分子生物学 第七章

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分子生物学 第七章 蛋白质的生物合成

分子生物学 第七章 蛋白质的生物合成
第七章 蛋白质的生物合成
7.1 遗传密码 7.2 tRNA 7.3 氨酰-tRNA合成酶 7.4 核糖体 7.5 与蛋白质合成有关的因子 7.6 蛋白质合成的生物学机制 7.7 蛋白质转运机制
比DNA复制和转录更为复杂的过程

氨基酸活化与转运----这个过程是在氨基酸活化酶和镁 离子作用下把氨基酸激活成为活化氨基酸。 起始----核糖体与mRNA结合并与氨酰基tRNA生成起 始复合物。 延伸----由于核糖体沿mRNA5’端向3’端移动,开始了 从N端向C端的多肽合成,这是蛋白质合成过程中速度 最快的阶段。 终止以及肽链的释放,核糖体从mRNA上解离,准备 新一轮合成反应。
(3)校正tRNA 校正tRNA分为无义突变及错义突变校正。 无义突变:在蛋白质的结构基因中,一个核 苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码 子变成终止密码子(UAG、UGA、 UAA),使蛋白质合成提前终止,合成无 功能的或无意义的多肽。

错义突变是由于结构基因中某个核苷酸
的变化使一种氨基酸的密码变成另一种 氨基酸的密码。 错义突变的校正tRNA通过反密码子区的 改变把正确的氨基酸加到肽链上,合成 正常的蛋白质。(摆动原理现象)
结合的AA-tRNA分开。

7.1.3 遗传密码的特点
⑴连续性
⑵简并性与偏爱性
⑶通用性与专一性
(特殊性)
⑷终止密码
⑸密码子与反密码子

简并性: 由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象。 18种氨基酸都有一个以上的密码子 。
同义密码子。
只有精氨酸是个
例外,因为在真 核生物中CG双联
7.2 tRNA
7.2.1 tRNA的结构 由于链内的碱基互 补配对,tRNA呈现

分子生物学第七章原核生物基因表达调控

分子生物学第七章原核生物基因表达调控
基因表达调控对于生物体的正常生长、发育、代谢和应激反应等 过程至关重要,是生物体适应环境变化和维持内环境稳态的重要 机制。
原核生物基因表达调控的特点
01
原核生物基因表达调控通常由特 定的转录因子、RNA聚合酶以及 其他调控蛋白介导,通过与DNA 的结合或解离来调节基因转录。
02
原核生物基因表达调控具有快速 响应环境变化的特点,能够在短 时间内调整基因表达模式,以适 应外界刺激和压力。
翻译后加工的调控
翻译后加工的调控
在翻译后加工阶段,新合成的蛋白质经过一系列修饰和加工,最终成为具有生物学活性的蛋白质。原 核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性来调控翻译后加工过程。此外,原核生物还可以通过控制 蛋白质的稳定性来影响其功能和表达水平。
总结
翻译后加工是基因表达调控的重要环节,原核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性,以及蛋白质 的稳定性来精细调控基因表达。
翻译延伸的调控
翻译延伸的调控
在翻译延伸阶段,核糖体沿着mRNA移动,将氨基酸组装成蛋白质。原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活 性,以及核糖体的合成和组装来调控翻译延伸。此外,原核生物还可以通过控制mRNA的结构和稳定性来影响翻 译延伸。
总结
翻译延伸是基因表达调控的重要环节,原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活性,以及核糖体的合成和组装, 以及mRNA的结构和稳定性来精细调控基因表达。
翻译起始的调控
原核生物通过控制翻译起始来调控基因表达。在翻译起始阶段, mRNA与核糖体结合,招募翻译所需的起始因子和其他成分。原 核生物通过控制起始因子的合成和活性,以及mRNA与核糖体的 结合来调控翻译起始。
总结
翻译起始是基因表达调控的重要环节,原核生物通过控制翻译起 始因子的合成和活性,以及mRNA与核糖体的结合来精细调控基 因表达。

