原核基因表达调控主要发生在转录水平,也有翻译水平的调控,下面为你详细介绍:
在转录水平的调控中,操纵子模型是原核生物基因表达调控的主要方法。操纵子是由功能上有关的一组基因串联在一块,包含结构基因、操纵基因和启动子等部分。比如乳糖操纵子,它包括Z、Y、A三个结构基因,分别编码β | 半乳糖苷酶、通透酶和乙酰基转移酶。当环境中缺少葡萄糖而有乳糖存在时,乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白构象改变,不可以结合到操纵基因上,RNA聚合酶可以顺利通过启动子并沿DNA链移动,转录出mRNA,进而翻译出借助乳糖的有关酶,开启基因表达。相反,当有葡萄糖存在时,细胞优先借助葡萄糖,此时cAMP浓度减少,cAMP与CAP(分解代谢物基因激活蛋白)复合物降低,不可以有效结合到启动子附近的CAP结合位点,致使RNA聚合酶与启动子结合受阻,基因表达遭到抑制。
除去操纵子调控,还有衰减子调控。以色氨酸操纵子为例,当细胞内色氨酸浓度较高时,核糖体可以迅速通过前导肽编码区,使转录提前终止,这种调控方法称为衰减用途。由于前导肽中有两个相邻的色氨酸密码子,当色氨酸充足时,核糖体飞速通过该地区,使mRNA形成特定的二级结构,致使转录终止;而当色氨酸缺少时,核糖体停滞在色氨酸密码子处,mRNA形成另一种结构,使转录可以继续进行。
在翻译水平上,mRNA的稳定性影响基因表达。mRNA的半衰期短,其合成和降解速度都较快,这致使原核生物能飞速适应环境变化。除此之外,反义RNA也能调控翻译过程,反义RNA可以与mRNA互补配对,影响mRNA与核糖体的结合,从而抑制翻译的起始。同时,核糖体蛋白的自己调控也非常重要,当细胞内某种核糖体蛋白过剩时,它可以结合到自己mRNA上,阻止其翻译,保持细胞内各种核糖体蛋白的平衡。
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