第八章原核生物的基因表達(dá)調(diào)控

第八章原核生物的基因

表達(dá)調(diào)控主要內(nèi)容第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控概述第二節(jié)乳糖操縱子第三節(jié)色氨酸操縱子第四節(jié)其他操縱子基因表達(dá)的概念*基因組(genome)一個細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳信息或整套基因。——它也是指含有一個生物體生存、發(fā)育、活動和繁殖所需要的全部遺傳信息的整套核酸。是指儲存遺傳信息的基因經(jīng)過一系列步驟表現(xiàn)出其生物功能的整個過程。典型的基因表達(dá)是基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯，產(chǎn)生有生物活性的蛋白質(zhì)的過程?；虮磉_(dá)(geneexpression)大腸桿菌基因組（約4000個基因)，一般情況下只有5－10%在高水平轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，其它基因有的處于較低水平的表達(dá)，或者暫時不表達(dá)。人的基因組約含有10萬個基因，但在一個組織細(xì)胞中通常只有一部分基因表達(dá)，多數(shù)基因處在沉靜狀態(tài)，典型的哺乳類細(xì)胞中開放轉(zhuǎn)錄的基因約在1萬個上下，即使蛋白質(zhì)合成量比較多、基因開放比例較高的肝細(xì)胞，一般也只有不超過20%的基因處于表達(dá)狀態(tài)。生物基因組的遺傳信息并不是同時全部都表達(dá)出來的基因表達(dá)的時間性及空間性☆

時間特異性按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時間特異性(temporalspecificity)。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時間特異性又稱階段特異性(stagespecificity)。☆

空間特異性基因表達(dá)伴隨時間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的，所以空間特異性又稱細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。在個體生長全過程，某種基因產(chǎn)物在個體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性(spatialspecificity)?；虮磉_(dá)的方式按對刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：☆

組成性表達(dá)某些基因在一個個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管家基因(housekeepinggene)。管家基因無論表達(dá)水平高低，管家基因較少受環(huán)境因素影響，而是在個體各個生長階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)，或變化很小。區(qū)別于其他基因，這類基因表達(dá)被視為組成性基因表達(dá)(constitutivegeneexpression)?；镜幕虮磉_(dá)只受到啟動序列或者啟動子與RNA聚合酶相互作用的影響組成性基因表達(dá)也是相對的，而不是一成不變的，其表達(dá)強弱也是受一定機制調(diào)控的?！?/p>

誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression)指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動的一類基因表達(dá)。

改變基因表達(dá)的情況以適應(yīng)環(huán)境，例如與適宜溫度下生活相比較，在冷或熱環(huán)境下適應(yīng)生活的動物，其肝臟合成的蛋白質(zhì)圖譜就有明顯的不同；長期攝取不同的食物，體內(nèi)合成代謝酶類的情況也會有所不同。所以，基因表達(dá)調(diào)控是生物適應(yīng)環(huán)境生存的必需。是指在特定環(huán)境因素刺激下，可誘導(dǎo)基因被激活，從而使基因的表達(dá)產(chǎn)物增加。如:DNA發(fā)生損傷時，修復(fù)酶的誘導(dǎo)激活。誘導(dǎo)表達(dá)（induction）在特定環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因稱為可誘導(dǎo)基因。如果基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答是被抑制，這種基因是可阻遏基因?？勺瓒艋虮磉_(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為阻遏。阻遏(repression)如：周圍有充足的葡萄糖，細(xì)菌就可以利用葡萄糖作能源和碳源，不必更多去合成利用其它糖類的酶類，如乳糖操縱子被阻遏、關(guān)閉。在一定機制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，即為協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinateexpression)，這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)?；蚣せ钷D(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)降解等蛋白質(zhì)翻譯翻譯后加工修飾轉(zhuǎn)錄水平的基因表達(dá)調(diào)控最重要基因表達(dá)的多級調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖（二）維持個體發(fā)育與分化原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點主要是適應(yīng)性調(diào)節(jié)主要是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)以操縱子為單位，有正、負(fù)調(diào)控兩種機制分解代謝：碳源首先是葡萄糖，其它碳源必須先分解為葡萄糖，才能利用。合成代謝：當(dāng)培養(yǎng)基中含某種氨基酸時，有關(guān)這種氨基酸生物合成的酶類幾乎完全缺失。細(xì)菌細(xì)胞對營養(yǎng)的適應(yīng)：