第七章 真菌的分子生物学鉴定方法

第七章  真菌的分子生物学鉴定方法

RAPD是一种比较精细的分子标记技术,单个碱基的改 变有可能对扩增片断的多态性产生明显的影响。
国内有人利用RAPD对白色念珠菌、淋球菌、水稻白叶 枯病菌进行分型取得了很好的结果。 黄勃等人利用 RAPD 技术对拟青霉属菌株进行分类鉴定时,发现
RAPD 指纹图谱在拟青霉属不同种间具有明显的种的
特异性,可以区别所有形态近似的种类,但对比RAPD
(二)真菌线粒体DNA限制性片段长度多态性(RFLP)分析 限制性片段长度多态性分析(restriction fragment length polymorphism, RFLP),将目标DNA序列经一定数目和种类的限 制性内切酶(RE)进行酶切,由于不同生物体的基因组DNA在限制性 内切酶的酶切位点的遗传信息有差异, 限制性内切酶在其上的识别
例——捕食线虫真菌的分类发展
粘球和 非收缩环
节丛孢
收缩环
单顶孢
菌网
隔指孢
粘性分枝
分子生物学鉴定方法包括DNA碱基组成 (G+C)mol%、限制性片段长度多态性(RFLP)、 随机扩增多态性 (RAPD) 、Southerm印迹分析 脉冲电场凝胶电泳(PFGE)以及小亚基rDNA(或 rRNA)序列测定等。 过去依赖形态和生理生化等表型特征描述逐 渐引入分子生物学鉴定方法,按其亲缘关系和 客观的反映系统发育的规律对真菌进行自然分 类,达到人们追求已久的自然分类目的,无疑 是分类学发展过鉴定等的很好的分子 标记,已经被成功地用于动物、植物、人和微生物的遗 传多样性检测、基因定位、品系鉴定、医学诊断、遗传 图谱构建和系统学研究等。 在分析生物间系统发育关系、分析突变以及亲缘关系鉴 定等方面显示出卓越的功能,一些表型上不能反映的遗传 物质的细微变化都可以通过RAPD技术显示出来。

