什么是操纵子?启动子,结构基因,操纵基因和调节基因在酶的诱导合成中各起什么作用?

作者&投稿:戴瑾 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
操纵子的作用是什么?~

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。

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。

答:操纵子是基因表达和控制的一个完整单元,其中包括结构基因、操纵基因、启动基因和调节基因。
启动子是能被依赖于DNA聚合酶所识别的碱基顺序,是RNA聚合酶的结合部位和转录起点。结构基因决定着具体蛋白质结构、性质,操纵基因决定着结构是否需要表达(关或开),调节基因经过转录、翻译形成阻遏蛋白。当没有乳糖存在时(即没有底物时),调节基因合成的阻遏蛋白与操纵基因结合,RNA聚合酶不能使DNA转录为mRNA,操纵基因成关闭状态,因此,半乳糖苷酶等三种酶不能合成。当有乳糖存在时,其诱导物(即底物)与阻遏蛋白结合,形成被钝化了的阻遏蛋白,并由于这种蛋白不能与操纵基因结合,因而RNA聚合酶可顺利地使DNA转录为mRNA并翻译形成三种酶的结构。因此,酶的诱导合成的本质就是诱导物钝化了阻遏蛋白,使它与操纵基因亲和力降低,解除了阻遏蛋白对操纵基因的抑制,从而促使蛋白质合成。

不会

乳糖操纵子酶诱导合成的调节过程:
1、乳糖操纵子由调节基因,启动基因、操纵基因和三个结构基因LACZ、LACY、LACA组成。
2、调节基因lacI组成型表达,编码阻遏蛋白,既有与操纵基因lacO结合的位点也有与诱导物结合的位点。
3、当诱导物与阻遏蛋白结合时可改变阻遏蛋白的构象,使其无法与lacO结合。阻遏蛋白具有阻止转录和识别小分子诱导物的双重性,因此它的活性状态直接决定启动基因是开启或关闭。
4、当缺乏乳糖时阻遏蛋白以活性状态结合在lacO上,这就影响了RNA聚合酶与lacP的结合并阻碍RNA聚合酶通过lacO,这样结构基因就无法转录;当乳糖存在时,因作为诱导物的乳糖与阻遏蛋白结合,改变了它的构象,成为失活构象而脱离lacO,于是RNA聚合酶就可以与启动基因结合并开始转录。
5、乳糖操纵子:操纵子是指在转录水平上控制基因表达的协调单位,包括启动子,操纵基因,结构基因。操纵子可受调节基因控制。乳糖操纵子是三种乳糖分解酶的控制单位。
6、阻遏过程:当诱导物存在的情况下,调节基因产生的活性阻遏蛋白与操纵子结合,操纵基因被关闭,操纵子不转录。
7、诱导过程:当诱导物存在的情况下,调控基因产生的活性阻遏蛋白与诱导物结合,阻遏蛋白构象改变,失去与操纵子结合的机会,操纵基因被开放,转录出三种乳糖分解酶LACA、LACY、LACZ。


医用生物化学中“操纵子”名词解释?
在分子遗传学中,把一个操纵基因控制下的一组相邻的结构基因以及启动子和调节基因,统称为操纵子。操纵子是原核生物的基因在转录水平上进行调控的一个功能单位。大肠杆菌乳糖分解代谢中的操纵子,叫做乳糖操纵子。乳糖操纵子的基因表达调控过程被揭示后,科学家们陆续发现了对原核生物代谢具有调控作用的...

转录水平的调控——操纵子
转录水平调控的中心概念是操纵子,它在原核生物基因表达调控中发挥关键作用。操纵子由多个基因片段组成,包括编码蛋白质的结构基因、启动子、操纵基因以及调节基因,它们之间紧密相连,形成一个调控单元。以乳糖操纵子为例,其调控过程分为两种状态。在没有诱导物(如乳糖)的情况下(如图一),阻遏蛋白会...

操纵子的名词解释
是指数个功能上相关联的结构基囚中联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位,所转录的 RNA为多顺反子。转录单位∶储存RNA和蛋白质肽链序列信息的结构基因与指导转录起始部位的序列(启动子)和转录终止的序列(终止子)共同组成转录...

什么是操纵子
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...

