遺傳學(xué)第十四章基因表達(dá)的調(diào)控

遺傳學(xué)第十四章基因表達(dá)的調(diào)控第1頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）大腸桿菌乳糖操縱子的負(fù)調(diào)控

1961，法國(guó)F.Jacob和J.Monod提出乳糖操縱子學(xué)說(shuō)（operonhypothesis).第2頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月野生型乳糖操縱子（I+O+Z+Y+A+）的負(fù)調(diào)控作用◆細(xì)胞中沒(méi)有乳糖時(shí)，阻遏物連到操縱基因上，阻斷轉(zhuǎn)錄，沒(méi)有酶產(chǎn)生?！艏?xì)胞中有乳糖時(shí)，乳糖與阻遏物連接，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生相應(yīng)的酶。第5頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）建立乳糖操縱子模型的相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析1、相關(guān)突變體（1）結(jié)構(gòu)基因本身改變的突變體Z+:能合成β-半乳糖苷酶Z-:不能合成β-半乳糖苷酶（2）組成型突變體沒(méi)有誘導(dǎo)物存在，也能進(jìn)行酶合成的突變型。多發(fā)生在I基因和O基因上。

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lacI-：該組成型突變使阻遏物發(fā)生改變，不能連到操縱基因區(qū)，結(jié)構(gòu)基因總是處于開(kāi)放狀態(tài)。

lacOc：該組成型突變使操縱基因的DNA序列發(fā)生改變，不能與正常的阻遏物分子連接，結(jié)構(gòu)基因處于轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。（3）超阻遏物突變體突變株喪失合成結(jié)構(gòu)基因產(chǎn)物的能力。

lacIs：該突變的效應(yīng)與lacI-相反，產(chǎn)生的阻遏物分子不能與乳糖相互作用，而是連在操縱基因序列上，使結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄關(guān)閉。第8頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、部分二倍體分析

將帶調(diào)節(jié)基因的Fˊ導(dǎo)入E.coliF-細(xì)胞，構(gòu)建不同組合的部分二倍體，比較在乳糖存在或沒(méi)有乳糖時(shí)，野生型和突變型基因的活性。第9頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第10頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、調(diào)節(jié)基因I的功能及其產(chǎn)物分析（1）調(diào)節(jié)基因I的功能P328

表14-1（2）lac阻遏物的晶體結(jié)構(gòu)分析

阻遏物單體。

阻遏物二聚體，連到兩個(gè)21bp的操縱基因DNA片段。第11頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月阻遏物單體第12頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月阻遏物二聚體，連到兩個(gè)21bp的操縱基因DNA片段

第13頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、操縱基因（O）的確定操縱基因序列的突變將導(dǎo)致阻遏物不能識(shí)別和結(jié)合到該部位上。從而造成乳糖利用物質(zhì)繼續(xù)合成。如何識(shí)別突變體Oc和I-

。部分二倍體實(shí)驗(yàn)。5、啟動(dòng)子

RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合部位：

-10區(qū)：序列特征5’-TATGTT-3’-35區(qū)：序列特征5’-TTTACA-3’第15頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）乳糖操縱子的正調(diào)控大腸桿菌的葡萄糖效應(yīng)第16頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、色氨酸操縱子中基因表達(dá)時(shí)的衰減作用（一）色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)編碼色氨酸合成相關(guān)的五個(gè)基因trpE,trpD,TrpC,TrpB,trpA；在這五個(gè)結(jié)構(gòu)基因上游有啟動(dòng)區(qū)和操縱基因（trpO）；在第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因trpE和trpO之間，有一長(zhǎng)達(dá)160bp的核苷酸序列，稱(chēng)為前導(dǎo)序列（L），其中含一段衰減子（A）區(qū)段。第19頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、真核生物基因表達(dá)調(diào)控（一）真核生物基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)1、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中的兩種主要成分（1）順式調(diào)節(jié)元件啟動(dòng)子；近啟動(dòng)子；增強(qiáng)子和沉默子。（2）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白（反式作用因子）轉(zhuǎn)錄因子；激活因子；鋪激活因子；阻遏物。第26頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、染色質(zhì)修飾與基因表達(dá)

DNA甲基化與基因組印跡。如小鼠基因組中IGF-Ⅱ基因。第27頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控1、選擇性剪接如小鼠前速激肽mRNA（preprotachykininmRNA，PPTmRNA）的不同剪接

PPT基因中的兩個(gè)外顯子P和K，P神經(jīng)肽主要存在于神經(jīng)組織中；K神經(jīng)肽主要發(fā)現(xiàn)于腸和甲狀腺中。當(dāng)剪接除去所有內(nèi)含子和K外顯子時(shí)，產(chǎn)生α-PPTmRNA，翻譯產(chǎn)生P神經(jīng)肽。當(dāng)剪接只除去內(nèi)含子時(shí),產(chǎn)生β-PPTmRNA，翻譯產(chǎn)生P和K神經(jīng)肽。第28頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小鼠前速激肽mRNA（preprotachykininmRNA，PPTmRNA）的不同剪接第29頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、反式剪接第30頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、RNA編輯第31頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（