问题 问答题

试述色氨酸操纵子的调控机理。

答案

参考答案:色氨酸操纵子的结构:包括结构基因(E、D、C、B、A):分别编码合成色氨酸途径的酶或酶亚基。以及调控区域:阻遏基因(R),启动子区(P),操纵区(O),前导肽编码区(L),弱化子区(a)。
①当色氨酸浓度比较高时:色氨酸与游离的阻遏蛋白结合,并使之与操纵区DNA紧密结合,阻遏结构基因的转录起始,实现色氨酸操纵子的负控阻遏。但由于阻遏能力不强,所以有一部分RNA聚合酶可以逃脱,一旦转录已经起始(即逃脱),则通过前导肽的翻译阻止其继续转录,即最终绝大多数还是在弱化子处被阻抑。因为当色氨酸浓度比较高时,负载有色氨酸的tRNA多,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子就很顺利,当4区被转录前,核糖体就进行到2区,这时前导区的2-3不能配对,3-4配对形成终止子结构,所以转录终止。
②色氨酸浓度降低时:
色氨酸使阻遏蛋白处于活性状态,使之与操纵区DNA紧密结合,抑制了RNA聚合酶的作用,关闭trp mRNA的转录。因为当色氨酸浓度比较低时,负载有色氨酸的tRNA少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢,当4区转录完成时,核糖体才进行到1区,这时前导区的2-3配对,不形成3-4配对的终止子结构,所以转录可进行下去。
依靠弱化作用,色氨酸的存在就使色氨酸操纵子的转录被抑制了10倍。与色氨酸-阻遏蛋白的作用(70倍)合在一起,这就意味着色氨酸水平对色氨酸操纵子的表达施加了700倍的调节效果。所以在trp操纵子中,对结构基因的转录而言,阻遏蛋白的负调控起到粗调作用,而弱化子起细调作用。

单项选择题
单项选择题