山东师范大学：《分子生物学》课程教学资源（PPT课件）第七章 原核生物基因表达调控

第七章 原核生物基因表达调控 ◼ 原核生物和真核生物都能够根据周围环境 (如温度、营养成分等)的变化，改变自己的 代谢方式。而代谢方式的变化通常可以通 过对基因表达过程的调控得以实现。 ◼ 机体可以在基因表达过程的任何阶段进行 调控，一般以转录水平上的调控为主

第七章 原核生物基因表达调控 ◼ 原核生物和真核生物都能够根据周围环境 (如温度、营养成分等)的变化，改变自己的 代谢方式。而代谢方式的变化通常可以通 过对基因表达过程的调控得以实现。 ◼ 机体可以在基因表达过程的任何阶段进行 调控，一般以转录水平上的调控为主

CH>OH CH>OH HO OH H H OH OH H OH Lactose H.O B-Galactosidase CH2OH CH>OH HO -0 OH H H OH OH H HO H OH H OH Galactose Glucose Figure 36-2 Lactose is hydrolyzed by B- galactosidase

Gene DNA Transcription Primary transeript Nucleotides Posttranscriptional processing mRNA degradation Mature mRNA Translation Protein Amino acids (inactive) Posttranslations processing Protein degradation Modified protein (active)

第一节 基因表达调控的基本概念 1.反式作用因子与顺式作用元件 ◼ 基因表达的产物(蛋白质或RNA)从合成的场 所扩散到目标场所而发挥作用的过程称为 反式作用（trans-acting），此基因表达产物 被称为反式作用因子（trans-acting factor） 。 ◼ 反式作用因子通常为的蛋白质或RNA，其 特征为可以从合成地扩散到目标场所发挥 作用

第一节 基因表达调控的基本概念 1.反式作用因子与顺式作用元件 ◼ 基因表达的产物(蛋白质或RNA)从合成的场 所扩散到目标场所而发挥作用的过程称为 反式作用（trans-acting），此基因表达产物 被称为反式作用因子（trans-acting factor） 。 ◼ 反式作用因子通常为的蛋白质或RNA，其 特征为可以从合成地扩散到目标场所发挥 作用

Reg ul ator protein m RNA Re gulator gene la rget site

◼ 顺式作用元件（cis-acting factor）是指 对基因表达有调节活性的DNA序列， 其活性只影响与其自身同处在一个 DNA分子上的基因。顺式作用元件通 常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或 内含子中

◼ 顺式作用元件（cis-acting factor）是指 对基因表达有调节活性的DNA序列， 其活性只影响与其自身同处在一个 DNA分子上的基因。顺式作用元件通 常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或 内含子中

◼ 顺式作用（cis-acting）的概念用于任一不转 变为任何其他形式的DNA序列，它只在原 位发挥DNA序列的作用，仅影响与其物理 上相连的DNA序列的活性。 ◼ 基因活性的调控主要通过反式作用因子 （通常是蛋白质）和顺式作用元件（通常 在DNA上）相互作用而实现

◼ 顺式作用（cis-acting）的概念用于任一不转 变为任何其他形式的DNA序列，它只在原 位发挥DNA序列的作用，仅影响与其物理 上相连的DNA序列的活性。 ◼ 基因活性的调控主要通过反式作用因子 （通常是蛋白质）和顺式作用元件（通常 在DNA上）相互作用而实现

Figure 10.1 Overview:in negative control,a trans-acting repressor binds to the cis-acting operator to turn off transcription.In prokaryotes,multiple genes are controlled coordinately. Regulatory region promoter Startpoint Structural genes Promoter/Operator GENES ON BY DEFAULT NNMNNNMNNNMNNNMNNVNNNMNVNNN RNA RNA polymerase initiates transcription Several proteins Repressor binds to operator GENES TURNED OFF BY REPRESSOR NMNMNNMN八NNNNMNNNNNMNWNNNNMNN

Figure 10.2 Overview:in positive control,trans-acting factors must bind to cis-acting sites in order for RNA polymerase to initiate transcription at the promoter.In a eukaryotic system,a structural gene is controlled individually. Regulatory region promoter Sta中oltm Structural genes Promoter GENE OFF BY DEFAULT NNN八八八八0lNNV00 RNA Factors interact with RNA polymerase GENE TURNED ON BY ACTIVATORS AVMVVVMVVVVVVVVA RNA aCoO.Co.o.coo Single protein

2. 结构基因和调节基因 ◼ 结构基因（structural gene）是编码蛋白质或 RNA的任何基因。结构基因编码大量的功 能各异的蛋白质，如组成细胞和组织的结 构蛋白和酶等。 ◼ 调节基因（regulator gene）仅指参与其他基 因表达调控的RNA和蛋白质的编码基因。 调节基因编码的调节物通过与DNA上的特 定位点结合而控制受调节基因的转录是基 因表达调控的关键

2. 结构基因和调节基因 ◼ 结构基因（structural gene）是编码蛋白质或 RNA的任何基因。结构基因编码大量的功 能各异的蛋白质，如组成细胞和组织的结 构蛋白和酶等。 ◼ 调节基因（regulator gene）仅指参与其他基 因表达调控的RNA和蛋白质的编码基因。 调节基因编码的调节物通过与DNA上的特 定位点结合而控制受调节基因的转录是基 因表达调控的关键