乳糖操纵子由哪几部分组成及其作用机制。
答案:(1)乳糖操纵子的组成
①结构基因
a. lacZ:编码分解乳糖的β-半乳糖升酶;
b. lacY; 编码吸收乳糖的β-半乳糖苷透性酶;
c. lacA: 编码β-半乳糖苷厶酰基转移酶。
②调节基因
a.启动序列P: RNA聚合酶结合位点;
b.调节基因I:编码阻遏蛋白;
c.操纵序列O:不编码任何蛋白质,阻遏蛋白结合位点阻碍RNA聚合酶与P序列结合,抑制转录启动。
d. CAP位点与CAP蛋白(分解代谢物基因的活化蛋白)结合,促进转录。
③调节因素
a.阻遏蛋白与半乳糖结合后,失去结合操纵序列o的能力,促进转录。
b. CAP蛋白只有与cAMP结合后才能结合到CAP位点,发挥促进转录的作用。
(2)乳糖操纵子的作用机制
①阻遏蛋白的负性调节:阻遏蛋白是一种变构蛋白由I基因编码。
a.当没有乳糖存在时,调节基因Ⅰ编码的阻遏蛋白结合于操纵基因o处,乳糖操纵子处于阻遏状态,不能合成分解乳糖的三种酶。
b.当有乳糖存在时,乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构,不能结合于操纵基因,乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以,乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。
②CAP的正性调节:在启动子上游有CAP结合位点,当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时,cAMP浓度升高,与CAP结合,使CAP发生变构,CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点,微活RNA聚合酶活性,促进结构基因转录,对乳糖操纵子实行正调控,加速合成分解乳糖的三种酶。
③协调调节:乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制,是互相协调、互相制约的。