问答题 简述大肠杆菌乳糖操纵子的作用机制。无
【正确答案】

(1)乳糖操纵子的基本结构

乳糖操纵子上依次排列着:

①启动子。

②操纵基因。

不编码任何蛋白质,是另一位点上调节基因I所编码的阻遏蛋白的结合部位,使操纵子受阻遏而处于关闭状态。

③结构基因。

lacZ、lacY、lacA,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)乳糖操纵子的调控过程

①乳糖的负控诱导

a.乳糖不存在时,阻遏蛋白结合到操纵区,阻碍RNA聚合酶与lac启动子区的结合,下游结构基因无法转录。

b.乳糖存在时,乳糖与阻遏蛋白的变构位点结合,阻遏蛋白构象改变,失去活性而不与操纵区结合,下游基因能正常转录,产生相应的酶,使大肠杆菌能利用乳糖。乳糖耗尽,诱导物异构乳糖减少,失去诱导物的阻遏蛋白会重新特异性结合lac操纵区,阻止基因转录。

②葡萄糖效应(降解物阻遏效应)

当葡萄糖与乳糖同时存在,大肠杆菌在耗尽外源葡萄糖之前不会诱发lac操纵子。原因是葡萄糖的降解产物能降低细胞内cAMP含量,使cAMP-CAP复合物的形成减少,影响其与启动区结合,导致下游结构基因的转录无法进行,使得乳糖无法被利用。

【答案解析】