细菌相关功能的结构基因常连在一起,形成一个基因簇。它们编码同一个代谢途径中的不同的酶。一个基因簇受到同一的调控,一开俱开,一闭俱闭。
乳糖
分解代谢相关的三个基因,lacZ、Y、A就是很典型的是上述基因簇。它们的产物可催化乳糖的分解,产生
葡萄糖和半乳糖。它们具有顺式作用调节元件和反式作用调节基因。三个结构基因编码的蛋白及其功能是:
lacZ编码β-半乳糖苷酶,此酶由500kd的四聚体构成,它可以切断乳糖的半乳糖苷键,而产生半乳糖和葡萄糖
lacY编码β一半乳糖苷透性酶,这种酶是一种分子量为30kDd膜结合蛋白,它构成转运系统,将半乳糖苷运入到细胞中。
lacA编码β-半乳糖苷乙酰转移酶,其功能只将乙酰-
辅酶A上的
乙酰基转移到β-半乳糖苷上。
大肠杆菌
乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因,分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶,此外上游还有一个操纵序列O,一个
启动子P和一个调节基因I。
没有乳糖存在时,I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处,乳糖操纵子处于阻遏状态,不能合成分解乳糖的三种酶;有乳糖存在时,乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构,不能结合于操纵序列,乳糖操纵子被诱导开始转录,翻译生成半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶,代谢乳糖。