每日一题_2023.08.12

While working in a microbiology laboratory, a researcher comes across an unlabeled cryotube in the –80° freezer. She deduces that it contains a strain of Escherichia coli and decides to test whether this strain has an intact lactose (lac) operon. After growing the cells in media containing both glucose and lactose, she ob- serves that the b-galactosidase, encoded by the lac operon, is expressed. No protein products are produced when the E coli is grown only with glucose. Based on this observation, where is the mutation most likely located?

一位研究人员在微生物实验室工作时，在零下80度的冰箱里发现了一个没有标记的冷冻管。她推断它含有一株大肠杆菌，并决定测试该菌株是否有完整的乳糖(lac)操纵子。在含有葡萄糖和乳糖的培养基中培养细胞后，她观察到由乳糖操纵子编码的β-半乳糖苷酶被表达。当大肠杆菌仅用葡萄糖培养时，不会产生蛋白质产物。根据这一观察结果，突变最可能发生在哪里?

(A)  Cyclic adenosine monophosphate-receptor protein 环磷酸腺苷受体蛋白

(B)  Inducer-binding site诱导剂结合位点

(C)  Promoter启动子

(D)  Repressor抑制因子

(E)  RNA polymeraseRNA聚合酶

答案解析：

乳糖(lac)操纵子是可诱导操纵子的一个例子。葡萄糖是大肠杆菌的首选能量来源，在葡萄糖存在的情况下，lac操纵子的转录被一种阻遏蛋白抑制，这种阻遏蛋白与lac操纵子的操纵子区域结合并阻断RNA聚合酶。在葡萄糖缺乏而乳糖存在的情况下，乳糖与阻遏分子结合并改变其形状，使其不再与操作分子结合，从而允许转录发生。此外，随着葡萄糖水平降低，cAMP水平升高并与cAMP受体蛋白(CRP)结合。CRP- cAMP复合物与操纵子结合并促进RNA聚合酶与启动子的结合。当细胞同时暴露于葡萄糖和乳糖时，乳糖确实与阻遏物结合并释放其抑制作用。然而，由于葡萄糖的存在降低了cAMP的水平，CRP-cAMP复合物的形成随之减少，RNA聚合酶不能有效地结合启动子。因此，在正常条件下，如果细菌在乳糖和葡萄糖同时存在的情况下生长，乳酸操纵子应该大部分是无活性的。在这篇短文中，葡萄糖不能抑制乳糖操纵子的转录。因此，突变极有可能位于cAMP受体蛋白(CRP)。

正确答案：A