一‧基因調節的功能:
1.發育過程中細胞的分化與變化
2.對環境的改變做出回應
3.發生的時機:DNA到製造出其蛋白質產物的過程中都有機會干涉
二‧原核生物的基因調節:
1. Operon(操縱組)的概念:一組基因受到同一個promoter影響,並轉錄出polycistronic mRNA(一mRNA上有多組基因片段)。整個體系受到activator與repressor的影響。
2.乳糖操縱組:
a.參與的成員:
(1)基因:包括
lacZ:蛋白質產物分解乳糖,形成lactose,部分則轉變成allolactose
lacY:lactose permease:為一membrane protein,加速乳糖進入細胞
lacA:.galactosidase transacetylase
(2) lac repressor:與allolactose影響
(3) lac activator:CAP分子,受到cAMP影響
(4) allolactose與CAP分子被稱作small effector molecule
b.機制:repressor的情況
(1)為laci轉譯出來的蛋白質,會bind在基因上,阻止DNA的轉錄
(2)當外界的乳糖充足時,lactose進入細胞中會被分解成allolactose或lactose
(3)allolactose會與repressor結合,構型改變,離開DNA,使轉錄得以進行
c.機制:activator的情況
(1) CAP:catabolite activator protein
(2)當外界的glucose充足時,細菌能得到足夠的養分,對於乳糖的需求下降, 故不需要太多與乳糖相關的蛋白
(3)當ATP不足時,會使cAMP的量增加,與CAP結合,構型改變並與DNA bind,加速轉錄的進行
3. trp operon
a. trp repressor:在一般情況下沒有活性
b.參與基因:其最終產物為一群與tryptophan合成相關的酶
c.機制:一般情況下,這群蛋白質會被持續轉錄,並促使tryptophan濃度的增加。當tryptophan在高濃度下,會與trp repressor結合,使其有活性,與DNA結合,抑制轉錄的進行。
三‧真核生物的基因調節:
1.真核生物的基因:promoter有三個部分
a. response element:能夠與repressor或是activator結合的位置
b. TATA box:在起始點前25個bp有一段序列5’ – TATAAAA – 3,被稱作TATA box,其功能為協助辨識出轉錄的起點。
c. transcription start site:為轉錄的起始點
當要發生轉錄時,會形成preinitiation complex,polymerase與GTFs形成複合體
2.基因調節的機轉:有許多種模式,在各階段都有不同的方式。
3.在轉錄的過程:包括repressor/activator,
a.有兩種方式
b. DNA packing:染色質的pact的狀況與DNA是否容易被轉錄有關
有兩種方式: histone protein acetyltransferase與DNA methylation
(1) histone protein acetyltransferase:經過acetyltransferase後,DNA較易被轉錄
(2) DNA methylation:甲基化的DNA通常被抑制
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