问答题 (湖南大学2007年考研试题)何谓操纵子学说?试以大肠杆菌乳糖操纵子为例说明酶合成的诱导和阻遏。
【正确答案】正确答案:(1)法国巴斯德研究院的Francois Jacob与Jacques Monod于1960年提出操纵子学说,可以简述如下:有一个专一的阻遏分子(蛋白质)结合在靠近β半乳糖苷酶基因上面,这段DNA他们称之为操纵基因。由于阻遏分子结合在DNA的操纵基因上,从而阻止了RNA聚合酶合成β半乳糖苷酶的mRNA。此外,他们还指出乳糖为诱导物,当乳糖结合到阻遏分子上时,即阻止阻遏分子与操纵基因的结合。当有乳糖时,阻遏分子即失活,mRNA就可以转录出来。如果去掉乳糖时,阻遏分子又恢复其活力,与操纵基因DNA结合,将乳糖基因关闭。 (2)乳糖(lac)操纵子由调节基因I,启动基因P、操纵基因O和三个结构基因lacZ、lacY、lacA组成。调节基因lacI组成型表达,编码阻遏蛋白,既有与操纵基因lacO结合的位点,也有与诱导物结合的位点。 当诱导物与阻遏蛋白结合时,可改变阻遏蛋白的构象,使其无法与lacO结合。阻遏蛋白具有阻止转录和识别小分子诱导物的双重性,因此它的活性状态直接决定启动基因是开启或关闭。 当缺乏乳糖时,阻遏蛋白以活性状态结合在lacO上,这就影响了RNA聚合酶与lacP的结合,并阻碍RNA聚合酶通过lacO,这样结构基因就无法转录;当乳糖存在时,因作为诱导物的乳糖与阻遏蛋白结合,改变了它的构象,成为失活构象而脱离lacO,于是RNA聚合酶就可以与启动基因结合并开始转录。
【答案解析】