Question

ゲスト

滋賀医大の過去問です。問4の(2)ですが、プロモーターに異常があるのになぜ酵素が発現するのでしょうか？
という事はプロモーターはオペロンの一部という事なのでしょうか？
生物が得意な方教えてくださいお願いします

[必) 原柱生物の遺伝発現調節G)
細菌に供給される栄養は環境によって変動することがあり,  7    トどうか
はきまざまな基質に対する代謝系をもち。  も
いる。グルコースは好ましい栄養源であり生育に必要であるが。 グルコースがないときで
ぉラクトースなど代わり の栄状流があれば, 細歯はそれを利用する。ジャコプとモノーは
大腸歯の例を詳しく調べ, ラクトースの利用に必要な酵素の合成がまとまって転写調節を
けるしくみを明らかにした。 この転写単位はラクトースオペロンと呼ばれる。
ラクトースオペロンは約6,000塩基対の DNA であり, 図1のように遺伝子 cc7,。 アク
チベーター (活性化因子結合部位、 プロモーター,オペレーター, 遺伝子 zzcY
4 が配置している。          遺伝子である /gc7 は独立した転写単位を形成しリプレッ
サー(抑制因子)をコードしている。 遺伝子である /gcグ,/zcY。 /gc4 はラクトース
の取り込みと消化に必要な 3 種類の酵素をコードレし1 本の mRNA としてまとめで転写さ
れるが, その転写開始点付近にはオペレーターと呼ばれる領域がある。
グルコースが豊富にあるとき, 細胞内のシグナル分子Xの濃度が低いためアクチベー
ターは活性化きれず, ラクトースオペロンからしイ |] 遺伝子は転号されない。グルコー
スがないとき。 』シグナル分子Xの江度が上昇してアクチベペーターが活性化きれる。しか
し。ラクトースがなければりプレッサーがオペレーターに結合しているため。RNA ポリ
メラーゼがプロモーターに結合できず, しイ_]條伝子の転写は妨げられて障素は合成さ
れない。グルコースがなくラクトースがあるとき,后性化されたアクチペーターがラクトー
=粘合するとともに, ぃリプレッサーにラクトースの代講産物が結合すること
結合できなくなる。その結果.RNAポリメ がプ

3 候伝情報の発現 35

 

 

 

スオペロン
CU

 

は沙代履計タニ

イー 半伝子が転写きれるよ
し と暫は科目し、mRNA は達やか

 

ロモーターに結
放産物が取り
されなくなる<

                                                                                             

3種類の胡素
回」 ラクトースオペロンと関連する因子の栓式内

同1 文中の伴柚に適語を入れよ。
問2 下鐘部aについて。 シグナル分子Xは細有内を自由に技数できるが 細胞内ではX

を分解する本天が生活性化状態にあるため連やかに分解されてしまう。このしくみが
細胞にとって有利と考をられる点を80字程度で述べよ
間3 下線部bについて, リプレッサーがオペレーターに結合できなくなる理由を50字程
度で説明せよ。
問4 ラクトース代消に必要な償が多く生現しない 2種類の疾拓上株がある。それぞ
れの変肛株は。 條伝子 cr プロモーター, オペレーターのいずれかの領域に原因とな
る導殺変圧を1つもつ。
(①) 2種類の変異株4.それぞれどの叙域にどのような疾拓変異をもつと考えられるか。
それぞれ60字程度で説明せよ。               Wh
(2) DNAの哲基本列を調べずに2種類の変異株を見分けるには
ればよいか, 120字程度で説明せよ。          ョ 人
問5 ラクトース代講に必要な3種類の有素が制御を受け江に基弄る。
明仁がある。それぞれの変異株は。 遺伝子 cc/ プロモーター

1っ

原核生物の半信子発現調節
問1 アー調節 イー構造       E
問2 する東誠に選かれただ訂。シグナル分
ktす ので。 グルコースの存在する半
能となる。(83字)                              を
問3 の9
の立体構造が変化するから。 (51字)
問4 ⑰  ・ ge7 に突然変異をもち, ラク トースの代協産物と結合でき ないりリプレッサーが
つくられ。リプレッサーが常にオペレーターに結合している。 (65)
・プロモータ   数具をもち。フクトースの有無にかかわらず RNA ポリメラーセ
がプロモーターに結合できなくなっている。(58字
(⑫ 商株に正常なうクトースオペロンを含むプラスミドを取り込ませ, グルコースがな
くラクトースがある条件で紅養する。 酵素が発現すればプロモ       突然変異をもつ
2 0 MNT る。 (110字)
も     有    3     いりプレッサー
制されなくなっている。(58字)                ッサーがつくられ,

ターに和突然変異をもち, リプレッサー       0
NEMDNLにしに

の量が速やかに減少し, ア
に素早 対応することが可

Answer 1

hello

プロモーターに異常がある場合、ＲＮＡポリメラーゼが結合出来ず、lacZ,lacA,lacYが転写されないので、酵素は発現しません。これは元の状態です。

問４の（２）の解答を見ると、「変異株に正常なラクトースオペロンを含むプラスミドを取り込ませ」とあるので、変異体がもともともつプラスミドとは別に新たな正常プラスミドを導入していることがわかります。あとは以下の2パターンです。

（ⅰ）もともともっていたプラスミドのプロモーターに異常があった場合

正常プラスミドを導入した変異株をグルコース×ラクトース〇の環境に置いてやれば、正常なプラスミドのプロモーターに対して、RNAポリメラーゼが正常に結合できるので、酵素が発現します。

（ⅱ）もともともっていたプラスミドのlacIに異常があった場合

この異常lacIからつくられたリプレッサーはラクトースの代謝産物によって構造が変化しないので、新たに導入した正常プラスミドのオペレーターに対しても結合してしまい、転写が起こらないので酵素が発現しません。

hello

訂正です。
回答の中で「もともともつプラスミド」という表現をしてしまいましたが
大腸菌がもともともつラクトースオペロンはゲノム上のものですね。
失礼しました。
後から導入したラクトースオペロンはプラスミドに乗せてあるのは参考書の解説の通りです。