Sinh học cơ bản cho sinh viên và sau đại học chương 19

Được đăng lên bởi nobenprize
Số trang: 11 trang   |   Lượt xem: 660 lần   |   Lượt tải: 0 lần
Chapter 19

Regulation of Gene Expression 
in Bacteria and Bacteriophages
Detailed Lecture Outline
The lac Operon of E. coli
1. Growth and division genes of bacteria are regulated genes. Their expression is 
controlled by the needs of the cell as it responds to its environment with the goal of
increasing in mass and dividing.
2. Genes that generally are continuously expressed are constitutive genes 
(housekeeping genes). Examples include protein synthesis and glucose 
3. All genes are regulated at some level, so that as resources dwindle the cell can 
respond with a different molecular strategy.
4. Prokaryotic genes are often organized into operons that are cotranscribed. A 
regulatory protein binds an operator sequence in the DNA adjacent to the gene 
array, and controls production of the polycistronic (polygenic) mRNA.
5. Gene regulation in bacteria and phage is similar in many ways to the emerging 
information about gene regulation in eukaryotes, including humans. Much remains
to be discovered; even in E. coli, one of the most closely studied organisms on 
earth, 35 percent of the genomic ORFs have no attributed function.

The lac Operon of E. coli
1. An inducible operon responds to an inducer substance (e.g., lactose). An inducer is
a small molecule that joins with a regulatory protein to control transcription of the 
2. The regulatory event typically occurs at a specific DNA sequence (controlling site)
near the protein­coding sequence (Figure 19.1).
3. Control of lactose metabolism in E. coli is an example of an inducible operon.

Lactose as a Carbon Source for E. coli

1. E. coli expresses genes for glucose metabolism constitutively, but the genes for 
metabolizing other sugars are regulated in a “sugar specific” sort of way. Presence 
of the sugar stimulates synthesis of the proteins needed.
2. Lactose is a disaccharide (glucosegalactose). If lactose is E. coli’s sole carbon 
source, three genes are expressed:
a. ­galactosidase has two functions:
i. Breaking lactose into glucose and galactose. Galactose is converted to 
glucose, and glucose is metabolized by constitutively produced enzymes.
ii. Converting lactose to allolactose (an isomerization). Allolactose is 
involved in regulation of the lac operon (Figure 19.2).
b. Lactose permease (M protein) is required for transport of lactose across the 
cytoplasmic membrane.
c. Transacetylase is poorly understood.
3. The lac operon shows coordinate induction:
a. In glucose medium, E...
C h a p t e r 1 9
Regulation of Gene Expression
in Bacteria and Bacteriophages
Detailed Lecture Outline
The lac Operon of E. coli
1. Growth and division genes of bacteria are regulated genes. Their expression is
controlled by the needs of the cell as it responds to its environment with the goal of
increasing in mass and dividing.
2. Genes that generally are continuously expressed are constitutive genes
(housekeeping genes). Examples include protein synthesis and glucose
3. All genes are regulated at some level, so that as resources dwindle the cell can
respond with a different molecular strategy.
4. Prokaryotic genes are often organized into operons that are cotranscribed. A
regulatory protein binds an operator sequence in the DNA adjacent to the gene
array, and controls production of the polycistronic (polygenic) mRNA.
5. Gene regulation in bacteria and phage is similar in many ways to the emerging
information about gene regulation in eukaryotes, including humans. Much remains
to be discovered; even in E. coli, one of the most closely studied organisms on
earth, 35 percent of the genomic ORFs have no attributed function.
The lac Operon of E. coli
1. An inducible operon responds to an inducer substance (e.g., lactose). An inducer is
a small molecule that joins with a regulatory protein to control transcription of the
2. The regulatory event typically occurs at a specific DNA sequence (controlling site)
near the protein-coding sequence (Figure 19.1).
3. Control of lactose metabolism in E. coli is an example of an inducible operon.
Lactose as a Carbon Source for E. coli
Sinh học cơ bản cho sinh viên và sau đại học chương 19 - Trang 2
Để xem tài liệu đầy đủ. Xin vui lòng
Sinh học cơ bản cho sinh viên và sau đại học chương 19 - Người đăng: nobenprize
5 Tài liệu rất hay! Được đăng lên bởi - 1 giờ trước Đúng là cái mình đang tìm. Rất hay và bổ ích. Cảm ơn bạn!
11 Vietnamese
Sinh học cơ bản cho sinh viên và sau đại học chương 19 9 10 906