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细菌的启动子有哪些

发布时间:2019-08-15 04:57 来源:未知 编辑:admin

  细菌的启动子包含几个分散的序列,-35区,扩展的-10区,-10区,σ因子的识别区和由α亚基的羧基末端结构域识别的UP元件。所有的细菌都具有一个必需σ因子,称为管家σ因子(例如大肠杆菌中的σ70;也被称作RpoD ),它负责识别大多数启动子(图1b)。

  管家σ因子由4个结构域组成,这些结构域通过柔性linkers连接。在RNA聚合酶全酶中,σ因子结合在核心酶的亚基上,使得σ因子的每个结构域都与特定的启动子元件相互作用。

  σ因子的结构域3和4主要作用是RNA聚合酶的最初定位,结构域1和2主要作用是促进开放复合物的形成。管家σ因子的另一个作用是通过结构域1调节的,它能确保DNA在RNA与启动子结合之前不进入活性区域,当RNA聚合酶与启动子结合后触发构象的改变允许DNA进入活性区域。

  以下是从人类孟德尔遗传学(OMIM)证实与启动子故障有关,不论是因启动子序列直接突变或是转录因子或转录共激发因子的突变。而多种癌症都没有列下是因为从染色体易位产生嵌合基因:哮喘β地中海贫血、鲁宾斯坦泰比综合症。

  要留意的是在病原学上大部份的疾病都是异质的,而在分子层面上一种疾病往往是指多种疾病,纵然它们的病征及治疗方法一致。疾病对治疗有不同的反应,是因背后分子源头的差异,这会是药物遗传学的范畴。

  展开全部原核表达系统中通常使用的可调控的启动子有Lac(乳糖启动子)、Trp(色氨酸启动子)、Tac(乳糖和色氨酸的杂合启动子) 、lPL (l噬菌体的左向启动子)、T7噬菌体启动子等。

  (1)Lac启动子:它来自大肠杆菌的乳糖操纵子,是DNA分子上一段有方向的核苷酸序列,由阻遏蛋白基因(LacI)、启动基因(P)、操纵基因(O)和编码3个与乳糖利用有关的酶的基因结构所组成。Lac启动子受分解代谢系统的正调控和阻遏物的负调控。正调控通过CAP(catabolite gene activation protein)因子和cAMP来激活启动子,促使转录进行。负调控则是由调节基因产生LacZ阻遏蛋白,该阻遏蛋白能与操纵基因结合阻止转录。乳糖及某些类似物如IPTG可与阻遏蛋白形成复合物,使其构型改变,不能与O基因结合,从而解除这种阻遏,诱导转录发生。

  (2)trp启动子:它来自大肠杆菌的色氨酸操纵子,其阻遏蛋白必须与色氨酸结合才有活性。当缺乏色氨酸时,该启动子开始转录。当色氨酸较丰富时,则停止转录。b-吲哚丙烯酸可竞争性抑制色氨酸与阻遏蛋白的结合,解除阻遏蛋白的活性,促使trp启动子转录。

  (3)Tac启动子:Tac启动子是一组由Lac和trp启动子人工构建的杂合启动子,受Lac阻遏蛋白的负调节,它的启动能力比Lac和trp都强。其中Tac 1是由Trp启动子的-35区加上一个合成的46 bp DNA片段(包括Pribnow 盒)和Lac操纵基因构成,Tac 12是由Trp的启动子-35区和Lac启动子的-10区,加上Lac操纵子中的操纵基因部分和SD序列融合而成。Tac启动子受IPTG的诱导。

  (4)lPL启动子:它来自l噬菌体早期左向转录启动子,是一种活性比Trp启动子高11倍左右的强启动子。lPL启动子受控于温度敏感的阻遏物 cIts857。在低温(30℃)时,cIts857阻遏蛋白可阻遏PL启动子转录。在高温(45℃)时,cIts857蛋白失活,阻遏解除,促使PL启动子转录。系统由于受cIts857作用,尤其适合于表达对大肠杆菌有毒的基因产物,缺点是温度转换不仅可诱导PL启动子,也可诱导热休克基因,其中有一些热休克基因编码蛋白酶。如果用l噬菌体cI+溶源菌,并用丝裂霉素C或萘啶酮酸进行诱导,可缓解这一矛盾。

  (5)T7噬菌体启动子:它是来自T7噬菌体的启动子,具有高度的特异性,只有T7RNA聚合酶才能使其启动,故可以使克隆化基因独自得到表达。T7RNA聚合酶的效率比大肠杆菌 RNA聚合酶高5倍左右,它能使质粒沿模板连续转录几周,许多外源终止子都不能有效地终止它的序列,因此它可转录某些不能被大肠杆菌RNA聚合酶有效转录的序列。这个系统可以高效表达其他系统不能有效表达的基因。但要注意用这种启动子时宿主中必须含有T7RNA聚合酶。应用T7噬菌体表达系统需要2个条件:第一是具有T7噬菌体RNA聚合酶,它可以由感染的l噬菌体或由插入大肠杆菌染色体上的一个基因拷贝产生;第二是在一个待表达基因上游带有T7噬菌体启动子的载体。

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