112.247.109.102：以“操纵子operon 操纵子（operon）：指包含结构基因、操纵基因以及启动基因的一些相邻基因组成的DNA片段，...”为内容创建页面

2014-01-26T15:23:53Z

以“操纵子<b>operon</b> 操纵子（operon）：指包含结构基因、操纵基因以及启动基因的一些相邻基因组成的DNA片段，...”为内容创建页面

新页面

[[操纵子]]<b>operon</b>

操纵子（operon）：指包含[[结构基因]]、[[操纵基因]]以及启动[[基因]]的一些相邻[[基因组]]成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。它是专门针对[[原核生物]]的，[[真核生物]]中不存在。　　
==举例==

===原核生物操纵子===
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]]结合并启动[[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，与共有序列的一致度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===
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。　　
===[[色氨酸]]操纵子===
色氨酸操纵子(tryptophane operon)负责色氨酸的[[生物合成]]，当培养基中有足够的色氨酸时，这个操纵子自动关闭，缺乏色氨酸时操纵子被打开，trp基因表达，色氨酸或与其[[代谢]]有关的某种物质在阻遏过程（而不是诱导过程）中起作用。由于trp体系参与生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CAP的调控。

色氨酸的合成分步完成。每个环节需要一种酶，编码这5种酶的基因紧密连锁在一起，被转录在一条[[多顺反子]]mRNA上，分别以trpE、trpD、trpC、trpB、trpA代表，编码了[[邻氨基苯甲酸]][[合成酶]]、邻氨基苯甲酸[[焦磷酸]][[转移酶]]、邻氨基苯甲酸[[异构酶]]、[[色氨酸合成酶]]和[[吲哚]][[甘油]]-3-磷酶合成酶。

trpE基因是第一个被翻译的基因，和trpL和trpa（不是trpA）。trp操纵子中产生[[阻遏物]]的基因是trpR，该基因距trp[[基因簇]]很远，后者在大肠杆菌[[染色体图]]上25min处，而前者则位于90min处。在位于65min处还有一个trpS（色氨酸tRNA合成酶），它和携带有trp的tRNATrp也参与trp操纵子的调控作用。　　
===[[阿拉伯糖]]操纵子===
阿拉伯糖操纵子 ara operon

阿拉伯糖操纵子是指令合成糖分解代谢所需酶系的操纵子，它具有正、负调节的功能。

一、结构和功能

阿拉伯糖的代谢是由araB、araA和araD基因所编码的三种酶的[[催化]]的。其特点是：（1）AraC蛋白是双功能的，单纯的C蛋白结于araO1(-100～-144)，起到阻遏的作用；当C蛋白和诱导物Ara结合形成的[[复合体]]是Cind，，即诱导型的C蛋白，它结合于araI区（-40～-78）使RNA Pol结合于PBAD位点（+140），转录B、A、D三个基因；（2）C蛋白结合araO1时也[[反馈]]性地阻遏了其本身的表达；（3）C蛋白的两种状态（Cind和Crep）功能不同，结合的位点也不同Cind结合于araI；Crep可结合于araO1和araO2；（4）ara操纵子的C蛋白还可以调节分散的基因araE和F，因此此[[转录单位]]也称调节子（regulon）；（5）本操纵子有两个启动子Pc和PBAD，可以双向转录；（6）Pc启动子和araO1重叠。

二、调控

当Glu和Ara都存在时，C[[本底]]转录，产生少量的C蛋白，结合于araO1（-106~-144）,使RNA聚酶不能结合araPC，使araC的转录受到阻遏。

当有Ara存在，而没有Glu时，Ara可作为糖源。此时Ara和少量的C蛋白结合形成了诱导型的C蛋白—Cind,它作为[[正调控]]因子结合于araI，促进了araPBAD的转录，产生了3种酶，促使Ara分解；

当Ara不存在或者用过完了，过量的C蛋白可以结合则araO1上，阻碍RNA聚合酶在此区域结合，从而关闭了操纵子；或者结合到araI（-40~-78）和araO2上，彼此相互作用形成了环，阻遏了PBAD和PC的启动。

[[分类:生物学]][[分类:遗传学]][[分类:基因]][[分类:生物工程]]
==参看==
*[[生物化学与分子生物学/操纵子|《生物化学与分子生物学》- 操纵子]]

操纵子 - 版本历史

112.247.109.102：以“操纵子operon 操纵子（operon）：指包含结构基因、操纵基因以及启动基因的一些相邻基因组成的DNA片段，...”为内容创建页面