【操纵子】操纵子的作用是什么？_生物_素颜q03
编辑： admin 2017-15-06
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操纵子（operon）：指启动基因、终止基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称.
原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的.操纵子通常由 2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成.启动序列是RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列.多种原核基因启动序列特定区域内,通常在转录起始点上游-10及-35区域存在一些相似序列,称为共有序列.大肠杆菌及一些细菌启动序列的共有序列在-10区域是TATAAT,又称Pribnow盒（PribnowBox）,在-35区域为 TTGACA.这些共有序列中的任一碱基突变或变异都会影响RNA聚合酶与启动序列的结合及转录起始.因此,共有序列决定启动序列的转录活性大小.操纵序列是原核阻遏蛋白的结合位点.当操纵序列结合阻遏蛋白时会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合,或使RNA聚合酶不能沿DNA向前移动,阻遏转录,介导负性调节.原核操纵子调节序列中还有一种特异DNA序列可结合激活蛋白,使转录激活,介导正性调节.
乳糖操纵子包括调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因.
大肠杆菌的lac操纵子受到两方面的调控：一是对RNA聚合酶结合到启动子上去的调控（阳性）；二是对操纵基因的调控（阴性）.
在含葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能利用乳糖,只有改用乳糖时才能利用乳糖的调控机理是：当在培养基中只有乳糖时由于乳糖是lac操纵子的诱导物,它可以结合在阻遏蛋白的变构位点上,使构象发生改变,破坏了阻遏蛋白与操纵基因的亲和力,不能与操纵基因结合,于是RNA聚合酶结合于启动子,并顺利地通过操纵基因,进行结构基因的转录,产生大量分解乳糖的酶,这就是当大肠杆菌的培养基中只有乳糖时利用乳糖的原因.
在含乳糖的培养基中加入葡萄糖时,不能利用乳糖的原因,即在lac操纵子的调控中,有降解物基因活化蛋白（CAP）,当它特异地结合在启动子上时,能促进RNA聚合酶与启动子结合,促进转录（由于CAP的结合能促进转录,称为阳性调控方式）.但游离的CAP不能与启动子结合,必须在细胞内有足够的cAMP时,CAP首先与cAMP形成复合物,此复合物才能与启动子相结合.葡萄糖的降解产物能降低细胞内cAMP的含量,当向乳糖培养基中加入葡萄糖时,造成cAMP浓度降低,CAP便不能结合在启动子上.此时即使有乳糖存在,RNA聚合酶不能与启动子结合,虽已解除了对操纵基因的阻遏,也不能进行转录,所以仍不能利用乳糖.
其他同学给出的参考思路：
详细就是楼上 精华就是调节下游基因合成
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题1： 什么是操纵子生化试题[生物科目]
操纵子 operon
指受阻遏物和操纵基因统一调节的一组基因群.属于同一操纵子的基因之间在功能上往往是相互关连的.例如大肠杆菌的乳糖分解系统的操纵子（乳糖操纵子）就是由β-半乳糖苷酶、半乳糖苷透性酶、半乳糖苷转乙酰酶的结构基因lacZ、 lacY、 lacA（习惯上写作z、y、a）组成的.与z基因邻接的是操纵基因（o）和启动区（p）（见图）. 调节基因（lacI,i）产物的阻遏物通过和操纵基因的特异结合,使在启动区上的RNA多聚酶不能将结构基因所带的信息转录为mRNA,这样上述三种酶都不能被合成.如果加入特定的诱导物质（图中以I表示）,这种诱导物质一当和阻遏物结合,后者就会脱离操纵基因,从而这三种酶就会同时被合成.另一方面,和生物合成有关的酶系统的合成；在大多数情况下也是以操纵子为单位进行调节的.例如大肠杆菌的色氨酸合成系统的五个基因组成一个操纵子,从分支酸（chorismie ac－id）到色氨酸5步反应有关的酶的合成量就受到统一的调节.但是它和乳糖操纵子不同,如果将特定物质（色氨酸）加到培养基中,酶的合成就受到抑制.此外,基因性状的表达不一定都是由操纵基因和阻遏物进行负调节的,有的也可通过启动区和正调控物质来进行调节.
题2： 操纵子是什么,对于原核生物的基因表达有什么意义呢?[生物科目]
拟等位基因(pseudoalleles)：作用相同,位于紧密相近位点上的非等位基因.由于紧密连锁很难发生交换,因此使用普通的等位基因验测法（allelism test）往往误认为是等位基因,故称拟等位基因.普通果蝇中的bx bxd S．ast等基因便是拟等位基因的典型例子.虽然现在称为拟等位基因,但在通过顺反位置效应的互补测验证明机能上属同一基因时,应该说它是突变部位不同的等位基因.表型效应相似,功能密切相关,在染色体上的位置又紧密连锁的基因.它们象是等位基因,而实际不是等位基因.
现在结合我个人的研究和体会谈谈~
拟等位基因是经典遗传学概念~现在是基因组、后基因组、核苷酸时代了,所以必须突破经典遗传的概念才会有更进一步的理解~拟等位基因实际上是染色体临近位置的功能相近的基因~它们之间往往会相互调控或者有调控原件相互联系~但是不是所有临近基因都是拟等位基因,仅仅一小部分这样.这对生物的进化、适应、生存多样性有积极意义~
突变子见:baike.baidu.com/view/226428.htm
题3： 色氨酸操纵子的衰减作用导致什么结果?
导致转录的中止.这其实是一个翻译水平的调节.
衰减子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列（123-150区）.
当细胞中色氨酸含量高时,一般是不会合成色氨酸的,在转录水平就会中止,但有时候阻遏蛋白实效或其他原因导致合成色氨酸的转录开始,由于原核生物的转录与翻译是耦联的,在进行翻译时,色氨酸操纵子使转录的好的DNA片段结构发生变化,使转录中止.
我们上学期学的这一章,没图恐怕说不清楚,你若不懂得话,把邮箱给我,我把课件给你发过去.
题4： 什么叫操纵子?
基因以及其上下游调控其表达的核酸序列
题5： 色氨酸操纵子的功能
参与色氨酸合成的代谢途径的多种蛋白质(酶)的基因所组成的操纵子,是一种可调控的基因表达系统.Trp合成途径较漫长,消耗大量能量和前体物,如丝氨酸、PRPP、谷氨酰氨等,是细胞内最昂贵的代谢途径之一,因此受到严格调控,其中 色氨酸 操纵子发挥着关键作用.调控作用主要有三种方式:阻遏作用、弱化作用以及终产物Trp 对合成酶的反馈抑制作用.