分子生物学复习总结题-第七章-基因表达调控

分子生物学复习总结题-第七章-基因表达调控

第七章基因表达调控一、选择单选:1. 关于“基因表达”的概念叙述错误的是A. 其过程总是经历基因转录及翻译的过程B. 某些基因表达产物是蛋白质分子C. 某些基因表达经历基因转录及翻译等过程D. 某些基因表达产物是RNA分子E. 某些基因表达产物不是蛋白质分子2. 关于管家基因叙述错误的是A. 在生物个体的几乎各生长阶段持续表达B. 在生物个体的几乎所有细胞中持续表达C. 在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达D. 在生物个体的某一生长阶段持续表达E. 在一个物种的几乎所有个体中持续表达3. 目前认为基因表达调控的主要环节是A. 翻译后加工B. 转录起始C. 翻译起始D. 转录后加工E. 基因活化4. 顺式作用元件是指A. 基因的5’、3’侧翼序列B. 具有转录调节功能的特异DNA序列C. 基因的5’侧翼序列D. 基因5’、3’侧翼序列以外的序列E. 基因的3’侧翼序列5. 一个操纵子(元)通常含有A. 数个启动序列和一个编码基因B. 一个启动序列和数个编码基因C. 一个启动序列和一个编码基因D. 两个启动序列和数个编码基因E. 数个启动序列和数个编码基因6. 反式作用因子是指A. 对自身基因具有激活功能的调节蛋白B. 对另一基因具有激活功能的调节蛋白C. 具有激活功能的调节蛋白D. 具有抑制功能的调节蛋白E. 对另一基因具有功能的调节蛋白7. 乳糖操纵子(元)的直接诱导剂是A. 葡萄糖B. 乳糖酶C. β一半乳糖苷酶D. 透酶E. 别乳糖8. Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子(元)的A. CAP结合位点B. O序列C. P序列D. Z基因E. I某因9. cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在A. 葡萄糖及cAMP浓度极高时B. 没有葡萄糖及cAMP较低时C. 没有葡萄糖及cAMP较高时D. 有葡萄糖及cAMP较低时E. 有葡萄糖及CAMP较高时10. Lac阻遏蛋白由A. Z基因编码B. Y基因编码C. A基因编码D. I互基因编码E. 以上都不是11. 色氨酸操纵子(元)调节过程涉及A. 转录水平调节B. 转录延长调节C. 转录激活调节D. 翻译水平调节E. 转录/翻译调节12.基因表达的产物不包括A.蛋白质B. mRNAC. rRNAD. SnRNAE. tRNA13.真核基因调控中最重要的环节是A. 基因重排B. 基因转录C. DNA的甲基化与去甲基化D. mRNA的衰减E. 翻译速度14.RNA聚合酶结合于操纵子的A. 结构基因起始区B. 阻遏物基因C. 诱导物D. 阻遏物E. 启动子15. cAMP对转录的调控作用是通过A. cAMP转变为CAPB. CAP转变为CampC. 形成cAMP-CAP复合物D. 葡萄糖分解活跃,使cAMP增加,促进乳糖利用来扩充能源E. cAMP是激素作用的第二信使,与转录无关16. 原核生物与DNA结合并阻止转录进行的蛋白质称为A. 正调控蛋白B. 阻遏物C. 诱导物D. 反式作用因子E. 分解代谢基因激活蛋白17.增强子A. 是特异性高的转录调控因子B. 是真核生物细胞内的组蛋白C. 原核生物的启动子在真核生物中就称为增强子D. 是增强启动子转录活性的DNA序列E. 是在结构基因的5'-端的DNA序列18.关于色氨酸操纵子的错误叙述是:A.trpR参与阻抑调控B.色氨酸阻抑结构基因转录C.前导序列参与色氨酸操纵子的衰减调控D.色氨酰tRNA参与色氨酸操纵子的衰减调控E.前导序列的序列3和序列4形成衰减子结构多选:1、基因表达调控环节包括A.DNA复制B.转录起始C.转录后加工D. mRNA降解E.翻译2、关于原核生物基因表达A.每个原核细胞的一切代谢活动都是为了适应环境而更好地生存和繁殖B.操纵子是原核生物绝大多数基因的表达单位C.原核生物基因表达的特异性由 因子决定D.原核生物基因表达既存在正调控,又存在负调控E.转录起始是原核生物基因表达主要的调控环节3、原核生物基因的调控序列包括A.启动子B.终止子C.操纵基因D.增强子E.衰减子4、原核生物基因的调控蛋白包括A.特异因子B.起始因子C.延长因子D.激活蛋白E.阻抑蛋白5、乳糖操纵子包含以下哪些结构?cZB. lacAC. lacOD. lacPE. lacI6、关于乳糖操纵子的错误叙述是:A.乳糖操纵子编码催化乳糖代谢的3种酶cI促进乳糖操纵子转录C.别乳糖促进乳糖操纵子转录D.CAP促进乳糖操纵子转录E.cAMP抑制CAP的激活效应7、色氨酸操纵子的结构A.含trpYB.含trpAC.含trpOD.含trpPE.含前导序列8、与RNA聚合酶活性调控有关的成分有A.tRNAB.核糖体C.严谨因子D.鸟苷五磷酸E.鸟苷四磷酸9、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述,正确的A. 葡萄糖与乳糖并存时,细菌优先利用乳糖B. cAMP-CAP复合物结合于启动子上游C. 葡萄糖充足时,cAMP水平不高D. cAMP可与CAP结合成复合物E. 葡萄糖和乳糖并存时,细菌优先利用葡萄糖10、原核生物基因表达在翻译水平上的调控与那些因素有关?A.mRNA前体后加工B. mRNA稳定性C. SD序列D.翻译阻抑E.反义RNA11、以下哪些环节存在真核生物的基因表达调控A.DNA和染色质水平B.转录水平C. 转录后加工水平D. 翻译水平E. 翻译后加工水平12、与原核生物相比,真核生物的基因表达调控的特点是A.转录的激活与转录区染色质结构的变化有关B.转录和翻译分隔进行,具有时空差别C.转录后加工更复杂D.既有瞬时调控又有发育调控E.转录调控以正调控为主13、在真核生物基因表达调控过程中,DNA水平的调控包括哪些内容A.染色质结构改变B. DNA甲基化C. 基因重排D. 基因扩增E.染色质丢失14、关于真核生物基因表达转录水平的调控A.转录水平的调控实际上是对RNA聚合酶活性的调控B.RNA聚合酶Ⅱ是转录调控的核心C.转录水平的调控主要通过RNA聚合酶、调控序列和调控蛋白的相互作用来实现D.真核生物的调控序列又称顺式作用元件E.真核生物基因表达的调控蛋白即转录因子,又称为反式作用因子15、真核生物的调控序列有哪些?A.启动子B.终止子C.增强子D.沉默子E.衰减子16、哪些属于真核生物基因表达的调控蛋白A.转录因子B.反式作用因子C.通用转录因子D. 反式激活因子E.共激活因子17、哪些是真核生物调控蛋白所含的DNA结合域A.螺旋-转角-螺旋B.锌指C.富含脯氨酸域D.亮氨酸拉链E.螺旋-环-螺旋。

