基因調控與表觀遺傳

操縱基因(operator)

/ OP-er-ay-tor /

想像車站入口旁邊正好有一個鐵路平交道口:柵欄放下時擋住了上軌道的路,抬起時車流就通過。在細菌的基因開關裡,操縱基因就是那道柵欄。它是位於啟動子處或附近的一小段 DNA,是一個調控蛋白的停靠點,這個蛋白要麼擋住路、要麼把路讓開。

更精確地說,操縱基因是一段特定的 DNA 序列,被阻遏蛋白辨識並結合。當一個阻遏蛋白坐在操縱基因上時,它會從物理上擋住 RNA 聚合酶的去路,於是下游基因的轉錄被阻斷。當阻遏蛋白離開時——因為某個信號分子改變了它的形狀——操縱基因就空出來了,聚合酶得以前進。操縱基因本身什麼也不做;它純粹是一個結合地址,它的威力來自於停在那裡、或沒停在那裡的那個蛋白質。

操縱基因之所以重要,是因為它們是操縱子在物理上的控制點,也是負調控最清楚的例子:一個被路障一直關著、直到有東西把路障移走的基因。乳糖操縱子和色胺酸操縱子都在它們的操縱基因處受控。要注意,操縱基因主要是細菌的特徵;在我們自己的細胞裡,同樣的想法——一段供調控蛋白結合以把守某個基因的序列——表現為阻遏蛋白和激活蛋白的調控位點,但「操縱基因」這個詞通常專留給細菌的那套設置。

在乳糖操縱子裡,操縱基因與啟動子重疊;當乳糖阻遏蛋白坐在操縱基因上時,它從物理上遮住了起始位點,就像一輛停在車道口的車堵住了出口,於是 RNA 聚合酶動不了。

阻遏蛋白坐在操縱基因上=一輛車堵住了車道口。

操縱基因是一段 DNA,不是蛋白質。蛋白質是結合到它上面的阻遏蛋白——因為兩者總是被放在一起討論,所以容易混淆。

又稱
operator siteoperator sequence操纵位点操縱位點