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文档简介

1、如何考察基因调控在基因表达系统中的重要作用,乳糖操纵子,乳糖操纵子的提出背景,试验现象： 大肠杆菌在含有葡萄糖的培养基中生长良好，在只含乳糖的培养基中开始时生长不好，但过段时间大肠杆菌才开始生长。,一 操纵子学说,1 操纵子模型的提出 1961年，Monod和Jacob提出并获得1965年诺贝尔生理学或医学奖,2 操纵子的定义,操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。 操纵基因受调节基因产物的控制。,乳糖操纵子(lac operon),Z编码-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖 Y编码-半乳糖苷透过酶：使外界的-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠

2、杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。 A编码-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。,二 酶的诱导lac体系受调控的证据,三 乳糖操纵子调控模型,主要内容： 1 Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码。,2 这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区(P),不能单独启动合成-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。,3 操纵子基因是DNA 上的一小段序列（仅为26bp）,是阻遏物的结合位点。,操纵位点的回文序列,4 当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制,5 诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构像，使之不能与

3、操纵基因结合，从而激发lac mRNA 的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。,四 影响因子,1 lac操纵子的本底水平表达 有两个矛盾是操纵子理论所不能解释的： 诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合，而转运诱导物需要透过酶，后者的合成有需要诱导。 解释： 一些诱导物可以再透过酶不存在时进入细胞。一些透过酶可以在没有诱导物的情况下合成。, 真正的诱导物是异构乳糖形成的，因此，需要有-半乳糖苷酶的预先存在。 解释： 本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的lac mRNA合成。,2 大肠杆菌对乳糖的反应,培养基：甘油 按照lac操纵子本底水

4、平的表达，每个细胞内有几个分子的-半乳糖苷酶和-半乳糖苷透过酶。 培养基：加入乳糖 少量乳糖在透过酶作用下进入细胞，通过-半乳糖苷酶形成异构乳糖，诱导物诱导lac mRNA的生物合成，这样大量乳糖进入细胞内，其中多数被降解为葡萄糖和半乳糖（碳源和能源），少数形成异构乳糖。,3 阻遏物lac I基因产物及功能,lac操纵子阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组成型合成的，每个细胞中有5-10个阻遏物分子。 当I基因由弱启动子突变成强启动子，细胞内就不能产生足够的诱导物来克服阻遏状态，整个lac操纵子在这些突变体中就不可诱导。,4 葡萄糖对lac操纵子的影响,如果将葡萄糖好乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导la

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