最新基因表達控制課件

基因表達控制基因表達控制1第一節(jié)概述

一、基因表達的概念

1、基因（gene）：從遺傳學(xué)講，基因就是遺傳的基本單位或單元，具有編碼RNA或多數(shù)情況下編碼多肽功能的信息單位。從分子生物學(xué)看，基因是負載特定遺傳信息的DNA分子片段

2、基因表達(geneexpression)：基因表達就是基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程。在一定調(diào)節(jié)機制控制下，大多數(shù)基因經(jīng)歷基因激活、轉(zhuǎn)錄及翻譯等過程，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)分子，賦予細胞或個體一定的功能或形態(tài)表型；rRNA、tRNA編碼基因轉(zhuǎn)錄生成相應(yīng)RNA的過程也屬于基因表達

第一節(jié)概述一、基因表達的概念1、基因（gene）：最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件3.2蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用：二聚體是調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合DNA時最常見的形式，雜二聚體比同二聚體具更強的DNA結(jié)合能力

3.3RNA聚合酶：轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)最終由RNA聚合酶活性體現(xiàn)

五、原核與真核基因表達調(diào)控的區(qū)別

1、真核基因與原核基因的結(jié)構(gòu)特點

真核細胞基因組非常復(fù)雜：結(jié)構(gòu)龐大、重復(fù)序列、不連續(xù)性、單順反子（一個編碼基因轉(zhuǎn)錄、翻譯生成一條多肽鏈）

3.2蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用：二聚體是調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合DN2、原核基因表達調(diào)控特點

σ因子決定RNA聚合酶識別特異性

操縱子（元）模型的普遍性：多順反子轉(zhuǎn)錄，通過調(diào)控單個啟動基因的活性來完成協(xié)調(diào)表達

阻遏蛋白與阻遏機制的普遍性：負性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)

3、真核基因表達調(diào)控特點

活性染色體結(jié)構(gòu)變化：對核酸酶高度敏感、拓撲結(jié)構(gòu)變化、DNA堿基修飾、組蛋白減少

正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)

轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進行

2、原核基因表達調(diào)控特點σ因子決定RNA聚合酶識別特異轉(zhuǎn)錄后修飾、加工

RNA聚合酶有三種

第二節(jié)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

一、乳糖操縱子（元）的調(diào)節(jié)機制

1、乳糖操縱子(元)的結(jié)構(gòu)：I-CAP-P-O-Z-Y-A

結(jié)構(gòu)基因：Z、Y及A，分別編碼β-半乳糖苷酶、透酶和乙?；D(zhuǎn)移酶

控制序列：操縱序列O、啟動序列P、分解代謝物基因激活蛋白(CAP，cAMP結(jié)合蛋白)結(jié)合位點

調(diào)節(jié)基因I：編碼阻遏蛋白（與O序列結(jié)合，關(guān)閉操縱子）

轉(zhuǎn)錄后修飾、加工RNA聚合酶有三種第二節(jié)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)2、阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)

誘導(dǎo)物：別乳糖（由乳糖轉(zhuǎn)變而來）機理：別乳糖與阻遏蛋白結(jié)合，促使阻遏蛋白從操縱序列脫離，誘導(dǎo)基因表達

3、CAP的正性調(diào)節(jié)

正調(diào)節(jié)物：cAMP

。葡萄糖可促使cAMP濃度降低

機理：cAMP與CAP結(jié)合形成復(fù)合物，促使CAP結(jié)合CAP位點，激活RNA聚合酶

4、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)負性調(diào)節(jié)與CAP正性調(diào)節(jié)兩種機制協(xié)調(diào)合作

功能相關(guān)基因協(xié)調(diào)合作，共同表達二、其它操縱子2、阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)誘導(dǎo)物：別乳糖（由乳糖轉(zhuǎn)變而來）第三節(jié)真核基因表達調(diào)控

一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點

二、真核基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)

