生物化學與分子生物學/操縱子

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生物化學與分子生物學

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操縱子(operator)是指能被調控蛋白特異性結合的一段DNA序列,常與啟動子鄰近或與啟動子序列重疊,當調控蛋白結合在操縱子序列上,會影響其下游基因轉錄的強弱。以前許多書中將操縱子稱為操縱基因(operator gene)。但現在基因定義是為蛋白質編碼的核酸序列,而操縱序列並不是編碼蛋白質的基因,卻是起著調控基因表達強弱的作用,正如啟動序列不叫啟動基因而稱為啟動子一樣,操縱序列就可稱為操縱子。以前將operon譯為操縱子則可改譯為操縱元,即基因表達操縱的單元之意。

乳糖操縱元中的操縱子為例,如圖19-5所示,其操縱子(o)序列位於啟動子(p)與被調控的基因之間,部分序列與啟動子序列重疊。仔細分析該操縱子序列,可見這段雙鏈DNA具有迴文(palindrome)樣的對稱性一級結構,能形成十字形的莖環(stem loop)構造。不少操縱子都具有類似的對稱性序列,可能與特定蛋白質的結合相關。

乳糖操縱元的P-O區及O區序列


圖19-5 乳糖操縱元的P-O區及O區序列

阻遏蛋白與操縱子結合,就妨礙了RNA聚合酶與啟動子的結合及其後β-半乳糖苷酶等基因的轉錄起始,從而阻遏了這群基因的表達。最早只把與阻遏蛋白結合、起阻遏作用的序列稱為操縱子,但其後發現有的操縱元中同一操縱序列與不同構像的蛋白質結合,可以分別起阻遏或激活基因表達的作用,阿拉伯糖操縱元中的序列就是典型的例子。因而凡能與調控蛋白特異性結合、從而影響基因轉錄強弱的序列,不論其對基因轉錄的作用是減弱、阻止或增強、開放,都可稱為操縱子。

參看

32 啟動子 | 調控基因 32
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