止合成乳糖酶乳糖操縱組19活化不活化乳糖乳糖乳糖乳糖誘導(dǎo)物：乳糖乳糖操縱組20乳糖操縱組乳糖操縱組（不含乳糖）不含乳糖，或是葡萄糖與乳糖同時(shí)存在時(shí)抑制物可抑制構(gòu)造基因表現(xiàn)乳糖操縱組（僅含乳糖）僅含乳糖（不含葡萄糖）時(shí)乳糖（誘導(dǎo)物）可誘導(dǎo)構(gòu)造基因表現(xiàn)21乳糖操縱組（不含乳糖）22乳糖操縱組（僅含乳糖）23圖片來(lái)源：campbell生物學(xué)色胺酸操縱組大腸桿菌能調(diào)節(jié)色胺酸（必需胺基酸）的合成構(gòu)造基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)譯作用產(chǎn)生五種酵素，以促進(jìn)色胺酸合成。具負(fù)迴饋控制24共同抑制物：過(guò)量的色胺酸不活化活化色胺酸色胺酸色胺酸色胺酸操縱組25色胺酸操縱組色胺酸操縱組（色胺酸不足時(shí)）抑制物無(wú)法抑制構(gòu)造基因表現(xiàn)色胺酸操縱組（色胺酸過(guò)多時(shí)）過(guò)量色胺酸可協(xié)助抑制構(gòu)造基因表現(xiàn)26色胺酸操縱組27結(jié) 論原核生物會(huì)依生活環(huán)境調(diào)節(jié)基因表現(xiàn)，透過(guò)操縱組調(diào)整代謝機(jī)能，適應(yīng)環(huán)境變動(dòng)操縱組28乳糖操縱組色胺酸操縱組抑制蛋白是否可與操作子結(jié)合? 有無(wú)活性？否誘