细菌在繁殖过程中会分泌信号分子AHL,通过检测其浓度从而感知种群密度的变化。当种群密度超过一定限度时,会启动某些基因表达,这一过程称为群体感应(QS)。QS发生机制是Luxl酶催化前体物质转化为 AHL,AHL和 LuxR蛋白结合成 AHL-LR复合体后激活pLUX启动子,使细菌发出荧光,LuxR发挥作用后会被细胞内的酶降解,使荧光不断减弱。科学家依据QS发生机制设计了一种能监测目标化合物的浓度变化并产生响应信号的“生物触发基因电路”,如图表示“生物触发基因电路”的结构,表格列出了各基因部位的功能,这种触发器可广泛应用于发酵工业、食品工业、环境监测等众多领域,回答下列问题:
基因部件 | 功能描述 |
pLac | 常闭启动子, 受IPTG诱导开启 |
LuxI | 编码Luxl蛋白 |
cI | 编码cI蛋白 |
LucxR | 编码Lux R蛋白 |
GFP | 编码绿色荧光蛋白 |
pCI、pLUX | 启动子 |