1、順式作用元件：啟動子、增強子、沉默子

啟動子（promoter）：RNA聚合酶結(jié)合位點周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，包括至少一個轉(zhuǎn)錄起始點及一個以上的機能組件（TATA盒、GC盒、CAAT盒，等）

典型的啟動子由TATA盒及上游的CAAT盒和/或GC盒組成

第三節(jié)真核基因表達調(diào)控一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點二、真核基增強子（enhancer）：遠離轉(zhuǎn)錄起始點、決定基因的時空特異性表達、增強啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列，它的作用方式通常與方向、距離無關(guān)。增強子也是由若干機能組件──增強體（enhanson）組成

有些機能組件既可在增強子、也可在啟動子中出現(xiàn)

沉默子（silencer）：結(jié)合特異蛋白因子時對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用

增強子（enhancer）：遠離轉(zhuǎn)錄起始點、決定基因的時空特2、反式作用因子：基本因子、特異因子

2.1基本轉(zhuǎn)錄因子：是RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子,決定三種RNA轉(zhuǎn)錄的類別。TFⅡD是通用的基本因子

多數(shù)基本因子是不同RNA聚合酶所特有的

2.2特異轉(zhuǎn)錄因子：為個別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因的時間、空間特異性表達

3、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)：DNA結(jié)構(gòu)域、二聚化結(jié)構(gòu)域、轉(zhuǎn)錄激活區(qū)

2、反式作用因子：基本因子、特異因子2.1基本轉(zhuǎn)Commonpatternsofregulationoftranscriptioninitiation

負性調(diào)節(jié)正性調(diào)節(jié)1、誘導(dǎo)表達2、阻遏表達3、阻遏表達4、誘導(dǎo)表達調(diào)控方式Commonpatternsofregulation基因表達基因表達高等生物酵母調(diào)控元件啟動子的常見組件原核生物Consensussequenceforpromotersthatregulatetheexpressionofgenesinvolvedintheheat-shockresponseinE.coli.BindingofRNApolymerasetoheat-shockpromotersismediatedbyaspecializedβsubunitoftheenzymecalledσ32,whichreplacesσ70高等生物酵母調(diào)控元件啟動子的常見組件原核生物ConsensuAnoperon.GenesA,B,andCaretranscribedononepolycistronicmRNA.Typicalregulatorysequencesincludebindingsitesforproteinsthateitheractivateorrepresstranscriptionfromthepromoter操縱子結(jié)構(gòu)激活蛋白結(jié)合位點阻遏蛋白結(jié)合位點啟動子調(diào)控序列結(jié)構(gòu)基因調(diào)控元件Anoperon.GenesA,B,andCa調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白Aspace-fillingrepresentationofaCAPhomodimerboundtoDNA.Basepairsrecognizedbytheproteinareshowningreen,andaminoacidsidechainsthatbindtothesebasepairsareshowninred.NotethebendingoftheDNAaroundtheprotein

DNA-蛋白質(zhì)相互作用Aribbonrepresentationwithsubunitsshowninwhiteandlightblue.Thehelix-turn-helixDNA-bindingmotifisshowninred.BoundmoleculesofcAMPareshownindarkblue.CAP同源二聚體Aspace-fillingrepresentationThebacteriophageλrepressorboundtoDNA.Thetwoidenticalsubunitsofthedimericproteinareshowningrayandlightblue.噬菌體阻遏蛋白DNA-蛋白質(zhì)相互作用ThebacteriophageλrepressorTwoexamplesofspecificaminoacid-basepairinteractionsthathavebeenobservedinthestructuresofDNA-boundregulatoryproteinsDNA-蛋白質(zhì)相互作用Twoexamplesofspecificamino噬菌體434阻遏蛋白thehelix-turn-helixmotifineachisshowninredandyellow.TheredhelicesaretherecognitionhelicesDNA-蛋白質(zhì)相互作用噬菌體434阻遏蛋白thehelix-turn-hel調(diào)控機理調(diào)控機理1、抑制狀態(tài)2、誘導(dǎo)狀態(tài)一、乳糖操縱子的負性調(diào)節(jié)乳糖操縱子1、抑制狀態(tài)2、誘導(dǎo)狀態(tài)一、乳糖操縱子的負性調(diào)節(jié)乳糖操縱子乳糖操縱子的負性調(diào)控結(jié)構(gòu).Thebasesshadedbeigeexhibittwofold(palindromic)symmetryabouttheaxisindicatedbythedashedline.

