1、1,二、 trp衰减子的作用机制 （一）trp mRNA的前导序列的结构（图823） （二）衰减子的作用机制 1，trp mRNA前导序列的二级结构（图824） 2， trp mRNA前导序列转录与翻译的时空关系,2,3，Trp对衰减子作用的影响（图825） （1）Trp存在时（图825，a） （2）Trp（或Arg）饥饿时（图825，b） （3）其他Aa（如Gly）饥饿时（图825，c） 4，Trp衰减子模型的实验证据,3,三、衰减子的普遍性及其生物学意义 1，普遍性 （1）结构共性 （2）作用机制共性 2，衰减子的作用机制可被看作是一种可阻遏的正调控,4,3，衰减子调控的生物学意义 （1）
2、调控更为灵敏 （2）对代谢产物的反应更为直接 （3）调控更为精细,5,四、负责核苷酸合成的基因的衰减子 （一）天门冬氨酸转氨甲酰酶操纵元（pyr BI操纵元）前导序列结构 （二）pyr BI操纵元衰减子作用的机制（图826） 1， UTP含量较低时 2，UTP充足时,6,第七节 翻译水平的调控,一、反义RNA的调控作用 （一）micRNA （mRNA -interfering complementary RNA）及其作用位点 1，micRNA 2，micRNA的作用位点,7,3，反义RNA的作用方式 （1）与mRNA的核糖体结合位点结合，使翻译不能起始 （2）与mRNA结合形成双链结构，成为核
3、酸内切酶的底物，从而使mRNA不稳定 （3）与转录物结合，使转录提前终止,8,（二）大肠杆菌外膜蛋白基因表达中micRNA的作用 1，渗透压对ompC，ompF基因表达的影响 2，micF RNA对ompF基因表达的调控,9,（三）噬菌体C蛋白对晚期基因表达调控的机制 1，PaQ及其转录产物 2，PaQ对Q基因表达的调控 （1）抑制Q基因mRNA的翻译 （2）由于PaQ的转录活性很高，可以抑制PR的转录，使Q基因的mRNA转录减少 （3） PaQ的作用的证据,10,（四）反义RNA的应用 1，研究应用 2，临床应用,11,二、mRNA二级结构对基因表达的影响 （一） mRNA二级结构对自身翻译
4、的影响 1，单链噬菌体MS2家族噬菌体基因的表达产物（图8-29）,12,（1） A基因：编码附着蛋白 （2）CP基因：编码衣壳蛋白 （3） rep基因：编码复制酶 （4）溶菌基因：裂解蛋白,13,2，R17噬菌体mRNA二级结构对翻译的影响 （1） R17正链RNA的特点 （2）基因的翻译的过程,14,（3） R17正链RNA复制过程中的二级结构对翻译的影响 A，R17正链RNA的复制 B， R17正链RNA的复制时A基因的翻译（图8-30）,15,（二） mRNA二级结构对自身寿命的影响 1，影响mRNA降解速度的因素 （1）mRNA降解不是内切酶随机切割的结果 （2）核糖体对mRNA寿命
5、无重要影响 （3）mRNA末端二级结构的作用,16,2，mRNA中二级结构对int基因寿命的影响 （1）溶菌周期的int基因表达产物 N蛋白的作用使RNA聚合酶转录出含int基因的产物L2 L2转录产物的结构（图8-31） sib位点 返回调控,17,（2）溶原周期的int基因表达 （3）从溶原生长向溶菌生长转变时int基因的表达,18,3，S12-引发酶-亚基操纵元mRNA二级结构对基因寿命的影响（图8-18） （1） S12-引发酶-亚基操纵元结构（P304） 转录产物的降解：先由RNA内切酶在引发酶和亚基之间切断，然后由外切酶从3末端发生降解,19,（2）引发酶部分mRNA的降解 降解最
6、快 （3） S21基因和亚基编码区的mRNA的降解 均有发夹结构，较稳定 S21基因的mRNA还具衰减子结构，更为稳定,20,三、蛋白质合成的自体调控 控制自身mRNA的可翻译性的蛋白质：多数为核酸结合蛋白质，或是与核酸相互作用的蛋白质,21,1， RF2对自身mRNA翻译的控制 （1）RF2 mRNA结构 编码340个Aa 有两个ORF：ORF0（编码25个Aa，终止密码UGA）和ORF1（编码315个Aa，终止密码UAA）,22,（2）RF2mRNA的翻译 RF2充足时：核糖体翻译完ORF1在UGA处肽链合成终止 RF2缺乏时：核糖体到达UGA时不能释放，发生一个碱基的移框，继续合成下游的
