大家對大腸杆菌應該很熟悉，它是分子生物學裏最常見的工程菌。基因克隆、蛋白表達，這些就是在大腸杆菌中實現的，這和大腸杆菌的結構密切相關。
大腸杆菌是一種革蘭氏陰性菌，棒狀，約 2.5 微米長。有鞭毛，它的基因組由 4 639 221 個堿基對組成，至少編碼 4 000 個基因。
掃描電鏡下的 E.coli
K12 菌株最早是 1921 年從瘧疾患者的糞便中分離得到，一直作為純種保藏在實驗室裏，已有 75 年。大腸杆菌 K12 容易生長，並且關於它的代謝研究很多，因此它經常被用作生物化學實驗室的實驗菌株。
E.coli 基本結構
和所有的革蘭氏陰性菌一樣，大腸杆菌沒有核膜，染色體上有膜的附著位點和單複製子。
大腸杆菌乳糖操縱子對開展分子遺傳學研究非常有用。接下去會闡述它是如何起作用的。
Lac 操縱子編碼大腸杆菌乳糖代謝過程中需要的三種酶。其中 Lac Z 編碼 β-半乳糖苷酶，也就是將乳糖水解成半乳糖和葡萄糖，過程如下。
這個乳糖操縱子係列受阻遏蛋白調控，乳糖水平很低的時候，阻遏蛋白結合到啟動子上，操縱子關閉。相反，如果乳糖存在，阻遏蛋白被抑製，轉錄就被誘導。此時 β-半乳糖苷酶就能正常催化乳糖。
似乎到這裏，也沒發現這對我們克隆、表達有啥用？別急，接著往下看。
Lac 操縱子的組成具體如下。我們看到有一個啟動子、轉錄調控位點（圖中 c）、CAP 結合位點（ 圖中 o ）以及結構基因（ lacZ、lacY、lacA）。轉錄受阻遏蛋白調控，如果加入 IPTG，阻遏蛋白失活，操縱子開始轉錄。
看到這裏是不是很熟悉，你的基因轉入質粒以後，是不是用 IPTG 誘導的？加入一定抗性，優化條件，是不是蛋白表達了？具體怎麽會表達的，結合上述大腸杆菌的結構，有沒有稍微懂一點呢？
還不太明白，繼續看下麵這個圖。
看懂了過程中，我們就好理解藍白斑篩選了，細胞中 β-半乳糖苷酶的活性可以用 X-gal 檢測，如下圖所示，小鼠胚胎中細胞特異性表達的鑒定也是利用這個原理。
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