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大阪大学2013年前期生物第3問A
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有名なラクトースオペロンについて問題なのでとっつきやすいはずです。

問1
初めはグルコースのみを代謝しているが、代謝に伴ってグルコース濃度が低下すると、ラクトースオペロンの抑制が解除されて発現されるまでの間増殖が止まり、発現後はラクトースを利用して増殖を始める。

グルコースの方が効率がいいので通常はグルコースを消費します。グルコースが無いときだけ2)にあるように仕方なくラクトースで我慢します。たんぱく質の発現には時間を要するので、これが図における平らな部分になります。

問2 ウ
実線においてラクトース利用の部分がなく、平らになった後の伸びがないものです。ウエで迷いますが、横軸が短時間であることを考えれば、死滅して減少するまではいかないと予測できるため、エは除外できます。

問3
3遺伝子がまとめて転写されるため、lacZの挿入変異によるフレームシフトの影響は他の2遺伝子にも及んでいるから。回復には野生型の3遺伝子を含むオペロン全体を導入すればよい。

【参考】
本問ではラクトースオペロンはグルコースの有無によって発現が決まると書かれていますが、正確な機序としては、ラクトース濃度とグルコース濃度によって決まります。
ラクトースがない場合にはオペレーターにリプレッサーが結合して転写を阻害します。このリプレッサーはアロラクトースというラクトースの変形みたいなのがインデューサーとして結合するとオペレーターから離れて転写を阻害しなくなります。
一方、グルコース濃度が下がると細胞内ではアデニル酸シクラーゼによってATPからcAMPが合成され、このcAMPがCAP(カタボライト遺伝子活性化蛋白質)と結合します。この複合体がラクトースオペロンのプロモーターにあるCAP結合部位に結合し転写を活性化します。逆に言うとこの活性化なしではほとんど起こりません(ほんの少しは起こっているので、前述のアロラクトースによる制御が成立します。アロラクトースはラクトースオペロンの転写産物の1つであるパーミアーゼによって細胞内に流入するラクトースが元だったと思います。)
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テーマ:大学受験 - ジャンル:学校・教育

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