乳糖操纵子
乳糖操纵子
乳糖操纵子>原核生物的基因表达随着环境的改变而变化，使其在新的环境得以生存。以大肠杆菌的乳糖操纵子为例乳糖操纵子的表达产物是一系列分解乳糖的酶类。大肠杆菌首选能源物质是葡萄糖，在葡萄糖存在时，大肠杆菌中乳糖操纵子关闭（如何关闭？）当环境中葡萄糖耗竭，同时又有乳糖存在时，乳糖操纵子就开放，表达的酶就可分解乳糖作为大肠杆菌的能源物质。>由此可见乳糖操纵子的开放和关闭受到葡萄糖和乳糖的调控，以适应环境中营养物质的改变
乳糖操纵子 ➢ 原核生物的基因表达随着环境的改变而变化，使其在 新的环境得以生存。 ➢ 以大肠杆菌的乳糖操纵子为例 ➢ 乳糖操纵子的表达产物是一系列分解乳糖的酶类。 ➢ 大肠杆菌首选能源物质是葡萄糖，在葡萄糖存在时， 大肠杆菌中乳糖操纵子关闭（如何关闭？）；当环境 中葡萄糖耗竭，同时又有乳糖存在时，乳糖操纵子就 开放，表达的酶就可分解乳糖作为大肠杆菌的能源物 质。 ➢ 由此可见乳糖操纵子的开放和关闭受到葡萄糖和乳糖 的调控，以适应环境中营养物质的改变
乳糖操纵子乳糖操纵子的结构一结构基因：Z-β-半乳糖苷酶Y-透酶A-乙酰基转移酶乳糖操纵子调控序列：启动序列（P,promoter）操纵序列(O,operator)CAP结合位点调节蛋白：阻遇蛋白：调节基因(i)编码分解（代谢）物基因激活蛋白(catabolitegeneactivatorprotein,CAP)
乳糖操纵子 一）乳糖操纵子的结构 结构基因：Z- β-半乳糖苷酶 Y- 透酶 A- 乙酰基转移酶 调控序列：启动序列(P,promoter) 操纵序列(O,operator) CAP结合位点 调节蛋白：阻遏蛋白:调节基因(i)编码 分解（代谢）物基因激活蛋白 (catabolite gene activator protein,CAP) 乳 糖 操 纵 子
1乳糖操纵子的结构结构基因调控序列CAP结PZ1CYA合位点启动序列(P)透酶码基因操纵序列(O)阻遇蛋白编CAP结合位点乙酰基转移酶β-半乳糖苷酶
一）乳糖操纵子的结构 i CAP结 合位点 P O Z Y A 乙 酰 基 转 移 酶 透 酶 β - 半 乳 糖 苷 酶 操 纵 序 列(O) 启 动 序 列(P) CAP 结 合 位 点 阻 遏 蛋 白 编 码 基 因 调控序列 结构基因
二）调节蛋白对乳糖操纵子的调控调控序列结构基因CAPDNAPZYA-组遇蛋雷mRNARNA聚合酶
i CAP结 合位点 P O Z Y A 二）调节蛋白对乳糖操纵子的调控 调控序列 结构基因 RNA聚合酶 组遏蛋白 DNA mRNA CAP
>乳糖操纵子开放的条件：阻遇蛋白去阻遇CAP激活蛋白结合在相应位点阻遇蛋白和CAP分别受到乳糖和葡萄糖的调控
➢ 乳糖操纵子开放的条件： ① 阻遏蛋白去阻遏 ② CAP激活蛋白结合在相应位点 ➢ 阻遏蛋白和CAP分别受到乳糖和葡萄糖的调控
三）乳糖和葡萄糖对乳糖操纵子的调控机制1.没有乳糖存在时，阻遇蛋白抑制表达。CAP结PZYA合位点mRNA-阻遇蛋白RNA聚合醇
i CAP结 合位点 P O Z Y A mRNA 三）乳糖和葡萄糖对乳糖操纵子的调控机制 阻遏蛋白 1. 没有乳糖存在时，阻遏蛋白抑制表达。 RNA聚合酶
2.有乳糖存在时，阻遇蛋白阻遇CAP结P一1合位点半乳糖一乳糖CAP结PZYM合位点
i CAP结 合位点 P O Z Y A i CAP结 合位点 P O Z Y A 半乳糖←乳糖 2.有乳糖存在时，阻遏蛋白去阻遏。 RNA聚合酶
3.葡萄糖浓度低时，cAMP浓度高，CAP结CAMP食在CAP结合位点，促进乳糖操纵子表达CAPZYARNA聚合酶JLSLmRNA4.葡萄糖浓度高时，CAMP浓度低，CAP不能与CAP结合位点结合，乳糖操纵子表达下降。-
i CAP结 合位点 P O Z Y A 3. 葡萄糖浓度低时， cAMP浓度高， CAP结 cAMP合在CAP结合位点，促进乳糖操纵子表达 CAP 4. 葡萄糖浓度高时，cAMP浓度低，CAP不能与 CAP结合位点结合，乳糖操纵子表达下降。 mRNA RNA聚合酶
节葡萄糖和乳糖对乳糖操纵子的协调调四）当葡萄糖浓度高当葡萄糖浓度高，大无乳糖时；乳糖纵子关闭有乳糖时；乳糖操纵子关闭CAPCAPP结合结合位点位点RNA聚含醇RNA聚合酶
i CAP 结合 位点 P O Z Y A 四）葡萄糖和乳糖对乳糖操纵子的协调调节 ① 当葡萄糖浓度高， 无乳糖时； ②当葡萄糖浓度高， 有乳糖时； i CAP 结合 位点 P O Z Y A RNA聚合酶 RNA聚合酶 乳糖操纵子关闭 乳糖操纵子关闭