乳糖操縱子乳糖操縱子的負性調(diào)控結(jié)構(gòu).Thebasesshaded2、別乳糖的生成誘導(dǎo)物的結(jié)構(gòu)1、丙基硫代半乳糖苷乳糖操縱子2、別乳糖的生成誘導(dǎo)物的結(jié)構(gòu)1、丙基硫代半乳糖苷乳糖操縱子二、乳糖操縱子的正性調(diào)節(jié)正性調(diào)控序列啟動子結(jié)構(gòu)乳糖操縱子二、乳糖操縱子的正性調(diào)節(jié)正性調(diào)控序列啟動子結(jié)構(gòu)乳糖操縱子正性調(diào)控乳糖操縱子正性調(diào)控乳糖操縱子三、乳糖操縱子的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)1、只有正性誘導(dǎo)物2、同時有正、負性誘導(dǎo)物3、無正、負性誘導(dǎo)物4、只有負性誘導(dǎo)物乳糖操縱子三、乳糖操縱子的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)1、只有正性誘導(dǎo)物2、同時有正、負性色氨酸操縱子色氨酸操縱子色氨酸操縱子阻遏蛋白結(jié)構(gòu)色氨酸操縱子阻遏蛋白結(jié)構(gòu)色氨酸操縱子的前導(dǎo)序列色氨酸操縱子色氨酸操縱子的前導(dǎo)序列色氨酸操縱子前導(dǎo)序列的配對方式色氨酸操縱子前導(dǎo)序列的配對方式色氨酸操縱子色氨酸操縱子的衰減機理1、Trp濃度高時衰減2、Trp濃度低時轉(zhuǎn)錄色氨酸操縱子的衰減機理1、Trp濃度高時衰減2、Trp濃度低阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子噬菌體操縱子噬菌體操縱子其它操縱子類型其它操縱子類型TheSOSresponseinE.coli.TheLexAproteinistherepressorinthissystem,withanoperatorsite(indicatedinred)neareachgene.(a)TherecAgeneisnotentirelyrepressedbytheLexArepressor,andabout1,000RecAproteinmonomersarenormallyfoundinthecell.(b)WhenDNAisextensivelydamaged(e.g.,byUVlight),DNAreplicationishaltedandthenumberofsingle-strandgapsintheDNAincreases.(c)RecAproteinbindstothissingle-strandedDNA,activatingtheprotein'scoproteaseactivity.(d)WhileboundtoDNAtheRecAproteinfacilitatesthecleavageandinactivationoftheLexArepressor.Whentherepressorisinactivated,theSOSgenes,includingrecA,areinduced.RecAproteinlevelsincrease50-to100-foldSOS反應(yīng)TheSOSresponseinE.coli.TSOS反應(yīng)SOS反應(yīng)細菌鞭毛蛋白重組細菌鞭毛蛋白重組AleucinezipperfromtheyeastactivatorproteinGCN4.Thehelicesareshowninwhiteandlightblue.TheinteractingLeuresiduesareshowninredandpurple.一、亮氨酸拉鏈（Leucinezippers）閉合拉鏈開放拉鏈拉鏈全貌反式作用因子Aleucinezipperfromtheyea亮氨酸拉鏈反式作用因子亮氨酸拉鏈反式作用因子堿性α螺旋反式作用因子堿性α螺旋反式作用因子鋅指結(jié)構(gòu)反式作用因子鋅指結(jié)構(gòu)反式作用因子(a)AribbonrepresentationofasinglezincfingerderivedfromtheregulatoryproteinZif268.Thezincatomisinorangeandtheaminoacidresiduesthatcoordinateit(twoHisandtwoCys)areshowninred.鋅指結(jié)構(gòu)(b)Threezincfingers(lightblueandgray)fromZif268areshowncomplexedwithDNA.Thezincatomsareagainshowninorange.

