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lac操作子

Lac操縱子(Lac operon)是參與乳糖分解的一個基因群,主要存在於大腸桿菌等腸道細菌中。它由以下幾個關鍵組成部分:

結構基因(Z、Y、A)。這些基因編碼參與乳糖代謝的三種酶,分別是β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)、β-半乳糖苷滲透酶(β-lactose permease)和β-半乳糖苷轉乙醯基酶(β-galactoside transacetylase)。這些酶負責將乳糖分解成葡萄糖和半乳糖,以及將乳糖轉運到細胞質中。

調節基因(I)。編碼阻遏物(repressor),位於操縱子的上游位置,負責調控其他基因的表達。

啟動子(P)。RNA聚合酶的結合位點,負責啟動整個操縱子的轉錄過程。

操縱序列(O)。位於啟動子上游,是阻遏物結合的位點。

分解代謝激活蛋白(CAP)結合位點。位於調節基因和啟動子之間,是CAP-cAMP複合物結合的部位,參與正調控過程。

Lac操縱子的調控機制相當複雜,涉及到正負調控。在無乳糖存在的情況下,阻遏物與操縱序列結合,阻止RNA聚合酶與啟動子的結合,使操縱子處於關閉狀態。當有乳糖存在時,阻遏物與乳糖結合,構象改變,不再與操縱序列結合,從而允許RNA聚合酶結合併啟動轉錄過程。此外,細胞內的cAMP水平也會影響CAP的活性,進而影響操縱子的表達水平。