乳糖操纵子的正负调控机制

1、乳糖操纵子的正负调控机制The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 20211. 乳糖操纵子的正负调控机制2. (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 0)和 结构基因(lacZ、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B -半乳糖昔酶，B ?半乳 糖昔透性酶和 B ?半乳糖昔转乙酰基酶。3. 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

2、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。4. (3) cAMP-CAP 是一个重要的正调右物质，可以与操纵上的启动子区结合，启动基因转 录。培 养基中匍萄糖含量下降，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。5. 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。6. 详述大肠杆菌色氨酸操纵子的调控机理7. 答：大肠杆菌色氨酸操纵子的转录受阻遏和衰减两种机制

3、的控制，前者通过阻遏蛋白和操纵基因的作用控制转录的起始， 后者通过前导序列形成特殊的空间结构控制转录 起始后是否进 行下去。8. (1)色氨酸操纵子的可阻遏系统：9. 在阻遏系统中，起负调控的调肖基因的产物是一个无活性的阻遏蛋白，色氨酸是辅阻遏物：当色氨酸缺乏时，阻遏蛋白无活性，不能和操纵基因结合，色氨酸操纵子能够 转录；当色氨 酸充足时，阻遏蛋白和它结合而被激活，从而结合到操纵基因上，而色 氨酸操纵子的操纵基 因位于启动基因内，因此，活性阻遏物的结合排斥了RNA聚合酶 的结合，从而抑制了结构基因的表达。10. 色氨酸操纵子的衰减调控11. 在色氨酸操纵子的操纵基因和第一个结构基因之间有一段前

4、导序列， 在前导序列上游 局部有一个核糖体结合位点，后而是以起始密码AUG开头的14个氨基酸的编码区， 编码区有两个紧密相连的色氨酸密码子，后面是一个终止密码子UGA在开放阅读框下游有一个不依赖P因子的终止子，是一段富含 G/C 的回文序列，可以形成发夹结 构，因此可以在此处终止转 录。另外前导序列包含 4个能进行碱基互补配对的片断 1 区、 2 区、3区和 4区。它们能以 1、 2和3、 4或2、 3的方式进行配对，从而使前导序 列形成二级结构的变化。在细菌中，翻译 与转录偶连，一旦 RNA聚合酶转录出trp mRNA中的前导肽编码区，核糖体便立即结合上去 翻译这一序列。当细胞中缺乏色氨 酸

5、时， Trp-tRNATrp 的浓度很低，核糖体翻译前导肽至两个连续的色氨酸密码子处就陷入停顿，这时核糖体只占据 1区，由RNA聚合酶转录的2区和3区便可配对，4区游离在外，这样就不能形成终I上子结构，RNA聚合酶就可以一直转 录下去，最后完成 trp 全部结构基因的转录，得到完整的 mRNA 分子。当细胞中存在色氨酸 时，就有一圧浓 度的 Trp-tRNATrp, 核糖体便能顺利通过两个连续的色氨酸密码子而翻译岀整 个前导 肽，直到前导肽序列后而的终止密码子UGA处停止。此时，核糖体占据了 1区和2区，结果3区和4区配对，形成转录终止子结构，使 RNA聚合酶终止转录。实现衰减调控的关键在于时

6、间和空间上的巧妙安排。在空间上，两个色氨酸密码子的位苣很重 要，不可随意更 改：在时间上，核糖体停顿于两个色氨酸密码子上时，序列 4 应当还 未转录岀来。12. 基因组文库与 cDNA 文库的区别 : 材料不同。基因组文库以 DNA为材料，而cDNA文库以mRNA为材料。 基因结构不同。基因组文库中包含了所有的基因， 而cDNA文库只包含需要表达的 基因。 对真核细胞来说，基因组文库中所含的是带有内含子和外显子的基因组基因，而cDNA文库中那么是已剪接去除了内含子的cDNA。 文库内容不同。 cDNA 文库所包含的遗传信息远少于基因组文库，并且受细胞来源或发 冇时 期的影响。 载体不同。构建基因组文库常用入噬菌体和柯斯质粒等高容量克隆载体，而构建 cDNA 文库 的载体选择要根据该文库的