反式作用因子(a)Aribbonrepresentationof真核基因表達調(diào)控真核基因表達調(diào)控(a)TypicaleukaryotictranscriptionalactivatorsthataffectRNApolymeraseII.TFIIDisageneraltranscriptionfactor.CTFI,GAL4,andSplaretranscriptionalactivatorsthatbindtospecificDNAsites.PPP:proline-rich;--:acidic;QQQ:glutamine-rich.Someoralloftheseproteinsmayactivatetranscriptionviaintermediaryproteinscalledcoactivators.(b)AchimericproteinwiththeDNA-bindingdomainofSplandtheactivationdomainofCTFIactivatestranscriptionifaGCboxispresent.真核基因表達調(diào)控(a)Typicaleukaryotictranscr個體發(fā)育與分化ThelifecycleofthefruitflyDrosophilamelanogaster

個體發(fā)育與分化Thelifecycleofthef果蠅幼蟲（蛹）最早期只有一組“母親效應(yīng)基因”表達，使受精卵發(fā)生頭尾軸和背腹軸固定三組“分節(jié)基因”順序表達、控制蛹的“分節(jié)”發(fā)育過程，最后這些“節(jié)”分別發(fā)育為成蟲的頭、胸、翅膀、肢體、腹及尾等

個體發(fā)育與分化果蠅幼蟲（蛹）最早期只有一組“母親效應(yīng)基因”表達，使受精卵發(fā)AmicrographofanimmunologicallystainedDrosophilaegg,showingdistributionofthebicoid(bcd)geneproduct.Thegraphmeasuresstainintensity.Thisdistributionisessentialfornormaldevelopmentoftheanteriorstructuresoftheanimal.Ifthebcdgeneisnotexpressed,theresultingembryohastwoposteriors,asshown

個體發(fā)育與分化AmicrographofanimmunologicTheeffectsofmutationsinhomeoticgenes.(a)NormalDrosophilahead.(b)Drosophilahomeoticmutant(Antennapaedia)inwhichantennaearereplacedbylegs.(c)NormalDrosophilczbodystructure.(d)Homeoticmutant(Bithorax)inwhichasegmenthasdevelopedincorrectlytoproduceanextrasetofwings.

個體發(fā)育與分化TheeffectsofmutationsinhoDNA結(jié)構(gòu)域：鋅指（zincfinger）、堿性α螺旋（basicαhelix）、堿性亮氨酸拉鏈（basicleucinezipper,bZIP）、堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basichelix-loop-helix,bHLH）

二聚體結(jié)構(gòu)域：亮氨酸拉鏈、螺旋-環(huán)-螺旋

轉(zhuǎn)錄激活區(qū)：酸性激活域、Gln富含域、Pro富含域4、mRNA轉(zhuǎn)錄激活及其調(diào)節(jié)

真核RNA聚合酶Ⅱ不能單獨識別、結(jié)合啟動子

TFIID是唯一具有位點特異的DNA結(jié)合能力的因子DNA結(jié)構(gòu)域：鋅指（zincfinger）、堿性α螺旋（b最新基因表達控制課件58基因表達控制基因表達控制59第一節(jié)概述

一、基因表達的概念

1、基因（gene）：從遺傳學(xué)講，基因就是遺傳的基本單位或單元，具有編碼RNA或多數(shù)情況下編碼多肽功能的信息單位。從分子生物學(xué)看，基因是負載特定遺傳信息的DNA分子片段

2、基因表達(geneexpression)：基因表達就是基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程。在一定調(diào)節(jié)機制控制下，大多數(shù)基因經(jīng)歷基因激活、轉(zhuǎn)錄及翻譯等過程，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)分子，賦予細胞或個體一定的功能或形態(tài)表型；rRNA、tRNA編碼基因轉(zhuǎn)錄生成相應(yīng)RNA的過程也屬于基因表達

