第十四章细胞代谢与基因表达调控.ppt
《第十四章细胞代谢与基因表达调控.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第十四章细胞代谢与基因表达调控.ppt(49页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第十四章 细胞代谢与基因表达调控,一、细胞代谢的调节网络 二、酶水平调节 三、细胞结构对代谢途径的分隔控制 四、细胞信号传递系统(激素与神经) 五、基因表达的调节 本章小结,一、细胞代谢的调节网络,(一)代谢途径交叉形成网络(4类物质相互转换关系) 1.糖代谢与脂肪代谢的相互关系 2.糖代谢与蛋白质代谢的关系 3.脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系 4.核酸与其他物质代谢的相互关系 (二)分解代谢和合成代谢的单向性 (三)ATP是通用的能量载体 (四)NADPH以还原力形式携带能量 (专一用于还原性生物合成) (五)代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造单 元用于生物合成。,代谢的调节,生物界
2、代谢的调节,可分为4个水平: 酶水平调节 细胞水平调节(酶在细胞内的集中存在与隔离分布) 激素对代谢的调节 神经系统对代谢的调节,二、 酶水平调节,酶有两种功能: 催化各种生物化学反应; 调节和控制代谢的速度、方向和途径,是新陈代谢的 调节元件。,酶对细胞代谢调节的两种方式: 通过对酶的激活或抑制改变酶活性; 通过影响酶分子的合成或降解改变酶的含量。,(一)酶活性调节,1.酶促反应的前馈和反馈(代谢物和产物、正反馈和负反馈) 2.产能反应与需能反应的调节(ATP、ADP和磷酸盐) ATP/ADPPi ATP系统的质量作用比,变构调节信号 3.酶活性的特异激活剂和抑制剂 4.蛋白酶解(酶原激活;
3、激素前体的激活) 5.别构调节作用(通过别构酶的别构效应来实现) 6.酶的共价修饰与连续激活 磷酸化 / 脱磷酸化; 乙酰化 / 脱乙酰化; 腺苷酰化 / 脱腺苷酰化; 尿苷酰化 / 脱尿苷酰化; ADP-核糖基化; 甲基化 / 脱甲基化; S-S / SH相互转变。,酶生物合成在转录水平和翻译水平受到调节。,(二) 基因表达的调节,五、基因表达的调节,三、细胞结构对代谢途径的分隔控制 552页,四、细胞信号传递系统(激素与神经),五、基因表达的调节,基因:指一段编码蛋白质多肽链和功能RNA的DNA。 (某些病毒基因为RNA) 基因表达:即是遗传信息转录和翻译的过程。 (时序调节和适应调节)
4、基因表达的调节:转录水平调节和翻译水平调节。 基因表达的特性:时间特异性(时序性)和空间特异性 基因表达调节的生物学意义: 适应环境,维持生长和增殖。 维持个体发育与分化 基因表达的多级调节:原核生物基因调节主要在转录水平; 真核生物则在不同水平进行。,组成型表达(constitutive gene expression) 基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达。这些基因常称管家基因(housekeeping gene)。 管家基因无论表达水平高低,较少受到环境因素的影响。在基因表达研究中,常作为对照基因,如-actin基因 调节型表达诱导表达和阻遏表达 在特定环境信号刺激下,基因被激活,基因
5、表达增强。这种基因称为可诱导基因。这个过程称为诱导(induction)。 在特定环境信号刺激下,基因被抑制,基因表达降低。这种基因称为可阻遏基因。这个过程称为阻遏(repression)。,(一)原核生物基因表达的调节 操纵子(operon)机制,原核生物基因组特点 DNA分子只有一个,大部分是结构基因,每个基因只出现一次或几次。 功能相关的基因串在一起,一个mRNA分子中含有多个结构基因,为多顺反子。 有基因重叠现象,转录和翻译可同时进行,原核生物基因表达过程,1.操纵子模型,操纵子:基因表达的协调单位,包括在功能上彼此有关的结 构基因和控制部位(启动子和操纵基因)所组成。,例:大肠杆菌乳
6、糖操纵子模型(1960年1961年提出) Lac Operon modle第一个被发现的操纵子,在转录水平上,乳糖操纵子调节机制,异乳糖,(Catabolite gene Activation Protein),Jacques Monod, 1965,Franois Jacob, 1965,1961年,Jacob和Monod提出了操纵子学说,开创了基因表达调节研究的新领域。,酶的诱导:一些分解代谢的酶类,诱导物,诱导物-阻遏蛋白复合物,mRNA,mRNA,阻遏蛋白,-半乳糖苷酶 半乳糖苷透性酶 -半乳糖苷酶转乙酰酶。,实验室中常用诱导物: IPTG(异丙基硫代D半乳糖),酶的阻遏:一些合成代谢
7、的酶类,mRNA,注: (1)酶的诱导和阻遏是通过阻遏蛋白(负调控因子)来实现的。 (2)阻遏蛋白亚基与DNA结合的结构域含有螺旋转角螺旋基序。 (3)操纵基因为一段含有28bp旋转对称的回文结构。(氨基酸与碱基之间形成 特异的氢键) (4)也有些调节基因产物对操纵子起着正调节作用。,C,B,A,o,p,i,2.降解物阻遏,细菌的葡萄糖效应:细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时,先 利 用葡萄糖,而不利用乳糖,a,y,z,o,p,i,注: (1)cAMP-CRP是正调控因子。 (2)葡萄糖分解代谢的降解物能抑制腺苷酸环化酶活性并活化磷酸二酯酶活性,降低了cAMP的浓度。 (3)调节子 :一种
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第十四 细胞 代谢 基因 表达 调控
链接地址:https://www.31doc.com/p-2275338.html