操纵子与启动子的关系
原核生物的一个转录单位叫操纵子,一个操纵子含两个以上的编码序列与启动序列,操作序列,及其他调节序列.真核细胞才有启动子,原核细胞叫启动序列

下列哪种结构是操纵子所没有的
操纵子: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。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...

操纵子和操纵元的区别
组成不同、功能不同。1、组成不同:操纵元又称操纵子,是指一组关键的核苷酸序列,包括了一个操纵基因、一个普通的启动子,及一个或以上的结构基因被用作生产信使RNA(mRNA)的基元,操纵子至少有一个启动子,在第一个结构基因5侧上游,控制整个结构基因群的转录。2、功能不同:操纵元又称操纵子,是...

操纵子、增强子、复制子、沉默子、密码子、顺反子、外显子、内含子各...
4)密码子,在mRNA信息区内,相邻3个核苷酸组成1个三联体的遗传密码,编码一种氨基酸,称为密码子。5)增强子是远离转录起始点、决定的基因的时间空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列,其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。6)沉默子,某些基因含有负性调节元件—沉默子,当其结合特异蛋白质因子...

原核生物是如何进行基因表达的?
4. 魔斑:当细菌生长过程中,遇到氨基酸全面缺乏时,细菌将会产生一个应急反应,停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp)。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子,而是影响一大批,所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 5. 上游启动子元件:是...

顺式作用元件结构组成
启动子,原核操纵子中的启动序列,是RNA聚合酶结合点的周边组件,通常包含7至20bp的DNA序列。核心结构包括TATA盒,序列特征为TATAAAA,它位于转录起始点上游-25~-30bp,对转录启动具有重要调控作用。TATA盒是基本转录因子TFIID的结合位点。除TATA盒,GC盒和CAAT盒也常见,位于-30~-110bp区域。启动子还...

卢氏县18248045271: 什么是操纵子 -
姚从芪龙: 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...

卢氏县18248045271: 操纵子(关于操纵子的基本详情介绍)
姚从芪龙: 1、操纵组又称操纵子或操纵元,是指一组关键的核苷酸序列,包括了一个操纵基因,一个普通的启动子,及一个或以上的结构基因被用作生产信使RNA的基元.2、操纵子主要在原核生物及线虫动物门出现.3、它们是由方斯华·贾克柏及贾克·莫诺于1961年所发现.

卢氏县18248045271: 医用生物化学中“操纵子”名词解释? -
姚从芪龙: 操纵子(operon):指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称.转录的功能单位.很多功能上相关的基因前后相连成串,由一个共同的控制区进行转录的控制,包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列.主要见于原核生物...

卢氏县18248045271: 何谓操纵子? -
姚从芪龙: 操纵子属于分子生物学研究范畴,我们最近刚考,重点就是乳糖操纵子和色氨酸操纵子,就是通过一系列的级联反应对基因的表达调控起到调节作用,色氨酸分为终止和弱化两种机制,乳糖只有一个弱化机制,其中包涵两个内容,第一个是CAMP另一个是异构乳糖.纯手打,忘采纳.乳糖操纵子中就是通过乳糖的浓度判定是否阻止进行,另一个是根据葡萄糖的量,高葡萄糖抑制产生CAMP不能与CRP位点结合,抑制表达进行

卢氏县18248045271: 操纵子和操纵基因的区别 -
姚从芪龙: 操纵子结构中包含操纵基因,操纵子结构里包括启动子、操纵基因和其后的结构基因等其他序列.由调节基因编码出阻遏蛋白,阻遏蛋白与相应的结构基因结合,导致转录无法进行,这种调控机制的结构单位就是操纵子. 我的表述可能不太准确大体就是这个意思,根本区别就是:操纵基因属于操纵子调控序列的一部分

卢氏县18248045271: 分子生物学里面操纵子是operator还是operon? -
姚从芪龙: operator是操纵基因,operon是操纵子.操纵基因、启动基因和结构基因共同组成一个单位——操纵子(operon).

卢氏县18248045271: 解释一下操纵子 -
姚从芪龙: 在原核生物中由 启动子(与RNA转录酶结合的DNA序列)、 操作基因(与调节因子结合DNA序列)、 结构基因(可转录翻译代谢物的DNA序列) 组成的一个转录功能单位(一段DNA序列).

卢氏县18248045271: 具有操纵子结构的生物是 -
姚从芪龙: 操纵子指包含结构基因、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.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...

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