F·雅各布（FrancoisJacob1920～）法國生物化學(xué)家、分子生物學(xué)家

J·L·莫諾（JacquesL.Monod1910～1976）法國生物學(xué)家

操縱子(operon)

機制大腸桿菌可以利用葡萄糖、乳糖、麥芽糖、阿拉伯糖等作為碳源而生長繁殖，當(dāng)培養(yǎng)基中含有葡萄糖和乳糖時，細(xì)菌優(yōu)先使用葡萄糖，當(dāng)葡萄糖耗盡，細(xì)菌停止生長，經(jīng)過短時間所以適應(yīng)，就能利用乳糖，細(xì)菌繼續(xù)呈指數(shù)式繁殖增長。結(jié)構(gòu)基因（structuralgene,SG）：編碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多肽鏈和功能RNA的基因。在細(xì)菌基因組中，編碼功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因通常成簇排列在一起，共轉(zhuǎn)錄到一條mRNA分子上，由同一個控制元件和啟動子驅(qū)動調(diào)節(jié)基因（regulatorygene）：編碼能與操縱序列結(jié)合的調(diào)控蛋白的基因。調(diào)節(jié)蛋白與DNA上特定位點結(jié)合控制轉(zhuǎn)錄

操縱子：在代謝途徑中功能密切相關(guān)的一組蛋白質(zhì)編碼的結(jié)構(gòu)基因區(qū)域加上其調(diào)控區(qū)域組成的控制單元。激活物結(jié)合位點——阻遏蛋白(repressor)的結(jié)合位點當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白

操縱序列

其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator)可結(jié)合啟動序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，增強RNA聚合酶活性。啟動序列編碼序列操縱序列pol激活蛋白有些基因在沒有激活蛋白存在時，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動序列。啟動序列編碼序列操縱序列pol激活蛋白圖

轉(zhuǎn)錄水平的負(fù)調(diào)控與正調(diào)控

操縱子調(diào)控系統(tǒng)的基本類型第二節(jié)乳糖操縱子☆

乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)☆

乳糖操縱子的負(fù)調(diào)節(jié)機制☆

乳糖操縱子的正調(diào)節(jié)機制

乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時阻遏基因乳糖操縱子的負(fù)調(diào)節(jié)機制mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時IDNAZYAOPpol啟動轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶

別乳糖是lac操縱子轉(zhuǎn)錄的活性誘導(dǎo)物，人們發(fā)現(xiàn)一個合成的、結(jié)構(gòu)上類似于別乳糖、不能被β-半乳糖苷酶水解的β-半乳糖苷異丙基硫代半乳糖苷（isopropylthiogalactoside：IPTG）起著lac操縱子的一個誘導(dǎo)物的作用，所以IPTG常用于誘導(dǎo)含有使用了lac啟動子的質(zhì)粒載體的細(xì)菌中的重組蛋白的表達(dá)。

lac

操縱子受LacI阻遏蛋白調(diào)控。在沒有誘導(dǎo)劑（乳糖或IPTG）存在時，LacI阻遏蛋白與lac

操縱子DNA序列結(jié)合得非常緊密，lac

基因不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。當(dāng)IPTG存在時，IPTG與LacI阻遏蛋白相互作用，形成LacI阻遏蛋白－IPTG復(fù)合物，體外研究表明，該復(fù)合物對lac

操縱基因的親和性為單獨LacI阻遏蛋白的親和性的千分之一。所以IPTG作為lac基因表達(dá)的一個誘導(dǎo)劑，起著轉(zhuǎn)錄去阻遏作用。RNA聚合酶的結(jié)合部位（lac操縱基因）也是LacI阻遏蛋白的結(jié)合部位，實驗表明RNA聚合酶和LacI阻遏蛋白對操縱基因序列的結(jié)合是相互排斥的。