92184-分子生物学-第七章 蛋白质变异效应与短肽

92184-分子生物学-第七章 蛋白质变异效应与短肽

线 粒 体 呼 吸 链 膜 蛋 白 复 合 体 Ⅱ 的 三 维 结 构
HIV-1亚型膜蛋白V3环的氨基酸变异引起的效应
不同HIV-1亚型膜蛋白V3环的氨基酸序列特征及变异 特点,病毒V3顶端的四肽特征主要为: AE亚型GPGQ 48% 、B亚型GPGR 36%、其他形式16% 。
还发现DQDR、DQGQ等少见V3环顶端四肽组成形 式。
当tau蛋白发生高度磷酸化、异常糖基化、异常截 断作用以及泛素蛋白化时,tau蛋白就失去对微管 的稳定作用,神经纤维退化,功能丧失,引起中 枢神经系统变性疾病。
第三节 错误折叠蛋白质引起的变异效应
错误折叠蛋白质通常产生三种效应:
被细胞防御机制降解,导致功能缺失; 发生错误定位,导致细胞功能紊乱; 错误折叠蛋白质相互聚集形成淀粉样沉积
线粒体膜蛋白氨基酸突变引起一些疾病
人类有很多疾病诸如嗜铬细胞瘤、副神经节瘤和李氏症等 均与线粒体复合物II的翻译提前终止或氨基酸突变相关, 这些疾病多表现为氧自由基引起的神经性紊乱,而氧自由 基的产生与电子在线粒体复合物II中传递中的泄漏有关。
通过线粒体复合物II的结构,对已知的与人类疾病相关的 该复合物的突变位点进行了精确定位,发现这些突变位点 均位于电子传递体或醌结合位点的周围,它们的突变或影 响了电子传递体的结合,或影响了醌的结合,从而导致电 子传递的中断,逃逸到线粒体基质中或线粒体内膜中,产 生大量氧自由基进而导致肿瘤。
研究发现穿膜肽可以双向穿越细胞膜。它还可以介导如 DNA、多胺类,甚至比自身分子量大很多倍的寡聚核苷酸 进入细胞内。值得一提的是,穿膜时,分子是作为一个整 体插入,而不需要解折叠。该分子完全可以作为一种全新 的载体,它不需要能量,可以挂载的分子的类型多,分子 量大。

医学分子生物学 7 分子生物学常用技术

医学分子生物学 7 分子生物学常用技术

5′
3′
*********G —OH
*********C T T A A — P
3′
5′
5′
3′
P A A T T C*********
OH— G*********
3′ 5′
EcoR I: dATP+ [α-32P]-dTTP
19
根据反应原理确定同位素反应底物名称
• DNA的切口平移标记法 • 随机引物标记法 • DNA的3′末端标记
• 极高的特异性
缺点 半寿期短, 故要随用随标 放射性污染
9
1. DNA探针放射性标记方法
(1) 切口平移标记法 (2) 随机引物标记法 (3) PCR标记法 (4) 5′-末端标记 (5) 3′-末端标记
10
(1) DNA的切口平移标记法
5′
3 ′ 双链DNA
3′
5′
DNase I,Mg2+
② 反应产物的长度与加入的寡核苷酸引物的量呈反比。
当需要较长片段探针,可适当减少随机引物的加入量。
③ 所得到的标记产物为新合成的DNA单链。当采用单链
DNA片段或RNA作为模板时,必须注意得到的标记探针并 不是其本身.
④ 反应条件要控制在pH值6.6,抑制Klenow DNA聚合酶
的3′-5′外切酶的活性。
第七章 分子生物学常用技术
1
第一节 核酸分子杂交
2
*核酸分子杂交:
具有一定互补序列的不同来源的核苷酸单 链在一定条件下按照碱基配对的原则形成
杂交双链的过程。
实质: 核酸分子的变性与复性过程
变性:将双链DNA分子解聚成为单链的过程 复性:使单链聚合成双链的过程,又称为退火. 特点:高度特异性和灵敏性 杂交的双方: (靶,target) --待测序列

