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14.12: 操纵子
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14.12: 操纵子

原核生物可通过操纵子控制基因表达。它们由调控元件和成簇的,功能相关的蛋白质编码基因组成的DNA序列。操纵子使用单个启动子序列来启动基因簇(即一组结构基因)转录成单个mRNA分子。终止子序列结束转录。位于启动子和结构基因之间的操纵基因序列,如果被阻遏蛋白结合,则禁止操纵子的转录活性。总而言之,启动子、操纵子、结构基因和终止子构成了操纵子的核心。

操纵子通常是可诱导的或可抑制的。可诱导的操纵子,如细菌 lac 操纵子,通常是“关闭”的,但在一种称为诱导剂的小分子(如乳糖)存在下会“打开”。当葡萄糖不存在,但乳糖存在时,异乳糖结合并灭活 lac 操纵子阻遏物,允许操纵子产生负责乳糖代谢的酶。

可抑制的操作,如细菌的trp操作,通常是“开”的,但在一种叫做共加压素的小分子(如色氨酸)存在下会“关”的。当必需氨基酸色氨酸含量丰富时,色氨酸结合并激活抑制因子,阻止操纵子产生合成所需的酶。

操纵子也可以是构成性的(即持续的)活跃的。例如,细菌核糖体RNA(rRNA)的操作总是“开”的,因为翻译经常需要rRNA。

其它调控因素也有助于操纵子的协调基因表达。调控基因编码转录激活物或阻遏蛋白。例如, lacI 和 trpR基因为其各自的操纵子抑制子编码。其它调控序列,如 lac操纵子的分解代谢激活蛋白(CAP)结合位点,为其它激活物或抑制物提供结合位点。例如,当葡萄糖含量较低时,信号分子(即环腺苷酸)激活CAP,使其结合CAP位点, 吸收RNA聚合酶,并启动lac操纵子转录。


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Operons Prokaryotic Cells Genetic Sequences Regulatory Elements Protein-coding Genes Structural Genes Lac Operon LacZ LacY LacA Enzymes Lactose Metabolism Promoter Operator Terminator Sequences Lac Repressor Protein RNA Polymerase Glucose Concentration Allolactose Inducer Cyclic AMP Catabolite Activator Protein (CAP) Regulatory Sequence Transcription

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