阻遏物有2個結(jié)合位點：一個是誘導(dǎo)物結(jié)合位點，另一個是操縱基因結(jié)合位點。當(dāng)誘導(dǎo)物在相應(yīng)位點結(jié)合時，它改變了阻遏蛋白的構(gòu)象，干擾了另一位點的活性。這種類型的調(diào)控叫變構(gòu)調(diào)控。阻遏物阻遏蛋白的結(jié)構(gòu)：N端1～59aa－頭部片段，與操縱基因DNA的大溝結(jié)合；核心區(qū)：有6個折疊，誘導(dǎo)物就結(jié)合在兩個核心區(qū)之間的裂縫中；C端為兩組亮氨酸拉鏈，形成四聚體。阻遏蛋

白單體

的三級

結(jié)構(gòu)lac操縱子可誘導(dǎo)的負(fù)調(diào)控乳糖操縱子的正調(diào)節(jié)機制細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖作為碳源，抑制其他糖類代謝的操縱子表達(dá)，如果有葡萄糖存在，即使有乳糖等其它誘導(dǎo)物碳源的存在，也優(yōu)先利于葡萄糖。CAP的正性調(diào)節(jié):CAP蛋白是一個同二聚體，具有DNA結(jié)合域和cAMP結(jié)合位點。當(dāng)沒有葡萄糖存在時，由于cAMP的濃度受葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)，cAMP濃度表現(xiàn)為較高，這時cAMP與CAP蛋白結(jié)合形成cAMP-–CAP復(fù)合物。此復(fù)合物可結(jié)合劑lac啟動基因上游附近的CAP位點上，從而可增強轉(zhuǎn)錄達(dá)50倍之多。葡萄糖分解代謝降低cAMP水平，使得其他分解代謝受阻。

CAP的正性調(diào)節(jié)

當(dāng)培養(yǎng)基中有葡萄糖存在時，cAMP濃度較低，cAMP與CAP蛋白不能形成復(fù)合物，也就不能結(jié)合到CAP位點，lac基因的轉(zhuǎn)錄水平較低。由此可見，對lac操縱子來說CAP是正性調(diào)節(jié)因素，lac阻遏蛋白是負(fù)性調(diào)節(jié)因素。CAP對RNA聚合酶的作用直接作用于RNA聚合酶，作用于DNA，改變其結(jié)構(gòu)，以協(xié)助RNA聚合酶結(jié)合與DNA結(jié)合后引起DNA呈程90度彎曲使CAP能與啟動子上的RNA接觸乳糖操縱子調(diào)控方式的比較與變構(gòu)物結(jié)合無活性有活性負(fù)調(diào)控正調(diào)控調(diào)節(jié)蛋白阻遏蛋白CAP變構(gòu)物別乳糖，乳糖cAMP基因位點

O基因CAP位點結(jié)合于基因位點基因關(guān)閉基因開放未結(jié)合于基因位點

基因開放基因關(guān)閉不與變構(gòu)物結(jié)合

有活性無活性只有在無glu而有誘導(dǎo)物存在是，cAMP－CAP正調(diào)控和可誘導(dǎo)的lac負(fù)調(diào)控同時起作用，細(xì)菌才利用lac協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)負(fù)性調(diào)節(jié)與正性調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)合作阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，CAP不發(fā)揮作用如沒有CAP加強轉(zhuǎn)錄，即使阻遏蛋白從P上解聚仍無轉(zhuǎn)錄活性葡萄糖/乳糖共同存在時，細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖葡萄糖可降低cAMP濃度，阻礙其與CAP結(jié)合從而抑制轉(zhuǎn)錄

結(jié)論：lac操縱子強的誘導(dǎo)作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖第三節(jié)色氨酸操縱子☆

