Question

乳糖操纵子的调节机制

Answer 1

乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子包含三个结构基因Z、Y和A，分别编码半乳糖苷酶、渗透酶和半乳糖苷酶乙酰转移酶。此外，还有一个操作序列O，一个启动子P和一个调控基因I。

抑制蛋白负调控：在无乳糖的情况下，基因I编码的抑制蛋白与操作序列O结合，乳糖操纵子处于抑制状态，无法合成分解乳糖的三种酶。

在有乳糖存在的情况下，乳糖被用作诱导剂，诱导抑制因子蛋白变构，不能与控制序列结合。乳糖操纵子被诱导开启三种分解乳糖的酶的合成。因此，乳糖操纵子的调控机制是负调控。

与细菌相关的功能的结构基因通常连接在一起形成一组基因。它们在相同的代谢途径中编码不同的酶。一个基因簇的调控方式是相同的，一个开放，一个封闭。因此它们形成一个受管制的单位。

其他相关的功能基因也包括在这一调控单元中，如编码酶的基因，其产物不直接参与催化代谢，但可使小分子底物运输到细胞。

扩展资料：

注意事项：

通过突变的影响，可以将结构基因和调控基因区分开来，在突变过程中，细胞失去了这些基因制造的蛋白质。

但是调节基因的突变会影响它控制的所有结构基因的表达。调控蛋白突变的结果可以指示调控的类型。

细菌必须对环境的变化迅速做出反应。营养供应随时可能发生变化，反复出现异常。生存需要在不同代谢底物之间转换的能力。

单细胞真核生物也生活在不断变化的环境中；另一方面，更复杂的多细胞生物有一个恒定的代谢途径，不需要对环境作出反应。

在细菌中，灵活性和经济性是需要的，因为在合适的环境中，细菌可以在不利的条件下消耗养分。缺乏底物不需要合成大量的相关酶，所以细菌发展的监管机制，阻碍了酶的合成途径缺乏底物的情况下，但同时准备尽快合成这些酶底物。

Answer 2

1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列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；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，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。3、CAP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，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。4、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，互相协调、互相制约。

Answer 3

1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列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；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，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。3、CAP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，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。4、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，互相协调、互相制约。

Answer 4

抑制作用：调节基因转录出mRNA，合成阻遏蛋白，因缺少乳糖，阻遏蛋白因其构想能够识别操纵基因并结合到操纵基因上，因RNA聚合酶就不能与启动基因结合，结构基因也被抑制，结果结构基因不能转录出mRNA，不能翻译酶蛋白。诱导作用：乳糖存在时，乳糖代谢产生别乳糖，其能和调节基因产生的阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白改变构象，不能再和操纵基因结合，失去阻遏作用，结果RNA聚合酶便与启动基因结合，并使结构基因活化，转录出mRNA，翻译出酶蛋白。负反馈：细胞质中有了β－半乳糖苷酶后，变催化分解乳糖和葡糖。乳糖分解后，又造成了阻遏蛋白与操纵基因结合，使结构基因关闭。

Answer 5

乳糖操纵子是由调节基因lacI，启动基因P，操纵基因O和3个结构基因lacZ、 lacY、lacA组成。
在染色体上的排列顺序为：P--lacI-----P--O--lacZ--- lacY---lacA
lacI具有自己的启动子和终止子，能自行表达基因。它编码的阻遏蛋白既能与操纵基因lacO结合，又能与诱导物（异乳糖、IPTG等）结合。当阻遏蛋白与lacO结合时，影响了RNA聚合酶与LacP结合，并阻碍了RNA聚合酶通过lacO，这样结构基因就无法转录；当阻遏蛋白与诱导物结合以后其构想改变，不能与lacO结合，那么，开放的lacO就可进行转录翻译，形成表达产物，利用乳糖。