分子生物学复习7-9

第七章基因的表达与调控(上)——原核基因表达调控模式(一)基本概念1.基因表达:细胞在生命过程中,把蕴藏在DNA中的遗传信息经过转录和翻译,转变成为蛋白质或功能RNA分子的过程称为基因表达。

2.基因表达调控:围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都统称为基因表达调控。

rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA 的基因表达,因为rRNA或tRNA就具有在蛋白质翻译方面的功能。

3.组成型表达:指不大受环境变动而变化的一类基因表达。

如DNA聚合酶,RNA聚合酶等代谢过程中十分必需的酶或蛋白质的表达。

管家基因:某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达,通常被称为管家基因。

管家基因无论表达水平高低,较少受到环境因素的影响。

在基因表达研究中,常作为对照基因适应型表达:指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。

应环境条件变化基因表达水平增高或从无到有的现象称为诱导,这类基因被称为可诱导的基因;相反,随环境条件变化而基因表达水平降低或变为不表达的现象称为阻遏,相应的基因被称为可阻遏的基因。

4.结构基因:编码蛋白质或功能性RNA的任何基因。

所编码的蛋白质主要是组成细胞和组织基本成分的结构蛋白、具有催化活性的酶和调节蛋白等。

原核生物的结构基因一般成簇排列,真核生物独立存在。

结构基因簇由单一启动子共同调控。

调节基因:参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的编码基因。

①调节基因编码的调节物质通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。

②调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调控的方式(启动或增强基因表达活性调节靶基因,也能以负调控的方式(关闭或降低基因表达活性)调节靶基因。

操纵子:由操纵基因以及相邻的若干结构基因所组成的功能单位,其中结构基因的转录受操纵基因的控制。

(二)原核基因调控的分类和主要特点一、原核生物的基因调控特点:(1)基因调控主要发生在转录水平上,形式主要是操纵子调控.(2)有时也从DNA水平对基因表达进行调控,实质是基因重排。

分子生物学 第7章 RNA复制与逆转录ppt课件


精选ppt课件2021
19
tRNA
R U5 PB
gag
R′ U′5
R U5 PB
gag
R′ U′5
PB
gag
负链 DNA
An
pol
env
U3 R
以 tRNA 为引物开始合成 cDNA 负链
pol
env
U3 R An
RNase H 降解模板 R 和 U5
An
pol
env
U3 R
负链 DNA3′端与模板 R 区配对(第一次跳跃)
精选ppt课件2021
11
7.2.1 RNA复制酶类
由病毒自己编码的RNA复制酶主要是依赖RNA的RNA 聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRP)。
RNA复制酶功能与特性: ⑴ 以“–RNA”为模板合成“+RNA”活性高,而以“+RNA” 为模板合成“–RNA”活性低; ⑵ 合成RNA链方向为5′→3′; ⑶ 能将互补的双链RNA分开; ⑷ 缺少核酸酶活性,校正功能低,差错率高; ⑸ 多数分布在细胞质中,少数在细胞核中; ⑹ 酶活性具有可调控性,复制时,RdRP抑制外壳蛋白表达, 而成熟期,外壳蛋白抑制RdRP活性。
这类病毒包括滤泡性口腔炎病毒、流感病毒、
副流感病毒、莴苣坏死黄化病毒、麻疹病毒、狂犬病毒
等。
脱壳
病毒
RdRP
加工
亲代 –RNA
+RNA ① RdRP
子代
mRNA ② 翻译
–RNA
GpppN GpppN
帽子 mRNA
③ 翻译
子代病毒颗粒 组装
RNA 复制酶 病毒外壳蛋白 致病蛋白

