乳糖操纵子是如何控制基因表达的?

如题所述

乳糖操纵子的正负调控机制:

1、乳糖操纵子(lac)是由调节基因(lac I)、启动子(lac P)、操纵基因(lac O)和结构基因(lac Z、lac Y、lac A)组成的。lac I 编码阻遏蛋白,lac Z、lac Y、lac A分别编码β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷透性酶和β-半乳糖苷转乙酰基酶。

2、阻遏蛋白的负性调控:当培养基中没有乳糖时,阻遏蛋白结合到操纵子中的操纵基因上,阻止了结构基因的表达。

当培养基中有乳糖时,乳糖(真正是异乳糖)分子和阻遏蛋白结合,引起阻遏蛋白构象改变,不能结合到操纵基因上,使RNA聚合酶能正常催化转录操纵子上的结构基因,即操纵子被诱导表达。

3、cAMP-CAP是一个重要的正调节物质,可以与操纵上的启动子区结合,启动基因转录。培养基中葡萄糖含量下降,cAMP合成增加,cAMP与CAP形成复合物并与启动子结合,促进乳糖操纵子的表达。

4、协调调节:乳糖操纵子调节基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制,互相协调,互相制约。

细菌相关功能的结构基因常连在一起,形成一个基因簇。它们编码同一个代谢途径中的不同的酶。一个基因簇受到同一的调控,一开俱开,一闭俱闭。

也就是说它们形成了一个被调控的单位,其它的相关功能的基因也包括在这个调控单位中,例如编码透过酶的基因,虽它的产物不直接参与催化代谢,但它可以使小分子底物转运到细胞中。

扩展资料:

通过突变的效应是可以将结构基因和调节基因相区别的,结构基因发生突变,细胞中就失去这些基因合成的蛋白。但是调节基因发生突变会影响到它所控制的所有结构基因的表达。调节蛋白的突变的结果可以显示调节的类型。

在细菌中是很需要灵活性,也需要很经济,因为细菌遇到合适的环境就大量消耗营养对其本身也是不利的。在缺乏底物时就不必要合成大量相关的酶类,因此细菌产生了一种调节机制,即在缺乏底物时就阻断酶的合成途径,但同时又作好了准备,一旦有底物存在就立即合成这些酶。

在细菌中同时存在着诱导和阻遏的现象。诱导是细菌调节其分解底物供给生长的能力。阻遏是细菌调节其合成代谢产物的能力。无论是酶作用的小分子底物的调节,还是酶活性的产生,它们的启动是独自的,小分子底物称为诱导物某些物质能阻止酶合成它们本身。

参考资料来源:百度百科 ——乳糖操纵子

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