trp操縱子的結(jié)構(gòu)☆

啟動子調(diào)控——阻遏系統(tǒng)☆

弱化子（衰減子）調(diào)控trp操縱子的結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)基因（E、D、C、B、A）分別編碼從分支氨酸起始合成色氨酸途徑的酶或酶亞基調(diào)控區(qū)域，包括啟動子區(qū)（P）、操縱區(qū)（O）、前導(dǎo)肽編碼區(qū)（L）和弱化子區(qū)（a）在trpA之后有兩個終止信號t和t′，其中t′為因子所識別，因此因子也參與了調(diào)控。Trp操縱子的調(diào)節(jié)基因（trpR）產(chǎn)生輔阻遏蛋白，遠(yuǎn)離trp操縱子。trp操縱子的結(jié)構(gòu)特點阻遏物基因trpR（89′）和結(jié)構(gòu)基因trpEDCBA）不緊密連鎖；操縱基因在啟動子區(qū)域內(nèi)啟動子、操縱基因不直接和結(jié)構(gòu)基因毗鄰，而和前導(dǎo)順序直接相聯(lián)有衰減子結(jié)構(gòu)，在合成代謝的操縱子的前導(dǎo)區(qū)內(nèi)，可以輔助阻遏作用進(jìn)行轉(zhuǎn)錄調(diào)控啟動子調(diào)控——阻遏系統(tǒng)色氨酸阻遏蛋白（TrpR）

兩個亞基的二聚體，一個中心區(qū)域（18個堿基回文序列），兩個DNA解讀頭部（梭基端形成）色氨酸構(gòu)象變化結(jié)合DNA色氨酸操縱子的可阻遏調(diào)控TrpR單獨是不能與操縱基因結(jié)合的，只有與色氨酸結(jié)合后，構(gòu)象發(fā)生改變，或為具有活性的阻遏物與操縱基因結(jié)合，使RNAPol不能和啟動子結(jié)合而抑制了轉(zhuǎn)錄。色氨酸就稱為輔阻遏物（corepressor）色氨酸操縱子的兩種調(diào)控方式粗調(diào)：可阻遏的負(fù)調(diào)控，即由輔阻遏物（色氨酸）和阻遏蛋白R構(gòu)成的活性阻遏復(fù)合物結(jié)合到操縱基因上，由于操縱基因和啟動子的重疊，造成RNA聚合酶受阻，操縱子不能轉(zhuǎn)錄，控制轉(zhuǎn)錄的起始。細(xì)調(diào)：衰減系統(tǒng)，通過核糖體對mRNA前導(dǎo)序列的結(jié)合，是否形成終止子結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)錄終止進(jìn)行調(diào)控，控制轉(zhuǎn)錄是否進(jìn)行下去。Trp

Trp

高時Trp

低時mRNAOPtrpR調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因

RNA聚合酶

RNA聚合酶?色氨酸操縱子可阻遏的負(fù)調(diào)控弱化子（衰減子）調(diào)控

測序發(fā)現(xiàn)，在第一個結(jié)構(gòu)基因（trpE）的5′-端有一個長160bp的前導(dǎo)序列（leadersequence）。當(dāng)此序列缺失130~160bp時，mRNA總是最高水平的。而當(dāng)trp存在時，mRNA的表達(dá)水平降低。前導(dǎo)序列能編碼出一個內(nèi)含兩個并連的trp的14肽，由于這兩個trp的合成速度能控制核糖體在mRNA上的移動，使得前導(dǎo)序列的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA可形成特殊的結(jié)構(gòu)，類似轉(zhuǎn)錄終止信號，因此編碼該結(jié)構(gòu)區(qū)域的基因被稱為弱化子（衰減子）。前導(dǎo)序列的特點某些區(qū)段富含GC，GC區(qū)段易形成莖環(huán)二級結(jié)構(gòu)，末端有8個U的區(qū)段構(gòu)成一個不依賴于ρ因子的終止信號，能使mRNA合成提前終止，產(chǎn)生139個核苷酸長度的前導(dǎo)RNA。前導(dǎo)序列中在10、11位有并列兩個色氨酸密碼子含4個互補區(qū)段，1和2、2和3、3和4均能互補配對形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)A、B和C。其中1區(qū)處于14個氨基酸的前導(dǎo)肽序列中。若形成A、C發(fā)夾結(jié)構(gòu)，則轉(zhuǎn)錄終止，若形成B發(fā)夾結(jié)構(gòu)，則轉(zhuǎn)錄繼續(xù)，而發(fā)夾結(jié)構(gòu)形成那種形式取決于外界trp含量。UUUU……UUUU……調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因trpROP前導(dǎo)序列衰減子區(qū)域UUUU……前導(dǎo)mRNA1234衰減子結(jié)構(gòu)

第10、11密碼子為trp密碼子終止密碼子14aa前導(dǎo)肽編碼區(qū):

包含序列1形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)能力強弱：序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp

