17.2 拓展阅读一  操纵子的发现

拓展阅读一  操纵子的发现

        大肠埃希菌可以利用葡萄糖、乳糖等作为碳源而生长繁殖。当培养基中含有葡萄糖和乳糖时,细菌优先利用葡萄糖,当葡萄糖耗尽,细菌还能利用乳糖,继续繁殖生长。针对大肠埃希菌利用乳糖的适应现象,法国科学家Jacob F和Monod JL做了大量的研究。

        1961年,Jacob F和Monod JL在研究大肠埃希菌乳糖代谢的调节机制中发现,有些基因不是作为合成蛋白质的模板发挥作用,而只是起到调节或操纵作用,故提出操纵子学说。他们根据基因功能把基因分为结构基因、调节基因和操纵基因,并分离纯化了乳糖代谢酶基因编码的三种蛋白质:β-半乳糖苷酶,通透酶和乙酰基转移酶。证实在环境中没有乳糖时,这些代谢酶基因处于关闭状态;只有当环境中有乳糖时,这些基因才被诱导开放,合成代谢乳糖所需要的酶。在此基础上,他们确立了乳糖操纵子模型,这是最早发现的原核生物转录调控模式,解释了原核基因表达调控的机制。操纵子机制在原核基因表达调控中具有普遍意义。

        1965年,Jacob F和Monod JL“由于酶的遗传调控方面的发现”荣获诺贝尔生理学或医学奖。1969年,美国科学家Beckwith JR从大肠埃希菌的DNA中分离出乳糖操纵子,确定了乳糖操纵子的调控序列(启动子和操纵元件)的结构特点,研究成果发表在《分子生物学杂志》上,该研究证实了Jacob F和Monod JL的乳糖操纵子模型及其理论。

【推荐阅读】

1. Jacob F, Monod J. Genetic regulatory mechanisms in thesynthesis of proteins. J Mol Biol. 3(3): 318–356. 1961

2. Miller JH, Ippen K, Scaife JG, Beckwith JR. Thepromoter-operator region of the lac operon of Escherichia coli. J. Mol.Biol. 38(3): 413–420. 1968

(李慧 张晓伟)