操縱組(英語(yǔ):Operon)又稱操縱子或操縱元,是指一組關(guān)鍵的核苷酸序列,包括了一個(gè)操縱基因(Operator),一個(gè)普通的啟動(dòng)子,及一個(gè)或以上的結(jié)構(gòu)基因被用作生產(chǎn)信使RNA(mRNA)的基元。

引言

細(xì)菌能隨環(huán)境的變化,迅速改變某些基因表達(dá)的狀態(tài),這就是很好的基因表達(dá)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀H藗兙褪菑难芯窟@種現(xiàn)象開始,打開認(rèn)識(shí)基因表達(dá)調(diào)控分子機(jī)理的窗口的。

操縱元的提出

大腸桿菌可以利用葡萄糖、乳糖、麥芽糖、阿拉伯糖等作為碳源而生長(zhǎng)繁殖,當(dāng)培養(yǎng)基中含有葡萄糖和乳糖時(shí),細(xì)菌優(yōu)先使用葡萄糖,當(dāng)葡萄糖耗盡,細(xì)菌停止生長(zhǎng),經(jīng)過短時(shí)間所以適應(yīng),就能利用乳糖,細(xì)菌繼續(xù)呈指數(shù)式繁殖增長(zhǎng)。

大腸桿菌利用乳糖至少需要需要兩個(gè)酶:促使乳糖進(jìn)入細(xì)菌的乳糖透過酶(lactose?permease)和催化乳糖分解第一步的b?-半乳糖苷酶(b?-galactosidase)。

在環(huán)境中沒有乳糖或其他b?-半乳糖苷時(shí),大腸桿菌合成b?-半乳糖苷酶量極少,加入乳糖2-3分鐘后,細(xì)菌大量合成b?-半乳糖苷酶,其量可提高千倍以上,在以乳糖作為唯一碳源時(shí),菌體內(nèi)的b?-半乳糖苷酶量可占到細(xì)菌總蛋白量的3%。在上述二階段生長(zhǎng)細(xì)菌利用乳糖再次繁殖前,也能測(cè)出細(xì)菌中b?-半乳糖苷酶活性顯著增高的過程。這種典型的誘導(dǎo)現(xiàn)象,是研究基因表達(dá)調(diào)控極好的模型。

針對(duì)大腸桿菌利用乳糖的適應(yīng)現(xiàn)象,法國(guó)的Jocob和Monod等人做了一系列遺傳學(xué)和生化學(xué)研究實(shí)驗(yàn),于1961年提出乳糖操縱元(lac?operon)學(xué)說。