操纵子的概念:原核生物的基因按功能相关性成簇串联,密集于染色体上,共同构成的一个转录单位。
调控原理:⑴结构:Lac操纵子含z、y及a 3个结构基因,分别编码β-半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶,此外还有一个操纵序列O,一个启动序列P及一个调节基因i。i基因编码一种阻遏蛋白,后者与O序列结合,操纵子被关闭。在启动序列上游还有一个分解代谢基因激活蛋白(CAP)结合位点。由操纵序列O,一个启动子序列P和CAP结合位点共同构成Lac操纵子的调控区。⑵阻遏蛋白的负性调节:在没有乳糖存在时,Lac操纵子处于阻遏状态。此时,i基因表达阻遏蛋白,阻遏蛋白与操纵序列O结合,阻碍RNA聚合酶与P序列结合,抑制转录启动。当有乳糖存在时,乳糖转变为别乳糖,后者结合阻遏蛋白,使构象发生变化,阻遏蛋白与操纵序列O解离。在CAP蛋白协作下发生转录。⑶CAP的正性调节:分解代谢基因激活蛋白(CAP)分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时,cAMP与CAP结合,此时CAP结合在CAP结合位点,可使RNA聚合酶转录活性提高;当有葡萄糖存在时,cAMP浓度降低,cAMP与CAP结合受阻,Lac操纵子转录活性下降。