理学
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相似问题和答案
第1题：
大肠杆菌色氨酸操纵子具有双重调控机制意义何在？
正确答案:弱化作用和负控阻遏对色氨酸操纵子的双重调控时大肠杆菌对环境中的色氨酸浓度能做出灵敏迅速的反应。当色氨酸浓度较低时弱化子能快速的通过抗终止来增加结构基因的表达，而此时阻遏系统从有活性状态转变为无活性状态速度较慢；当色氨酸浓度高时通过阻遏系统抑制结构基因的表达，阻止非必需的前导mRNA合成，使调控更加经济。
第2题：
试述色氨酸操纵子的调节机制。
正确答案: 色氨酸操纵子表达的调控有两种方式，一种是通过阻遏蛋白的负调控，另一种是通过衰减子作用。
（1）阻遏蛋白对色氨酸操纵子的调控：色氨酸操纵子阻遏蛋白是一种由2个亚基组成的二聚体蛋白质，是色氨酸操纵子R基因的产物。无色氨酸时，该阻遏蛋白不能与操纵基因结合，对转录无抑制作用；细胞内有大量的色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸形成的复合物能与操纵基因结合，抑制转录。
（2）衰减子对转录的调控：色氨酸操纵子的衰减子位于前导肽编码基因中，离E基因上游约30～60个核苷酸。大肠杆菌在无色氨酸的环境下，前导肽编码基因和5个结构基因能转录产生具有6700个核苷酸的全长多顺反子mRNA。当细胞内色氨酸增多时，E、D、C、B和A基因转录受到抑制，但前导肽编码基因转录出140个核苷酸mRNA引导序列并没有减少，这部分转录称为衰减子转录物。这种现象是由衰减子造成的，而不是由于阻遏蛋白的作用所致。引导序列由一段14氨基酸前导肽编码区和一个衰减子组成，前导肽编码区起始部位有核蛋白体结合位点，AUG密码子后面紧跟13个密码子，第10、11为色氨酸密码子。
根据序列特点可将整个mRNA引导序列分为四区，可形成不同的碱基配对结构；1区和2区互补时，3区和4区可以互补配对，形成的发夹结构及随后出现的8个U即构成典型的不依赖ρ因子终止子；1区不能与2区互补时，2区即与3区互补，3区不再与4区互补。四个区域以何种形式配对则取决于核蛋白体翻译mRNA引导序列的速度，后者又受控于色氨酸的水平。色氨酸丰富时，核蛋白体可顺利沿引导序列移动直至达最后一个密码子UGA，合成完整的引导肽。UGA位于1区和2区之间，到达此处的核蛋白体占据2区，使3区不能与2区互补而与4区互补，形成终止子发夹结构，RNA聚合酶停止在衰减子部位。色氨酸缺乏时，核蛋白体因原料缺乏终止在1区Trp密码子部位，2区无法与1区配对且在4区被转录出来之前与3区互补，致4区处于单链状态，不能形成终止发夹，RNA聚合酶通过衰减子而继续转录。
第3题：
乳糖操纵子的诱导物是（），色氨酸操纵子的辅阻遏物是（）。
乳糖；色氨酸
略
第4题：
下面哪个元件在色氨酸操纵子的调控中发挥作用（）。
- A、增强子
- B、转录子
- C、弱化子/衰减子
- D、顺反子
正确答案:C
第5题：
色氨酸操纵子的弱化机制主要涉及（）的结构，它是一段可以通过自我配对形成的（）mRNA区域，有典型的终止子特点。前导区的碱基序列以不同的方式进行碱基配对，在前导肽基因中有两个相邻的（）密码子，所以前导肽的翻译对（）的浓度敏感，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽中（）所处的位置，实现对转录过程的调节。
正确答案:茎-环；弱化子；色氨酸；色氨酸-tRNA；核糖体
第6题：
色氨酸操纵子及机制？
正确答案: 负责色氨酸的生物合成，当培养基中有足够的色氨酸时，这个操纵子自动关闭，缺乏时操纵子打开，trp基因表达，色氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过程中起作用。由于trp体系参与生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CAP的调控。
弱化作用：当色氨酸达到一定浓度、但还没有高到能够活化R使其起阻遏作用的程度时，产生色氨酸合成酶类的量已经明显降低，而且产生的酶量与色氨酸的浓度呈负相关。先导序列起到随色氨酸浓度升高降低转录的作用，这段序列就称为衰减子或弱化子。在trp操纵元中，对结构基因的转录阻遏蛋白的负调控起到粗调的作用，而衰减子起到细调的作用。
