(精选)乳糖操纵子简介.docxVIP

操纵子(operon):很多功能相关的结构基因串联排列在染色体上，由一个共同的控制区来 操纵这些基因的表达，包含这些结构基因和控制区的整个核苷酸序列就称为操纵子。 乳糖操纵子 I P o ； [ Z I Y |A i ! / A \ 结构墓因 : / / \ \ 阻盒物点因 隽动子.操纵孕 产生阻遏蛋白 RNA酶結合 结合阴遏樹 ? 三个特异性序列： ? 操纵序列0 (operator): 阻遏蛋白结合位点。 ? 启动子P (promoter): 位于结构基因的上游。 ? CAP结合位点：环cAMP受体蛋白(分解代谢物激活蛋白)结合位点。 ? 一个调节基因 lac I :编码阻遏蛋白，能结合于操纵序列位点。 操纵子的组成： ? —— 结构基因(structural gene, SG) :操纵元中被调控的编码蛋白质的基因 ?----启动子(promoter ，P):是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段 DNA序 列。 ?----操纵基因(operator ，O)：是指能被调控蛋白特异性结合的一段 DNA序列。 ? 阻遏物基因(inhibitor,l), 产生阻遏物(repressor)。 结构基因 ? Z编码b -半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖。 ? Y编码B -半乳糖苷透过酶：使外界的B -半乳糖苷(如乳糖)能透过大肠杆菌细胞 壁和原生质膜进入细胞内。 ? A编码B -半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶 A上的乙酰基转到B -半乳糖苷上，形 成乙酰半乳糖。 当一个mRNA含有编码一个以上蛋白质的编码信息， 而且这些蛋白质都是以独立的多肽 被翻译时，这样的 mRNA称之多顺反子 mRNA ? 多顺反子mRNA在细菌中是很普遍的。 ? 多顺反子lac mRNA中的lacZ , lacY , lacA经翻译生成的产物分别生成代谢分解乳 糖的三种酶 ? 始终存在着一定的比例关系 (Z : Y : A = 5 : 2 : 1 ) DNAActivatorbinding siteRepressorbinding site(operator)Regulatory sequencesI A丨E丨t 1『Genes transcribedas a unit DNA Activatorbinding site Repressorbinding site(operator) Regulatory sequences I A丨E丨t 1『 Genes transcribedas a unit 乳糖操纵子结构 ? lacZ、Y、A基因的转录是由lacI基因指令合成的阻遏蛋白 R所控制。lacI 一般和 结构基因相毗连，但它本身具有自己的启动子和终止子，成为独立的转录单位。 ? 由于lacI的产物是可溶性蛋白，按照理说是无需位于结构基因的附近。 它是能够分 散到各处或结合到分散的 DNA位点上。 阻遏蛋白的负调节 (n egative con trol of repressor) ? 无乳糖(no lactose): lac 操纵元处于阻遏状态(repression) ? 有乳糖(presenee of lactose) : lac 操纵元即可被诱导 (derepression,induction) ? 诱导剂(inducer): 别乳糖、半乳糖、IPTG (异丙基硫代半乳糖苷) 为什么选用IPTG作诱导物？ ? 能诱导酶的合成，但又不被分解的分子 ，称为安慰诱导物(gratuitous in ducer )。 ? 由于乳糖虽可诱导酶的合成，但又随之分解，产生很多复杂的动力学问题，因此人 们常用安慰诱导物来进行各种实验。 ? X-gal (5-溴-4-录-3-吲哚-B -半乳糖苷)也是一种人工化学合成的半乳糖苷， 可被 半乳糖苷酶水解产生兰色化合物，因此可以用作B -半乳糖苷酶活性的指示 齐購IPTG和X-gal都被广泛应用在分子生物学和基因工程的工作中。 ? 某些诱导物与自然的B -半乳糖苷酶相似，且不能被酶分解，比如异丙基-B -D-硫代 半乳糖苷，(isopropylthiogalactoside,IPTG )。不被细菌分解性质稳定， 它的浓度 在实验中不会改变。 ? 复杂的动力学问题，便于研究。 ? IPTG能在缺乏lacY基因下而有效地被运送。 ? 半乳糖苷键中用硫代替了氧，失去了水解活性，但硫代半乳糖苷和同源的氧代化合 物与酶位点的亲和力相同，IPTG虽不为B -半乳糖苷酶所识别，但它是 lac基因簇 十分有效的诱导物。 乳糖操纵子的 CAP正调控（Positive Control of CAP? CAP（catabolite activator protei n）---- 乳糖操纵子的 CAP正调控（