题目
[问答题] 衰减作用如何调控大肠杆菌中色氨酸操纵子的表达？
[问答题] 衰减作用如何调控大肠杆菌中色氨酸操纵子的表达？
题目解答
答案
转录的弱化理论认为mRNA转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的。因为在前导肽基因中有两个相邻的色氨酸密码子，所以这个前导肽的翻译必定对tRNATrp的浓度敏感。当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNATrp也就少，这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的trp密码子处），这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中色氨酸浓度高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体就到达2区，这样使2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。所以，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置。
解析
步骤 1：前导肽基因的翻译与tRNATrp的浓度敏感性
在色氨酸操纵子的前导肽基因中，存在两个相邻的色氨酸密码子。因此，前导肽的翻译速度对tRNATrp的浓度非常敏感。当培养基中色氨酸浓度低时，tRNATrp的浓度也低，导致翻译通过这两个色氨酸密码子的速度变慢。
步骤 2：色氨酸浓度低时的转录过程
当色氨酸浓度低时，tRNATrp的浓度低，核糖体在翻译前导肽时会停留在两个相邻的色氨酸密码子处，此时前导区的结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构。因此，RNA聚合酶可以继续转录，直到将色氨酸操纵子中的结构基因全部转录。
步骤 3：色氨酸浓度高时的转录过程
当色氨酸浓度高时，tRNATrp的浓度高，核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子。在4区被转录之前，核糖体就到达2区，导致2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止，色氨酸操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。
在色氨酸操纵子的前导肽基因中，存在两个相邻的色氨酸密码子。因此，前导肽的翻译速度对tRNATrp的浓度非常敏感。当培养基中色氨酸浓度低时，tRNATrp的浓度也低，导致翻译通过这两个色氨酸密码子的速度变慢。
步骤 2：色氨酸浓度低时的转录过程
当色氨酸浓度低时，tRNATrp的浓度低，核糖体在翻译前导肽时会停留在两个相邻的色氨酸密码子处，此时前导区的结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构。因此，RNA聚合酶可以继续转录，直到将色氨酸操纵子中的结构基因全部转录。
步骤 3：色氨酸浓度高时的转录过程
当色氨酸浓度高时，tRNATrp的浓度高，核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子。在4区被转录之前，核糖体就到达2区，导致2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止，色氨酸操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。