【正确答案】(1) 乳糖操纵子的结构:含Z、Y、A3个结构基因,分别编码乳糖代谢的三个酶,一个操纵序列O,一个启动序列P,一个CAP结合位点和一个调节基因Ⅰ共同构成乳糖操纵子的调控区。
(2) 阻遏蛋白的负性调节:Ⅰ基因的表达产物为一种阻遏蛋白。在没有乳糖存在时,阻遏蛋白与O序列结合,阻碍RNA聚合酶与P序列结合,抑制转录启动,乳糖操纵子处于阻遏状态;当有乳糖存在时,乳糖转变为半乳糖,后者结合阻遏蛋白,使构象变化,阻遏蛋白与O序列解离,在CAP蛋白协作下发生转录。
(3) CAP的正性调节:分解代谢基因激活蛋白(CAP)分子内存在DNA和cAMP结合位点。当没有葡萄糖时,cAMP浓度较高,cAMP与CAP结合,cAMP-CAP结合于CAP结合位点,提高RNA转录活性;当有葡萄糖时,cAMP浓度降低,cAMP与CAP结合受阻,乳糖操纵子表达下降。
(4) 协调调节:乳糖操纵子阻遏蛋白的负性调节与CAP的正性调节机制协调合作,CAP不能激活被阻遏蛋白封闭基因的表达,但如果没有CAP存在来加强转录活性,即使阻遏蛋白从操纵序列上解离仍无转录活性。
【答案解析】