第7题：
论述弱化作用如何调控E.coli中色氨酸操纵子的表达。
正确答案:Trp操纵子mRNA前导序列编码一个长14个氨基酸的前导肽。这个多肽含有两个相邻的Trp残基，因此色氨酰-tRNA对前导肽的翻译是必不可少的。当RNA聚合酶转录前导序列的同时核糖体就紧接着结合到新生的mRNA上翻译产生前导肽。mRNA的前导序列包括两对相似的反向重复序列。序列1+2、3+4或2+3能通过碱基配对形成茎环结构。由序列3和4配对形成的茎环结构与Trp操纵子的终止子基本相同，在其茎环的3’一侧具有7个连续的U形成的尾巴。当形成这种弱化子结构时，它就能像终止子一样使转录终止。两个Trp密码位于序列1内，而且前导肽的终止密码在序列l和2之间。
如果色氨酸的量是充足的，前导肽的翻译进行到终止密码UGA，结合的核糖体覆盖了l和2两个区域，使3，4两个序列形成茎环结构并起到终止子的作用，导致RNA聚合酶分子脱离DNA模板。如果色氨酸缺乏，存在的色氨酰-tRNA也很少，导致核糖体停止在两个Trp密码之前，这样核糖体仅盖住区域l，并在序列4被转录之前，序列2和序列3形成茎环结构，阻止了序列3与序列4配对。于是，出现通读，操纵子的其他部分被继续转录。事实上，是mRNA上核糖体所在的位置决定mRNA的二级结构和弱化作用是否发生。
第8题：
简述色氨酸操纵子的调控机制。
正确答案: 阻遏蛋白的负调控：受其上游调控蛋白R基因的调控。R并没有与O结合的活性，只有当环境能提供足够浓度的色氨酸时，R与色氨酸结合后而活化，能够与O结合，阻遏结构基因的转录。
弱化子及其作用：当色氨酸达到一定浓度，但还没有高到能够活化R使其起阻遏作用的程度时，产生色氨酸合成酶类的量已经明显降低，而且产生的酶量与色氨酸浓度呈负相关。这种调控现象与色氨酸操纵子特殊的结构有关。
第9题：
如何理解“在色氨酸操纵子中，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置”这句话，请简要地加以解释。
正确答案:转录的弱化理论认为mRNA转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的。因为在前导肽基因中有两个相邻的色氨酸密码子，所以这个前导肽的翻译必定对tRNA的浓度敏感。当培养基中色氨酸浓度很低时，负载有色氨酸的tRNA也就很少，这样翻译通过两个相邻的色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的Trp密码子处），这是前导区结构是2-3区配对，不形成3-4区域配对的终止结构所以转录可以继续进行，直到将Trp操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中的色氨酸浓度高时，核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体就达到2区，这样使2区和3区不能配对，3区和4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。所以，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中的核糖体所处的位置。
第10题：
简述色氨酸操纵子的阻遏系统和弱化系统？
正确答案: 阻遏系统：是色氨酸生物合成途径的第一调控，主管转录是否启动。
当色氨酸过量时，它与阻遏蛋白形成复合物，并结合到操纵基因上阻止结构基因转录，即以终产物组织基因转录。
弱化系统：第二水平控制，它决定着已经启动的转录是否能继续进行下去。当mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，否则转录总是在前导区内终止。转录终止发生的区域称为弱化子或衰减子。前导区可分为四个区域，这四个区域的片段以两种不同的方式进行碱基配对，由核糖体经过前导区继续翻译的功能控制着这两种结构的转换，它决定mRNA是否形成终止所需的结构，从而产生弱化效应。