分子生物学第7章 DNA的重组与转座


Barbara McClintock 芭芭拉·麦克林托克) (芭芭拉 麦克林托克) 19021902-1992
C基因-Ds基因-Ac基因: Ac-Ds 控制系统 基因-Ds基因-Ac基因: Ac基因 基因 《玉米易突变位点的由来与行为》(1950),《染色体结构和基 玉米易突变位点的由来与行为》(1950), 因表达》 因表达》(1951)
7.2.2 细菌的特异位点重组
鼠伤寒沙门氏菌H1鞭毛蛋白和 鞭毛蛋 鼠伤寒沙门氏菌 鞭毛蛋白和H2鞭毛蛋 鞭毛蛋白和 白抗原表达的互变,称为鞭毛相转变, 白抗原表达的互变,称为鞭毛相转变, 这种转变是由H片段倒位决定的 片段倒位决定的, 这种转变是由 片段倒位决定的,此倒 位是由于特异重组位点hix发生重组后引 位是由于特异重组位点 发生重组后引 起的。 起的。
整合位点---attB、attP ◘ 整合位点 切除位点---attL、attR 切除位点 整合过程需要λ整合酶 ◘ 整合过程需要 整合酶 (integrase Int)( 编码) )(λ编码) )( 编码 和寄主的整合宿主因子IHF 和寄主的整合宿主因子 (integration host factor) ) 共同作用 ◘ 整合后的附着位点为 attL(BOP’) ( ) attR(POB’) ( )
Ⅰ型:两末端有相同的IS序列,或正向,或反向。 两末端有相同的IS序列,或正向,或反向。 IS序列 Ⅱ型:末端有反向重复序列。如TnA家族 末端有反向重复序列。 TnA家族
Tn A家族: A家族: 家族
TnA是复制型转座的转座子,长约5kb左右 TnA是复制型转座的转座子,长约5kb左右 。 是复制型转座的转座子 5kb 两端具有末端反向重复序列(而不是IS),长约38bp左右 IS),长约38bp左右, 两端具有末端反向重复序列(而不是IS),长约38bp左右, 任一个缺失都会阻止转座。 任一个缺失都会阻止转座。 中部的编码区编码三个基因:转座酶,解离酶和抗性基因, 中部的编码区编码三个基因:转座酶,解离酶和抗性基因, TnA家族都带有抗性标记 TnA家族都带有抗性标记 。 靶位点具有5bp的正向重复序列。 5bp的正向重复序列 靶位点具有5bp的正向重复序列。 解离位点( TnA家族特有的内部位点 家族特有的内部位点。 解离位点(res)是TnA家族特有的内部位点。

分子生物学 第七章试题

一、是非题1、Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子(元)的 P序列。

2、分解代谢物基因激活蛋白(CAP)对乳糖操纵子表达的影响是正调控。

二、单选题1、Lac阻遏蛋白由()A、Z基因编码B、Y基因编码C、 A基因编码D、 I基因编码2、DNA损伤修复的SOS系统()A、是一种保真性很高的复制过程B、LexA蛋白是一系列操纵子的阻遏物C、RecA蛋白是一系列操纵子的阻遏物D、它只能修复嘧啶二聚体3、色氨酸操纵子中的衰减作用最终导()A、DNA复制的提前终止B、在RNA中形成一个抗终止的发夹环C、在RNA中形成一个翻译终止的发夹环D、RNA polymerase从色氨酸操纵子的DNA序列上解离4、色氨酸操纵子的转录调控包括()A、阻遏系统B、阻遏系统和弱化系统C、诱导系统D、诱导系统和弱化系统三、多选题1、基因表达调控可以发生在( )A、转录水平B、复制水平C、转录起始D、翻译水平E、翻译后水平2、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述错误的是( )A、cAMP可与分解代谢基因活化蛋白CAP结合成复合物B、cAMPCAP复合物结合在启动子前方C、葡萄糖充足时,cAMP水平不高D、葡萄糖和乳糖并存时,细菌优先利用乳糖四、填空题1、Trp 操纵子的精细调节包括()机制及()机制等两种机制。

