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14.12: 操纵子
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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。

操作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。

歌剧也可以是构成性的(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。

其他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。其他调控序列,如 lac操纵子的分解代谢激活蛋白(CAP)结合位点,为其他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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