第一節(jié)概述一、基因表達的概念1、基因（gene）：最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件最新基因表達控制課件3.2蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用：二聚體是調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合DNA時最常見的形式，雜二聚體比同二聚體具更強的DNA結(jié)合能力

3.3RNA聚合酶：轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)最終由RNA聚合酶活性體現(xiàn)

五、原核與真核基因表達調(diào)控的區(qū)別

1、真核基因與原核基因的結(jié)構(gòu)特點

真核細胞基因組非常復(fù)雜：結(jié)構(gòu)龐大、重復(fù)序列、不連續(xù)性、單順反子（一個編碼基因轉(zhuǎn)錄、翻譯生成一條多肽鏈）

3.2蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用：二聚體是調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合DN2、原核基因表達調(diào)控特點

σ因子決定RNA聚合酶識別特異性

操縱子（元）模型的普遍性：多順反子轉(zhuǎn)錄，通過調(diào)控單個啟動基因的活性來完成協(xié)調(diào)表達

阻遏蛋白與阻遏機制的普遍性：負性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)

3、真核基因表達調(diào)控特點

活性染色體結(jié)構(gòu)變化：對核酸酶高度敏感、拓撲結(jié)構(gòu)變化、DNA堿基修飾、組蛋白減少

正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)

轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進行

2、原核基因表達調(diào)控特點σ因子決定RNA聚合酶識別特異轉(zhuǎn)錄后修飾、加工

RNA聚合酶有三種

第二節(jié)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

一、乳糖操縱子（元）的調(diào)節(jié)機制

1、乳糖操縱子(元)的結(jié)構(gòu)：I-CAP-P-O-Z-Y-A

結(jié)構(gòu)基因：Z、Y及A，分別編碼β-半乳糖苷酶、透酶和乙?；D(zhuǎn)移酶

控制序列：操縱序列O、啟動序列P、分解代謝物基因激活蛋白(CAP，cAMP結(jié)合蛋白)結(jié)合位點

調(diào)節(jié)基因I：編碼阻遏蛋白（與O序列結(jié)合，關(guān)閉操縱子）

轉(zhuǎn)錄后修飾、加工RNA聚合酶有三種第二節(jié)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)2、阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)

誘導(dǎo)物：別乳糖（由乳糖轉(zhuǎn)變而來）機理：別乳糖與阻遏蛋白結(jié)合，促使阻遏蛋白從操縱序列脫離，誘導(dǎo)基因表達

3、CAP的正性調(diào)節(jié)

正調(diào)節(jié)物：cAMP

。葡萄糖可促使cAMP濃度降低

機理：cAMP與CAP結(jié)合形成復(fù)合物，促使CAP結(jié)合CAP位點，激活RNA聚合酶

4、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)負性調(diào)節(jié)與CAP正性調(diào)節(jié)兩種機制協(xié)調(diào)合作

功能相關(guān)基因協(xié)調(diào)合作，共同表達二、其它操縱子2、阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)誘導(dǎo)物：別乳糖（由乳糖轉(zhuǎn)變而來）第三節(jié)真核基因表達調(diào)控

一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點

二、真核基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)

1、順式作用元件：啟動子、增強子、沉默子

啟動子（promoter）：RNA聚合酶結(jié)合位點周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，包括至少一個轉(zhuǎn)錄起始點及一個以上的機能組件（TATA盒、GC盒、CAAT盒，等）

典型的啟動子由TATA盒及上游的CAAT盒和/或GC盒組成

第三節(jié)真核基因表達調(diào)控一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點二、真核基增強子（enhancer）：遠離轉(zhuǎn)錄起始點、決定基因的時空特異性表達、增強啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列，它的作用方式通常與方向、距離無關(guān)。增強子也是由若干機能組件──增強體（enhanson）組成

有些機能組件既可在增強子、也可在啟動子中出現(xiàn)

