生物化學(xué)與分子生物學(xué)/操縱子
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操縱子(operator)是指能被調(diào)控蛋白特異性結(jié)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(diào)控蛋白結(jié)合在操縱子序列上,會影響其下游基因轉(zhuǎn)錄的強弱。以前許多書中將操縱子稱為操縱基因(operator gene)。但現(xiàn)在基因定義是為蛋白質(zhì)編碼的核酸序列,而操縱序列并不是編碼蛋白質(zhì)的基因,卻是起著調(diào)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。
舉乳糖操縱元中的操縱子為例,如圖19-5所示,其操縱子(o)序列位于啟動子(p)與被調(diào)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具有回文(palindrome)樣的對稱性一級結(jié)構(gòu),能形成十字形的莖環(huán)(stem loop)構(gòu)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(zhì)的結(jié)合相關(guān)。
圖19-5 乳糖操縱元的P-O區(qū)及O區(qū)序列
阻遏蛋白與操縱子結(jié)合,就妨礙了RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合及其后β-半乳糖苷酶等基因的轉(zhuǎn)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(jié)合、起阻遏作用的序列稱為操縱子,但其后發(fā)現(xiàn)有的操縱元中同一操縱序列與不同構(gòu)像的蛋白質(zhì)結(jié)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(diào)控蛋白特異性結(jié)合、從而影響基因轉(zhuǎn)錄強弱的序列,不論其對基因轉(zhuǎn)錄的作用是減弱、阻止或增強、開放,都可稱為操縱子。
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