操縱組(英語(yǔ):Operon)又稱(chēng)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)或以上的結構基因被用作生產(chǎn)信使RNA(mRNA)的基元。

引言

細菌能隨環(huán)境的變化,迅速改變某些基因表達的狀態(tài),這就是很好的基因表達調控的實(shí)驗模型。人們就是從研究這種現象開(kāi)始,打開(kāi)認識基因表達調控分子機理的窗口的。

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(cháng)繁殖,當培養基中含有葡萄糖和乳糖時(shí),細菌優(yōu)先使用葡萄糖,當葡萄糖耗盡,細菌停止生長(cháng),經(jīng)過(guò)短時(shí)間所以適應,就能利用乳糖,細菌繼續呈指數式繁殖增長(cháng)。

大腸桿菌利用乳糖至少需要需要兩個(gè)酶:促使乳糖進(jìn)入細菌的乳糖透過(guò)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(méi)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),菌體內的b?-半乳糖苷酶量可占到細菌總蛋白量的3%。在上述二階段生長(cháng)細菌利用乳糖再次繁殖前,也能測出細菌中b?-半乳糖苷酶活性顯著(zhù)增高的過(guò)程。這種典型的誘導現象,是研究基因表達調控極好的模型。

針對大腸桿菌利用乳糖的適應現象,法國的Jocob和Monod等人做了一系列遺傳學(xué)和生化學(xué)研究實(shí)驗,于1961年提出乳糖操縱元(lac?operon)學(xué)說(shuō)。