色氨酸

乳糖操纵子的调节机制</SPAN></SPAN>1、乳糖操纵子的组成：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，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。2、阻遏蛋白的负性调节：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放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。3、CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。4、协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。色氨酸操纵子调控机制1．色氨酸操纵子结构：色氨酸操纵子包含操纵基因O，启动子P，及5个结构基因A、B、C、D、E。E与O之间有一段前导序列L。色氨酸操纵子上游存在调节基因R，编码阻遏蛋白。2. 阻遏调控：当培养基中无色氨酸时，R编码的阻遏蛋白不与O结合，结构基因表达催化合成色氨酸的酶。当培养基中有大量色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸结合而改变构象，形成活性阻遏物，与O结合，阻遏结构基因转录。3. 衰减调控：Ｌ中含有4段特殊序列：序列1编码一个前导肽，前导肽的第10、11位是色氨酸；序列2-3或序列3-4可形成茎环结构。3-4茎环结构是一个转录终止子结构，称为衰减子。当色氨酸缺乏时，前导肽的翻译停滞于色氨酸密码处，序列2-3形成茎环结构，使序列3、4不能形成衰减子结构，结构基因得以完全转录；当色氨酸充足时，核糖体快速翻译前导肽，并对序列2形成约束，使序列3-4形成衰减子结构，下游的结构基因不被转录。

乳糖操纵子和色氨酸操纵子的区别为：作用不同、组成不同、控制不同。乳糖操纵子和色氨酸操纵子都是一组基因。一、作用不同1、乳糖操纵子：乳糖操纵子是参与乳糖分解的一个基因群，使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。2、色氨酸操纵子：色氨酸操纵子是联合使用或转录的一组基因，也是用来编码生成色氨酸的元件之一。二、组成不同1、乳糖操纵子：乳糖操纵子由乳糖系统的阻遏物和操纵序列组成。2、色氨酸操纵子：色氨酸操纵子由trpGD 和trpCF基因融合组成。三、控制不同1、乳糖操纵子：乳糖操纵子受到小分子诱导的控制。2、色氨酸操纵子：色氨酸操纵子受到阻遏蛋白trpR的控制。

相同之处：1）主要见于原核生物的转录调控。2）都是DNA序列，是转录的功能单位。由调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因组成。不同之处：乳糖操纵子是负控诱导，色氨酸操纵子是负控阻遏，都是负控，一个诱导，一个阻遏

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放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。 当无色氨酸时，阻遏蛋白不能结合O序列，操纵子基因开放，开始转录；当细胞内有较大量的色氨酸时，色氨酸作为辅阻遏物，与阻遏蛋白结合而使之活化，可结合O序列，阻断基因转录。

乳糖操纵子和色氨酸操纵子的区别为：作用不同、组成不同、控制不同。乳糖操纵子和色氨酸操纵子都是一组基因。一、作用不同1、乳糖操纵子：乳糖操纵子是参与乳糖分解的一个基因群，使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。2、色氨酸操纵子：色氨酸操纵子是联合使用或转录的一组基因，也是用来编码生成色氨酸的元件之一。二、组成不同1、乳糖操纵子：乳糖操纵子由乳糖系统的阻遏物和操纵序列组成。2、色氨酸操纵子：色氨酸操纵子由trpGD 和trpCF基因融合组成。三、控制不同1、乳糖操纵子：乳糖操纵子受到小分子诱导的控制。2、色氨酸操纵子：色氨酸操纵子受到阻遏蛋白trpR的控制。

每种氨基酸具有特定的R侧链，它决定着氨基酸的物理化学性质。根据侧链的极性不同可将氨基酸分成四类： （1）具有非极性或疏水性侧链的氨基酸（丙氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，脯氨酸，缬氨酸，苯丙氨酸，色氨酸和酪氨酸），在水中的溶解度较极性氨基酸小，其疏水程度随着脂肪族侧链的长度增加而增大。 （2）带有极性，无电荷（亲水的）侧链的氨基酸含有中性，极性基团（极性基团处在疏水氨基酸和带电荷的氨基酸之间）能够与适合的分子例如水形成氢键。丝氨酸，苏氨酸和酪氨酸的极性与它们所含的羟基有关，天冬酰胺，谷氨酰胺的极性同其酰胺基有关。而半胱氨酸则因含有巯基，所以属于极性氨基酸，甘氨酸有时也属于此类氨基酸。其中半胱氨酸和酪氨酸是这一类中具有最大极性基团的氨基酸，因为在pH值接近中性时，巯基和酚基可以产生部分电离。在蛋白质中，半胱氨酸通常以氧化态的形式存在，即胱氨酸。当两个半胱氨酸分子的巯基氧化时便形成一个二硫交联键，生成胱氨酸。天冬酰胺和谷氨酰胺在有酸或碱存在下容易水解并生成天冬氨酸和谷氨酸。 （3）带正电荷侧链（在pH接近中性时）的氨基酸包括赖氨酸，精氨酸和组氨酸，它们分别具有ε-NH2，胍基和咪唑基（碱性）。这些基团的存在是使它们带有电荷的原因，组氨酸的咪唑基在pH7时，有10%被质子化，而 pH6时50%质子化。 （4）带有负电荷侧链的氨基酸（pH接近中性时）包括天冬氨酸和谷氨酸。由于侧链为羧基（酸性），在中性pH条件下带一个净负电荷。

A、编码亮氨酸的密码子就有6种，而编码色氨酸的密码子只有1种，说明亮氨酸被利用的机会多于色氨酸，A正确；B、由于密码子的简并性，基因突变不一定会改变生物的性状，有利于生物的生存，B正确；C、一种密码子只能决定一种氨基酸，C错误；D、编码亮氨酸的密码子就有6种，因此决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其编码形成的氨基酸可能不变，D正确．故选：C．

色氨酸操纵子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，缺乏色氨酸时操纵子被打开，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（而不是诱导过程）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。　　色氨酸的合成分5步完成。每个环节需要一种酶，编码这5种酶的基因紧密连锁在一起，被转录在一条多顺反子mRNA上，分别以trpE、trpD、trpC、trpB、trpA代表，编码了邻氨基苯甲酸合成酶、邻氨基苯甲酸焦磷酸转移酶、邻氨基苯甲酸异构酶、色氨酸合成酶和吲哚甘油-3-磷酶合成酶。　　trpE基因是第一个被翻译的基因，和trpL和trpa（不是trpA）。trp操纵子中产生阻遏物的基因是trpR，该基因距trp基因簇很远，后者在大肠杆菌染色体图上25min处，而前者则位于90min处。在位于65min处还有一个trpS（色氨酸tRNA合成酶），它和携带有trp的tRNATrp也参与trp操纵子的调控作用。