沉默子（silencer）：結(jié)合特異蛋白因子時對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用

增強子（enhancer）：遠離轉(zhuǎn)錄起始點、決定基因的時空特2、反式作用因子：基本因子、特異因子

2.1基本轉(zhuǎn)錄因子：是RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子,決定三種RNA轉(zhuǎn)錄的類別。TFⅡD是通用的基本因子

多數(shù)基本因子是不同RNA聚合酶所特有的

2.2特異轉(zhuǎn)錄因子：為個別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因的時間、空間特異性表達

3、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)：DNA結(jié)構(gòu)域、二聚化結(jié)構(gòu)域、轉(zhuǎn)錄激活區(qū)

2、反式作用因子：基本因子、特異因子2.1基本轉(zhuǎn)Commonpatternsofregulationoftranscriptioninitiation

負性調(diào)節(jié)正性調(diào)節(jié)1、誘導(dǎo)表達2、阻遏表達3、阻遏表達4、誘導(dǎo)表達調(diào)控方式Commonpatternsofregulation基因表達基因表達高等生物酵母調(diào)控元件啟動子的常見組件原核生物Consensussequenceforpromotersthatregulatetheexpressionofgenesinvolvedintheheat-shockresponseinE.coli.BindingofRNApolymerasetoheat-shockpromotersismediatedbyaspecializedβsubunitoftheenzymecalledσ32,whichreplacesσ70高等生物酵母調(diào)控元件啟動子的常見組件原核生物ConsensuAnoperon.GenesA,B,andCaretranscribedononepolycistronicmRNA.Typicalregulatorysequencesincludebindingsitesforproteinsthateitheractivateorrepresstranscriptionfromthepromoter操縱子結(jié)構(gòu)激活蛋白結(jié)合位點阻遏蛋白結(jié)合位點啟動子調(diào)控序列結(jié)構(gòu)基因調(diào)控元件Anoperon.GenesA,B,andCa調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白Aspace-fillingrepresentationofaCAPhomodimerboundtoDNA.Basepairsrecognizedbytheproteinareshowningreen,andaminoacidsidechainsthatbindtothesebasepairsareshowninred.NotethebendingoftheDNAaroundtheprotein

DNA-蛋白質(zhì)相互作用Aribbonrepresentationwithsubunitsshowninwhiteandlightblue.Thehelix-turn-helixDNA-bindingmotifisshowninred.BoundmoleculesofcAMPareshownindarkblue.CAP同源二聚體Aspace-fillingrepresentationThebacteriophageλrepressorboundtoDNA.Thetwoidenticalsubunitsofthedimericproteinareshowningrayandlightblue.噬菌體阻遏蛋白DNA-蛋白質(zhì)相互作用ThebacteriophageλrepressorTwoexamplesofspecificaminoacid-basepairinteractionsthathavebeenobservedinthestructuresofDNA-boundregulatoryproteinsDNA-蛋白質(zhì)相互作用Twoexamplesofspecificamino噬菌體434阻遏蛋白thehelix-turn-helixmotifineachisshowninredandyellow.TheredhelicesaretherecognitionhelicesDNA-蛋白質(zhì)相互作用噬菌體434阻遏蛋白thehelix-turn-hel調(diào)控機理調(diào)控機理1、抑制狀態(tài)2、誘導(dǎo)狀態(tài)一、乳糖操縱子的負性調(diào)節(jié)乳糖操縱子1、抑制狀態(tài)2、誘導(dǎo)狀態(tài)一、乳糖操縱子的負性調(diào)節(jié)乳糖操縱子乳糖操縱子的負性調(diào)控結(jié)構(gòu).Thebasesshadedbeigeexhibittwofold(palindromic)symmetryabouttheaxisindicatedbythedashedline.