2、胰岛素在胰岛的β细胞表达、而在α 细胞不表达,称为基因表达的()特异性,又称为()特异性。

五、术语解释1、核糖体开关2、RNA干扰3、Operon:(操纵子)4、基因调控(gene regulation)六、简答题1、说明E.Coil 乳糖操纵子如何控制对乳糖的利用?2、说明E.coil 色氨酸操纵子如何控制其结构基因的表达?。

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Molecular Biology
Fifth Edition
Robert F. Weaver Chapter 7 Operons: Fine Control of Bacterial Transcription
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Control of the lac Operon
• The lac operon is tightly controlled, using 2 types of control
– Negative control, like the brake of a car, must remove the repressor from the operator - the “brake” is a protein called the lac repressor – Positive control, like the accelerator pedal of a car, an activator, additional positive factor responds to low glucose by stimulating transcription of the lac operon
• As long as no lactose is available, the lac operon is repressed
7-6
Negative Control of the lac Operon
7-7
Inducer of the lac Operon
• The repressor is an allosteric protein
7-17
Mechanism Summary
• Two competing hypotheses of mechanism for repression of the lac operon
– RNA polymerase can bind to lac promoter in presence of repressor
7-15
The Mechanism of Repression
• The repressor does not block access by RNA polymerase to the lac promoter • Polymerase and repressor can bind together to the lac promoter • Polymerase-promoter complex is in equilibrium with free polymerase and promoter
– Causing the repressor to change conformation that favors release from the operator
• The inducer is allolactose, an alternative form of lactose
7-8
Inducer of the lac Operon
7-16
lac Repressor and Dissociation of RNA Polymerase from lac Promoter
• Without competitor, dissociated polymerase returns to promoter • Heparin and repressor prevent reassociation of polymerase and promoter • Repressor prevents reassociation by binding to the operator adjacent to the promoter • This blocks access to the promoter by RNA polymerase
7-11
Effects of Regulatory Mutations:
Wild-type and Mutated Repressor
7-12
Effects of Regulatory Mutations:
Wild-type and Mutated Operator with Defective Binding
7-5
lac Repressor
• When the repressor binds to the operator, the operon is repressed
– Operator and promoter sequence are contiguous – Repressor bound to operator prevents RNA polymerase from binding to the promoter and transcribing the operon
7-10
Discovery of the Operon
• Using merodiploids or partial diploid bacteria carrying both wild-type and constitutive alleles distinctions could be made by determining whether the mutation was dominant or recessive • Because the repressor gene produces a repressor protein that can diffuse throughout the nucleus, it can bind to both operators in a meriploid and is called a trans-acting gene because it can act on loci on both DNA molecules • Because an operator controls only the operon on the same DNA molecule it is called a cis-acting gene
• All 3 genes are transcribed together producing 1 mRNA, a polycistronic message that starts from a single promoter
– Each cistron, or gene, has its own ribosome binding site – Each cistron can be translated by separate ribosomes that bind independently of each other 7-3
– Binding of one molecule to the protein changes shape of a remote site on that protein – Altering its interaction with a second molecule
• The inducer binds the repressor
7-13
Effects of Regulatory Mutations:
Wild-type and Mutated Operon binding Irreversibly
7-14
Repressor-Operator Interactions
• Using a filter-binding assay, the lac repressor binds to the lac operator • A genetically defined constitutive lac operator has lower than normal affinity for the lac repressor • Sites defined by two methods as the operator are in factes of the lac Operon
• The genes are grouped together:
– lacZ = b-galactosidase – lacY = galactoside permease – lacA = galactoside transacetylase
7.1 The lac Operon
• The lac operon was the first operon discovered • It contains 3 genes coding for E. coli proteins that permit the bacteria to use the sugar lactose
7-18
lac Operators
• There are three lac operators
• The inducer of the lac operon binds the repressor • The inducer is allolactose, an alternative form of lactose
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Discovery of the Operon
During the 1940s and 1950s, Jacob and Monod studied the metabolism of lactose by E. coli •Three enzyme activities / three genes were induced together by galactosides • Constitutive mutants need no induction, genes are active all the time • Created merodiploids or partial diploid bacteria carrying both wild-type (inducible) and constitutive alleles
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