
当培养基和细胞中大量涌入乳糖后,乳糖操纵子(lacoperon)是细菌中一种常见的基因调节机制,用于对乳糖的代谢进行调控。以下是乳糖操纵子如何应对的一般过程:
1、感知乳糖:当细菌环境中存在乳糖时,特定的感知蛋白(permease)帮助乳糖进入细胞内。
2、乳糖操纵子的激活:当细菌细胞内的乳糖浓度较高时,乳糖操纵子的激活会发生。乳糖操纵子是由三个基因组成:lacZ,lacY和lacA,它们编码乳糖酶(β-半乳糖苷酶)、乳糖导入蛋白(乳糖渗透酶)和乳糖转运蛋白(乳糖酸磷酸化酶)。乳糖操纵子位于一段DNA上,与一些调控蛋白(如CAP蛋白和lac重pressor)发生相互作用。
3、Lac重pressor的解除:当乳糖操纵子中的乳糖结合到Lac重pressor上时,Lac重pressor的亲和性降低,使其从乳糖操纵子上解离。这样,乳糖酶、乳糖导入蛋白和乳糖转运蛋白的基因能够被转录和翻译。
4、CAP蛋白的激活:在细菌细胞内,当葡萄糖浓度低而乳糖浓度高时,细菌会产生环腺苷酸(cAMP),cAMP可以于CAP蛋白结合,使其与DNA发生相互作用,从而在乳糖操纵子上增加RNA聚合酶的结合,促进乳糖操纵子的转录。