【分子生物学】正调控系统和负调控系统
(2011-10-01 19:16:11)
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分类: 生物科学 |
正调控系统是一种转录水平的调控机制。包括可诱导的正控制系统、可阻遏的正控系统和CRP正控制系统。
1.lac操纵子的正调控系统
当有葡萄糖时,代谢葡萄糖比代谢乳糖容易。在细胞内,优先使用葡萄糖作碳源。这种选择由葡萄糖的分解代谢物控制,因而把这种调控方式称为分解代谢物阻遏作用。
(1)分解代谢物抑制作用
当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌碳源时,优先利用葡萄糖,它的的存在阻止了其它糖类的利用。这种选择是通过阻止lac等操纵子表达完成的。在lac和gal等操纵子中,三羟酸循环,呼吸链酶系中大多数的合成受到同样机制影响,这是葡萄糖代谢的阻遏作用。通过抑制其他糖类代谢的操纵子进行的正调控机制。
葡萄糖阻遏其它糖类代谢,是通过葡萄糖的分解代谢,降低了cAMP的水平,使得其他的分解代谢受到阻遏。
cAMP是由腺苷酸环化酶以ATP为底物催化合成的,将核糖环上3'、5'两个碳原子通过磷酸二酯键连接,而磷酸二酯酶能将cAMP水解产生AMP,即腺苷酸环化酶和磷酸二酯酶的活性决定了cAMP的水平。
(2)CAP调节作用机制
分解代谢敏感操纵子的CAP调节作用条件:在缺乏比较好的碳源情况下;②必须有诱导物存在。
在调控区CAP的结合位点情况:1)CAP结合位点位于启动子内 2)CAP结合位点与启动子相邻,3)还有些操纵子,CAP结合位点位于它的启动子上游。
CAP蛋白对转录的激活方式:①CAP直接作用于RNA酶,②作用于DNA分子并改变其结构,来协助对RNA聚合酶的结合。CAP激活转录的能,这种位置规律表现为:只有当CAP蛋白与转录起始点相距数个整数双螺旋时,才能激活转录。表明CAP蛋白必须与RNA聚合酶同处于一个侧面上时,才能表现其活性。
2.负调控系统
负调控系统是一种转录水平上的调控机制。调节基因编码的调节蛋白是阻遏蛋白,它本身或与辅阻遏物协同于操纵基因,可阻遏操纵子结构基因的转录。当有诱导物与阻遏蛋白结合时,阻遏蛋白不再与操纵基因结合,从而解除阻遏,使操纵子的结构基因得意转录。
在可诱导的负调控系统中。其调节基因编码的阻遏蛋白与操纵基因结合,可阻止操纵子结构基因的转录,但有诱导物存在时,可与阻遏蛋白结合从而解除对操纵子结构基因转录的抑制。诱导物通常是分解代谢底物与类似物。
可阻遏的负调控系统是调节基因所编码的阻遏蛋白并不影响结构基因转录的活性,但它与辅阻遏物结合后,则能影响操纵基因,抑制操纵子结构基因的转录。其辅阻遏物一般是合成代谢的终产物。
在负调控系统中,如果不被阻遏蛋白关闭,基因就能表达。任何干扰基因的表达作用都是负调控,这些负调控系统共同特点:即一个阻遏蛋白或与DNA结合,阻止RNA聚合酶启动转录,或与mRNA结合阻止核糖体启动翻译。