分子遗传学第8章原核生物基因表达调控.ppt

Salmonell H1 H2 相变（phase variation） 负责合成两种鞭毛的基因位于不同的染色体座位。H2基因是和另一个编码H1阻遏物基因rh1紧密连锁，这两个基因协同表达。处于2相时，在H2基因表达的同时，阻遏物基因也得到表达,且阻止了H1基因的合成；在1相时，H2基因和rh1基因都不表达，这样H1基因就进行合成。在此控制途径中，细菌的相取决于H2-rh1转录单位是否有活性。 * 当前第126页\共有184页\编于星期五\3点 这个转录单位的活性是由与它相邻接的一个DNA片段来控制的，此片段长995bp，两端是长14bp的反向重复序列（IRL和IRR）。H2的起始密码子在反向重复序列IRR右侧16bp处。 含有hin基因的DNA片段在IRL（左反向重复序列）和IRR（右反向重复序列）之间，其产物Hin（H segment inversion）蛋白通过反向重复序列之间的交互重组来介导整个片段的倒位。Hin基因突变会使倒位的频率降低为野生型的10-4。 * 当前第127页\共有184页\编于星期五\3点 H2-rh1转录单位的启动子位于倒位片段之中，启动和转录单位方向相同时，转录在启动子处起始，而且持续通过H2-rh1,导致2相的表达。当Hin片段倒位时启动子和转录单位方向不同，转录单位不能表达，从而导致了1相表达。 * 当前第128页\共有184页\编于星期五\3点 Molecular biology of Salmonell H1 & H2 phase variation on on off off rh1-p * 当前第129页\共有184页\编于星期五\3点 Fla. Mov. H1 O Hin H2 rh1 (repressor) IR L (1-14) IR R (982-995) P P Hin-P transposase H2 flagellin H1 repressor Fla.-P Fla. Mov. H1 O Hin H2 rh1 (repressor) IR L (1-14) IR R (982-995) P P H1 flagellin 非复制型原位转座 H2－rH1转录单元的表达受其上游一段DNA序列的排列方向控制 H2基因的AUG与此序列间隔16bp,但P位于995序列的末端 * 当前第130页\共有184页\编于星期五\3点 相变的意义： 逃脱寄主抗体的进攻 若细菌侵染寄主时处于I相，则产生H1型鞭毛蛋白，寄主可能针对H1型鞭毛蛋白产生抗体；而细菌利用相变的手段产生0.1%的II相细菌后代，又可以在寄主体内生存和繁衍 随机应变 以求生存 * 当前第131页\共有184页\编于星期五\3点 8.3 翻译水平上的调控 * 当前第132页\共有184页\编于星期五\3点 8.3.1 Operon内各基因以一定的比例协调翻译 Lac. Operon Z : Y : A = 5 : 2 : 1 * 当前第133页\共有184页\编于星期五\3点 8.3.2 Modulate—codon usage & tRNA 对蛋白质翻译速率的调控 一个氨基酸可以由几个不同的密码子编码，不同密码的偏爱性与tRNA分子的丰富度相适应，mRNA中出现利用率低的密码子，对应的tRNA 数量也较少，氨酰基-tRNA与之结合速率及释放速度相应也较少。这一tRNA的丰富度是受其基因tDNA的拷贝数决定的，在翻译的进程中核糖体往往会在那些稀有密码子上停工待料，从而放慢翻译速度，起到“减速挡”作用。这类调谐密码子的位点及密度是长期进化过程中形成的一种在翻译水平上的调控机制，广泛存在于原核生物中。 * 当前第134页\共有184页\编于星期五\3点 8.3.3 蛋白质合成的自体调控 --------蛋白质与自身mRNA结合 A. 核糖体蛋白质合成的自体调控 E. coli 组成核糖体的蛋白质50种以上 一个核糖体内（除S7/S12具有4个分子外） 其他蛋白均仅为1个分子 * 当前第135页\共有184页\编于星期五\3点 在大肠杆菌中核糖体蛋白的合成与rRNA合成是严格协调的。这种调控机制的主要特点表现为：不同的核糖体蛋白基因分布于不同的操纵子中。如S7,L5,L4,S4,L1等。这些调节子蛋白具有双功能作用，它们即可作为核糖体蛋白与rRNA结合组装核糖体，又可