操縱組(英語:Operon)又稱操縱子或操縱元,是指一組關(guān)鍵的核苷酸序列,包括了一個操縱基因(Operator),一個普通的啟動子,及一個或以上的結(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(diào)控的實驗?zāi)P?。人們就是從研究這種現(xiàn)象開始,打開認(rèn)識基因表達調(diào)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繁殖,當(dāng)培養(yǎng)基中含有葡萄糖和乳糖時,細菌優(yōu)先使用葡萄糖,當(dāng)葡萄糖耗盡,細菌停止生長,經(jīng)過短時間所以適應(yīng),就能利用乳糖,細菌繼續(xù)呈指數(shù)式繁殖增長。

大腸桿菌利用乳糖至少需要需要兩個酶:促使乳糖進入細菌的乳糖透過酶(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,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,菌體內(nèi)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增高的過程。這種典型的誘導(dǎo)現(xiàn)象,是研究基因表達調(diào)控極好的模型。

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