7、315个Aa。RF1促进核糖体在UAA的释放,23,(3)移框窗口 必需保留15个核苷酸，才能保证30%以上的移框效率 窗口内部SD序列对移框有重要作用,24,2，核糖体蛋白质合成的自体调控 （1） E coli基因表达机构的蛋白质及其基因的操纵元 A，蛋白质种类 有70余种：核糖体蛋白质（50多种），辅助蛋白质，RNA聚合酶的亚基和辅因子 B，操纵元数目：六个,25,C，操纵元中不同基因表达的差异性 核糖体蛋白质：绝大多数一个核糖体一个（L7L12有4个） EFTu：每个细胞中是核糖体数的10倍 RNA聚合酶的亚基：比核糖体少,26,（2）核糖体蛋白质合成的自体调控 A，有自体调控作用的核糖
8、体蛋白的特点 在核糖体中直接与rRNA结合 能与rRNA的结合（亲和力较高），也可与mRNA结合（亲和力较低），两种结合序列有很大的同源性，并有相似的二级结构,27,B，核糖体蛋白质合成的自体调控作用（图833） 当细胞中有游离rRNA时，与rRNA结合，参与核糖体装配 当细胞中无游离rRNA时，与mRNA结合（位点包含或靠近S-D序列），影响蛋白质的翻译，实现自体负调控,28,C，同一个操纵元中不同基因的表达调控 无独立的S-D序列的基因：连在一起，受共同的调控蛋白控制 有独立的S-D序列的基因：不受调控蛋白控制,29,例子：L11操纵元中，L1基因的mRNA无S-D序列， 与L11基因连在
9、一起，两者的翻译均受L1蛋白质的负调控,30,四、严谨反应 （一）严谨反应 1，定义 细菌对不良的营养条件所产生的一系列反应 2，生理变化 RNA、核苷酸、碳水化合物、脂类合成速度下降；蛋白质降解速度加快；,31,（二）严谨反应的触发器及报警信号 1，触发器 位于核糖体A位无活性的氨酰基-tRNA（可由氨基酸缺乏或氨酰基-tRNA合成酶的失活引起）,32,2，报警信号 空转反应：无负载的氨酰基-tRNA造成GTP消耗的同时不合成新的肽键 空转反应的后果：发出报警信号 PPGPP （魔斑I ）， PPPGPP魔斑,33,其他报警信号：APPPPA，在原核细胞tRNA缺乏或真核细胞复制停顿时产生,
10、34,3，严谨反应相关的基因 relA基因：编码严谨因子 L11：核糖体50S亚基组分 tRNA 的TC环 4，报警信号的作用机制 不详,35,第八节 DNA序列重排 对基因转录的调控,一、沙门氏菌的相（phase) 1，细菌的相与鞭毛蛋白的关系 I相：H1基因编码H1型鞭毛蛋白，细菌处于I相 II相：H2基因编码H2型鞭毛蛋白，细菌处于II相,36,2，相变 细菌分裂时，以1/1000的频率产生另一相的后代 二、决定沙门氏菌相的因素 1，H1，H2基因的位置 位于染色体的不同区域,37,2，H2rh1转录单元的作用（图836） （1）H2rh1转录单元 H2基因与rh1基因紧密连锁 （2）r
11、h1基因产物 H1基因的阻遏蛋白 （3）H2rh1转录单元的表达对相的影响 细菌处于II相，H1基因表达被阻遏,38,3， H2rh1转录单元的表达调控（图837） （1） 995bp的可倒位序列 位于H2rh1转录单元的上游 两端有14个碱基的倒转重复序列 末端有启动子,39,（2） hin基因产物的功能 催化995bpDNA的倒位，当启动子朝向H2基因时， H2rh1转录单元表达,40,三、相变的生物学意义 逃脱寄主的免疫攻击,41,第九章 真核生物基因表达的调控,42,第一节概述,一、真核生物基因调控的特点 1，基因及染色体DNA的特点 基因数目多，多数基因有内元 DNA非编码序列占基因
12、组的90%以上 DNA和多种成分组成染色体结构,43,2，真核生物基因表达有多层次的调控 （1）DNA水平的调控 基因拷贝数改变和基因重排 （2）转录水平的调控,44,（2）转录后水平的调控 大多数mRNA要经过拼接加工 存在细胞核膜，基因转录和翻译不耦联 （3）翻译水平的调控,45,3，基因表达随细胞类型、发育阶段和环境的变化而异 大多数真核生物是多细胞的 各类细胞的基因表达调控在不同发育阶段各不相同 各类细胞对环境变化的反应各不相同,46,二、活跃基因表达数目的估算 1， RNA饱和杂交试验原理 RNA驱动的杂交：过量mRNA和少量DNA的杂交 mRNA种类：等于能和mRNA形成杂合分子的非重复序列DNA的长度/mRNA平均长度,47,2，例子 海胆活跃表达的基因数目的估计,