乳糖操縱子乳糖操縱子的負性調(diào)控結(jié)構(gòu).Thebasesshaded2、別乳糖的生成誘導(dǎo)物的結(jié)構(gòu)1、丙基硫代半乳糖苷乳糖操縱子2、別乳糖的生成誘導(dǎo)物的結(jié)構(gòu)1、丙基硫代半乳糖苷乳糖操縱子二、乳糖操縱子的正性調(diào)節(jié)正性調(diào)控序列啟動子結(jié)構(gòu)乳糖操縱子二、乳糖操縱子的正性調(diào)節(jié)正性調(diào)控序列啟動子結(jié)構(gòu)乳糖操縱子正性調(diào)控乳糖操縱子正性調(diào)控乳糖操縱子三、乳糖操縱子的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)1、只有正性誘導(dǎo)物2、同時有正、負性誘導(dǎo)物3、無正、負性誘導(dǎo)物4、只有負性誘導(dǎo)物乳糖操縱子三、乳糖操縱子的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)1、只有正性誘導(dǎo)物2、同時有正、負性色氨酸操縱子色氨酸操縱子色氨酸操縱子阻遏蛋白結(jié)構(gòu)色氨酸操縱子阻遏蛋白結(jié)構(gòu)色氨酸操縱子的前導(dǎo)序列色氨酸操縱子色氨酸操縱子的前導(dǎo)序列色氨酸操縱子前導(dǎo)序列的配對方式色氨酸操縱子前導(dǎo)序列的配對方式色氨酸操縱子色氨酸操縱子的衰減機理1、Trp濃度高時衰減2、Trp濃度低時轉(zhuǎn)錄色氨酸操縱子的衰減機理1、Trp濃度高時衰減2、Trp濃度低阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子噬菌體操縱子噬菌體操縱子其它操縱子類型其它操縱子類型TheSOSresponseinE.coli.TheLexAproteinistherepressorinthissystem,withanoperatorsite(indicatedinred)neareachgene.(a)TherecAgeneisnotentirelyrepressedbytheLexArepressor,andabout1,000RecAproteinmonomersarenormallyfoundinthecell.(b)WhenDNAisextensivelydamaged(e.g.,byUVlight),DNAreplicationishaltedandthenumberofsingle-strandgapsintheDNAincreases.(c)RecAproteinbindstothissingle-strandedDNA,activatingtheprotein'scoproteaseactivity.(d)WhileboundtoDNAtheRecAproteinfacilitatesthecleavageandinactivationoftheLexArepressor.Whentherepressorisinactivated,theSOSgenes,includingrecA,areinduced.RecAproteinlevelsincrease50-to100-foldSOS反應(yīng)TheSOSresponseinE.coli.TSOS反應(yīng)SOS反應(yīng)細菌鞭毛蛋白重組細菌鞭毛蛋白重組AleucinezipperfromtheyeastactivatorproteinGCN4.Thehelicesareshowninwhiteandlightblue.TheinteractingLeuresiduesareshowninredandpurple.一、亮氨酸拉鏈（Leucinezippers）閉合拉鏈開放拉鏈拉鏈全貌反式作用因子Aleucinezipperfromtheyea亮氨酸拉鏈反式作用因子亮氨酸拉鏈反式作用因子堿性α螺旋反式作用因子堿性α螺旋反式作用因子鋅指結(jié)構(gòu)反式作用因子鋅指結(jié)構(gòu)反式作用因子(a)AribbonrepresentationofasinglezincfingerderivedfromtheregulatoryproteinZif268.Thezincatomisinorangeandtheaminoacidresiduesthatcoordinateit(twoHisandtwoCys)areshowninred.鋅指結(jié)構(gòu)(b)Threezincfingers(lightblueandgray)fromZif268areshowncomplexedwithDNA.Thezincatomsareagainshowninorange.

反式作用因子(a)Aribbonrepresentationof真核基因表達調(diào)控真核基因表達調(diào)控(a)TypicaleukaryotictranscriptionalactivatorsthataffectRNApolymeraseII.TFIIDisageneraltranscriptionfactor.CTFI,GAL4,andSplaretranscriptionalactivatorsthatbindtospecificDNAsites.PPP:proline-rich;--:acidic;QQQ:glutamine-r