原核基因的表达调控(二）色氨酸操纵子（trpoperon）1.色氨酸操纵子结构（1）结构基因ED编码5种酶，在催化分支酸转变为CBL-色氨酸的过程中发挥作用AL转录产物是先导mRNA（2）调控元件启动子（P）操纵基因（O）调控基因结构基因催化分枝酸转变为色氨酸的酶①trpR和trpABCDE不连锁；②操纵基因在启动子内③有衰减子(attenuator)/弱化子trpa④启动子和结构基因不直接相连，二者被前导序列(Leader)trpL所隔开色氨酸操纵子表达的调控阻遏系统粗开关主管转录是否启动弱化作用（attenuation)细调开关主管已经启动的转录是否继续下去。2.阻遏物对色氨酸操纵子的负调控trp操纵子的阻遏系统3、衰减作用对色氨酸操纵子的调控（1）前导序列：在trpmRNA5'端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。该序列中含有4个能以两种不同的方式进行碱基配对的片段，分别以1、2、3、4表示。前导序列的特点：（2）衰减子研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环结构，有典型的终止子特点。123~150（3）衰减作用的调控机制-其实质是以翻译手段来控制基因的转录当培养基中色氨酸不足时，Trp-tRNATrp数目有限，核糖体在两个色氨酸密码子处(1区)停顿。这时核糖体只占据l区，前面由RNA聚合酶转录所产生的2区和3区便可配对，而4区以单链形式存在，不能形成发夹状终止结构。RNA聚合酶可以越过弱化子转录至结构基因区，得到完整的mRNA分子。当培养基中色氨酸浓度较高时，Trp-tRNATrp充足，核糖体能顺利翻译出整个前导肽至终止密码子UGA处停止。此时，核糖体占据了l区和2区(UGA位于1区和2区之间)，其结果是3区和4区配对，形成转录终止子结构，于是转录在弱化子处终止。弱化作用的特点是外部事件控制内部终止所需要的发夹结构的形成。另外很重要的一个方面是转录和翻译过程是前后相连（closelycoupled）的。弱化子的弱化作用与阻抑作用无关，缺失弱化子后，基础水平转录和去阻抑转录都增强。为什么要有弱化系统？细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。为什么要有弱化系统？是在有大量外源色氨酸存在时，阻止非必需的先导mRNA的合成，它使这个系统更加经济。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。（四）阿拉伯糖操纵子（arabinoseoperon)磷酸戊糖途径ara操纵子的调控有两个特点：第一，araC表达受到AraC的自身调控。第二，AraC既是ara操纵子的正调节蛋白（需cAMP-CRP的共同参与，起始转录），又是其负调节蛋白。这种双重功能是通过AraC蛋白的两种异构体来实现的（Pi和Pr)。体系中葡萄糖水平较高，阿拉伯糖水平较低时：体系中有阿拉伯糖但无葡萄糖存在时：转录调控是基因表达最经济的调控方式，但仍需要在翻译或翻译后水平进行微调，包括：阻断其翻译及时去除已合成的mRNA使已合成的蛋白质失活RBS（核糖体结合位点）：mRNA链上起始密码子AUG上游的一段非翻译区。RBS的结合强度取决于SD序列的结构及其与起始密码子AUG之间的距离。SD-4-10（9）-AUGShine-Dalgarnosequence(SD序列)mRNA5‘端二级结构的细微改变即可影响30S亚基与mRNA的结合，造成蛋白质合成的差异。翻译一个顺反子需要二级结构的改变。mRNA上有多个核糖体存在时，第一个顺反子的翻译会破坏mRNA原有的二级结构，使核糖体能够与下一个顺反子的翻译起始区域结合。E.coli的RNA噬菌体MS2，R17，f2和Qβ都非常小（直径约为250），是最简单的病毒。基因组长3600～4200nt，只含4个基因：A、cp、Rep和Lys。CP(coatprotein)编码外壳蛋白多A（atachment）编码附着蛋白少Rep（replicase）编码复制酶中lys（lysis）编码裂解蛋白一个RNA噬菌体基因组进入宿主细胞后，核糖体仅附着到cp基因开始的核糖体结合位点上，而不附着到A蛋白基因或rep基因的开始处，因为它们的核糖体结合位点被病毒RNA的二级结构所保护。相比之下，CP蛋白的起始密码子AUG处被核糖体所附着，因它曝露在二级结构的未端由于A和rep两个位点被封闭在二级结构中，首先打开的是cp位点。当核糖体阅读到cp位点时，使形成二级结构的氢链断裂。随着翻译的进行，将其下游的re