Question

如何论述乳糖操纵子的调控模型？

Answer 1

如下：

A） 乳糖操纵子的正调控：

 CAP是一种被cAMP诱导的激活蛋白，在细胞内葡萄糖含量高时，能量供应充足，cAMP含量降低，基因表达被抑制。

当细胞内葡萄糖不足时，cAMP含量升高，CAP被激活，结合在原核启动子的-10区并结合RNA聚合酶促使下游基因转录，可促进一些无-35区启动子调控的基因表达；这样就造成了当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌的碳源时葡萄糖总是优先被利用的现象。

B） 乳糖操纵子的负调控： 乳糖操纵子中启动子下游的一段基因序列可被由操纵子上游基因lacI编码的阻遏蛋白结合从而抑制其后结构基因的转录。

当细胞内乳糖含量升高时，乳糖被转化为异乳糖，异乳糖与阻遏蛋白结合使其构象发生改变，解除对结构基因的抑制，相关基因表达降解乳糖以供细胞利用。

 C） 协调调节： 当阻遏蛋白存在时或CAP不存在时，结构基因均不被转录，这就保证了只有细胞缺乏葡萄糖提供能量且有乳糖可以利用时才表达相关的基因。

乳糖操纵子是参与乳糖分解的一个基因群，由乳糖系统的阻遏物和操纵序列组成，使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。

1961年雅各布（F．Jacob）和莫诺德（J．Monod）根据对该系统的研究而提出了著名的操纵子学说。

在大肠杆菌的乳糖系统操纵子中，β-半乳糖苷酶，半乳糖苷渗透酶，半乳糖苷转酰酶的结构基因以LacZ（z）， Lac Y（y），Lac A（a）的顺序分别排列在质粒上，在z的上游有操纵序列Lac O（o），更前面有启动子Lac P（p），这就是操纵子（乳糖操纵子）的结构模式。

编码乳糖操纵系统中阻遏物的调节基因Lac I（i）位于和p上游的邻近位置。