操纵基因是什么东东?操纵子又是什么东东,操纵子种类

发布时间:2020-07-09 12:48:49

操纵基因是什么东东?操纵子又是什么东东,操纵子种类

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操纵子(operon):指启动基因、终止基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。
  原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。操纵子通常由 2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。启动序列是RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列。多种原核基因启动序列特定区域内,通常在转录起始点上游-10及-35区域存在一些相似序列,称为共有序列。大肠杆菌及一些细菌启动序列的共有序列在-10区域是TATAAT,又称Pribnow盒(PribnowBox),在-35区域为 TTGACA。这些共有序列中的任一碱基突变或变异都会影响RNA聚合酶与启动序列的结合及转录起始。因此,共有序列决定启动序列的转录活性大小。操纵序列是原核阻遏蛋白的结合位点。当操纵序列结合阻遏蛋白时会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合,或使RNA聚合酶不能沿DNA向前移动,阻遏转录,介导负性调节。原核操纵子调节序列中还有一种特异DNA序列可结合激活蛋白,使转录激活,介导正性调节。
  乳糖操纵子包括调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因。
  大肠杆菌的lac操纵子受到两方面的调控:一是对RNA聚合酶结合到启动子上去的调控(阳性);二是对操纵基因的调控(阴性)。
  在含葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能利用乳糖,只有改用乳糖时才能利用乳糖的调控机理是:当在培养基中只有乳糖时由于乳糖是lac操纵子的诱导物,它可以结合在阻遏蛋白的变构位点上,使构象发生改变,破坏了阻遏蛋白与操纵基因的亲和力,不能与操纵基因结合,于是RNA聚合酶结合于启动子,并顺利地通过操纵基因,进行结构基因的转录,产生大量分解乳糖的酶,这就是当大肠杆菌的培养基中只有乳糖时利用乳糖的原因。
  在含乳糖的培养基中加入葡萄糖时,不能利用乳糖的原因,即在lac操纵子的调控中,有降解物基因活化蛋白(CAP),当它特异地结合在启动子上时,能促进RNA聚合酶与启动子结合,促进转录(由于CAP的结合能促进转录,称为阳性调控方式)。但游离的CAP不能与启动子结合,必须在细胞内有足够的cAMP时,CAP首先与cAMP形成复合物,此复合物才能与启动子相结合。葡萄糖的降解产物能降低细胞内cAMP的含量,当向乳糖培养基中加入葡萄糖时,造成cAMP浓度降低,CAP便不能结合在启动子上。此时即使有乳糖存在,RNA聚合酶不能与启动子结合,虽已解除了对操纵基因的阻遏,也不能进行转录,所以仍不能利用乳糖。

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操纵子
  操纵子(operon):指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。转录的功能单位。很多功能上相关的基因前后相连成串,由一个共同的控制区进行转录的控制,包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列。主要见于原核生物的转录调控,如乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子、组氨酸操纵子、色氨酸操纵子等
  乳糖操纵子
  乳糖操纵子是一个在大肠杆菌及其他肠道菌科细菌内负责乳糖的运输及代谢的操纵子。它包含了三个相连的结构基因、启动子、终止子及操纵基因。乳糖操纵子受多种因素所调控,包括葡萄糖及乳糖的含量。乳糖操纵子的基因调节是首个被阐明的遗传学调控机制,且被视作为原核生物基因调节的样本。
  色氨酸操纵子
  色氨酸操纵子(英语:Trp operon)是一种重要的操纵子,是联合使用或转录的一组基因,也是用来编码生成色氨酸的元件之一。色氨酸操纵子是在许多细菌存在,但首次在大肠杆菌中得到表征。当在环境中存在足量的色氨酸,它将不被使用。这是一个重要的学习基因调控的实验系统,并常用来教授基因调控的知识。
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