Lecture 21

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Lecture 21 Lecture 21: Gene Regulation focus on regulation of transcription initiation  efficient place for regulation is beginning of pathway 28.1 Principles of Gene Regulation - Constitutive gene expression:  unvarying expression of a gene - Induced:  gene products that increase in concentration due to circumstances  - Repressed:  gene products that decrease due to circumstances - Transcription mediated and regulated by proteins involving RNA polymerase RNA polymerase binds to DNA and initiates transcription at Promoters - nucleotide sequences of promoters vary considerably, affecting binding affinity of  RNA polymerases and frequency of transcription initiation  - most E.Coli promoters are close to a consensus; mutations that shift away from  consensus decrease promoter function; mutations toward consensus enhance  promoter function - for housekeeping genes: the RNA polymerase-promotor interaction strongly  influences the rate of transcription initiation; differences in promoter sequence  allow cell to synthesize appropriate level of each gene product Transcription initiation - regulated by proteins that bind to/near Promoters  - Repressors impede access of RNA polymerase to the promoter; Activators  enhance the RNA polymerase-promoter interaction - E.Coli promoters recognized by  σ 70  subunit - When bacteria subjected to heat stress,  σ 70  replaced by  σ 32 ; RNA polymerase  bound to  σ 32  directs to a specialized set of promoters with different consensus  sequence  - Repressors bind to  operators  generally near promoter; RNA polymerase binding/ movement along DNA blocked when repressor present - Negative regulation:  repressor protein blocks transcription; repressor binding  regulated by  effector:  binds to repressor and causes conformational change  - Conformational change results in dissociation of a DNA-bound repressor from the  operator   Transcription initiation proceeds unhindered; OR…interaction  between an inactive repressor and signal causes repressor to bind to operator  - Positive regulation:  Activators bind to DNA and enhance activity of RNA  polymerase at promoter; binding sites adjacent to promoters; little transcription  occurs without activator - Eukayotic Enhancers:  affects rate of transcription at promotor can be far away - Some activators are normally bound to DNA, enhancing transcription until  dissociation of the activator is triggered by the binding of a signal molecule OR… activator binds to DNA only after interaction with signal molecule
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Lecture 21 Prokaryote Genes clustered and regulated in Operons mRNAs are polycistronic – multiple genes on a single transcript with single  promoter that initiates transcription of cluster regulates expression of all genes in 
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