简述乳糖操纵子的调控原理。

原理：

在没有乳糖的情况下，由I基因编码的阻遏蛋白结合操纵序列O，并且乳糖操纵子处于抑制状态，不能合成三种分解乳糖的酶。

在存在乳糖的情况下，乳糖作为诱导剂诱导阻遏蛋白质变构，不能与操纵序列结合，并且诱导乳糖操纵子公开合成三种分解乳糖的酶。因此，乳糖操纵子的这种调节机制是诱导型负调节。

细菌相关功能的结构基因通常连接在一起形成基因簇。它们在相同的代谢途径中编码不同的酶。基因簇由相同，开放和封闭调节。也就是说他们组成了一个受监管的单位。

其他相关的功能基因也包括在该调节单元中，例如编码酶的基因，尽管其产物不直接参与催化代谢，但它可以将小分子底物转运到细胞中。

扩展资料：

乳糖操纵子的发展：

特殊底物的存在导致了酶的合成，此现象称为诱导。这种类型的调控广泛存在于细菌中，在较低等的真核生物也有这种情况。E.coli的乳糖操纵子提供了这种调控机制的典型范例。

当E.coli生长在缺乏β一半乳糖苷的条件下是不需要β-半乳糖苷酶的，因此细胞中含量很低，大约每个细胞不高于5个分子，当加入底物后细菌中十分迅速地合成了这种酶，仅在2-3分钟之内酶就可以产生并很快增长到5000个分子/每个细胞。如在酶的浓度将达到细胞总蛋白的5-10%。

如果从培养基中除去底物，酶的合成迅速停止并恢复到其原始状态。

如果原始培养基不含乳糖且不含葡萄糖，则细胞仅以非常低的水平合成β-半乳糖苷酶和通透酶。当添加Lac时，Ecoli的lac +细胞迅速合成了大量的上述两种酶。

此外，32P标记的mRNA用作杂交实验（与在λlac中获得的DNA的分子杂交和在添加乳糖后在不同时间产生的32P-mRNA）显示添加的乳糖可以刺激lac mRNA的合成。 lac mRNA非常不稳定，其半衰期仅为3分钟，这一特征可通过诱导迅速恢复。

当立即停止诱导物去除的转录时，所有lac mRNA在短时间内降解，并且细胞内含量恢复到基础水平。

百度百科-乳糖操纵子

用IPTG诱导表达的时间不是越长越好，因为只有在特定的环境信号（加入IPTG）刺激下，目的基因才会被激活，之后才会产生大量的代谢表达产物，收集有较多表达量的菌体。

如果不用IPTG的话，大部分目的蛋白是不会表达的，有少部分可能会有极少量的表达，称之为泄漏表达。

科学研究：

IPTG常用于需要诱导β-半乳糖苷酶活性的克隆实验。它常与X-Gal或Bluo-Gal结合使用，用于重组细菌菌落的蓝白筛选，这些菌落可以诱导lac操纵子在大肠杆菌中的表达。IPTG与lacI阻遏蛋白结合并改变其构象而发挥作用，防止β-半乳糖苷酶编码基因lacZ的抑制。

鹏仔微信 15129739599 鹏仔QQ344225443 鹏仔前端 pjxi.com 共享博客 sharedbk.com