密碼子

UUUU……UUUU……34UUUU3’34核糖體前導(dǎo)肽前導(dǎo)mRNA1.當(dāng)色氨酸濃度高時轉(zhuǎn)錄衰減機制

125’

trp

密碼子衰減子結(jié)構(gòu)就是終止子可使轉(zhuǎn)錄前導(dǎo)DNAUUUU3’

RNA聚合酶終止UUUU……342423UUUU……核糖體前導(dǎo)肽前導(dǎo)mRNA15’

trp

密碼子

結(jié)構(gòu)基因前導(dǎo)DNA

RNA聚合酶2.當(dāng)色氨酸濃度低時Trp合成酶系相關(guān)結(jié)構(gòu)基因被轉(zhuǎn)錄序列3、4不能形成衰減子結(jié)構(gòu)衰減效應(yīng)在色氨酸濃度未達(dá)到能起阻遏作用時，從trpP起始轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶沿DNA轉(zhuǎn)錄合成mRNA，同時，核糖體就結(jié)合到新生成的mRNA核糖體結(jié)合位點上，開始翻譯。當(dāng)色氨酸濃度低時，tRNA

trp-色氨酸量就少，使核糖體沿mRNA翻譯移動的速度慢，趕不上RNA聚合酶沿DNA移動轉(zhuǎn)錄的速度，這時核糖體占據(jù)前導(dǎo)序列1區(qū)域，使不能生成發(fā)夾結(jié)構(gòu)A，于是2和3區(qū)域配對就形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)B，阻止了C生成終止信號的結(jié)構(gòu)，RNA聚合酶得以沿DNA前進(jìn)，繼續(xù)去轉(zhuǎn)錄，trp操縱元就處于開放狀態(tài)。

當(dāng)色氨酸濃度低時：當(dāng)色氨酸濃度高時：當(dāng)色氨酸濃度低時，tRNA

trp-色氨酸量就少，使核糖體沿mRNA翻譯移動的速度慢，趕不上RNA聚合酶沿DNA移動轉(zhuǎn)錄的速度，這時核糖體占據(jù)前導(dǎo)序列1區(qū)域，使不能生成發(fā)夾結(jié)構(gòu)A，于是2和3區(qū)域配對就形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)B，阻止了C生成終止信號的結(jié)構(gòu)，RNA聚合酶得以沿DNA前進(jìn)，繼續(xù)去轉(zhuǎn)錄，trp操縱元就處于開放狀態(tài)。當(dāng)色氨酸濃度增高時，tRNA

trp-色氨酸濃度隨之升高，核糖體沿mRNA翻譯移動的速度加快，占據(jù)1和2區(qū)域，1和2、2和3配對的機會減少，3和4配對就形成具有終止結(jié)構(gòu)C莖環(huán)，RNA聚合酶終止轉(zhuǎn)錄，于是已經(jīng)開始的轉(zhuǎn)錄就減弱。細(xì)菌其他氨基酸合成系統(tǒng)的許多操縱子（如組氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等操縱子）中也有類似的衰減子存在。阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控作用只能使轉(zhuǎn)錄不起始，對于已經(jīng)開始了的轉(zhuǎn)錄，則只能通過衰減作用使基因的表達(dá)停頓下來。衰減作用在原核生物中普遍存在衰減機制在控制基因產(chǎn)物的量和產(chǎn)物種類的配比上起著快速靈敏的調(diào)節(jié)作用，使操縱基因表達(dá)更為精密、高效。衰減作用的生物學(xué)意義一、阿拉伯糖操縱子(araO)二、組氨酸操縱子（hutO）第四節(jié)、其它操作子的調(diào)控阿拉伯糖操縱子是調(diào)控阿拉伯糖分解代謝所需酶系的操縱子。它具有正調(diào)控和負(fù)調(diào)控的功能。參與阿拉伯糖分解代謝的酶系共有三個操縱子編碼，這三個操縱子分別是：araBAD、araE和araF。它們由一個共同的araC基因產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)控。

araBAD：包括三個基因：araB、araA和araD。分別編碼L-核酮糖激酶、L-阿拉伯糖異構(gòu)酶和L-核酮糖-5-磷酸-4-表面異構(gòu)酶。

araE和araF：編碼膜結(jié)合蛋白，與阿拉伯糖的結(jié)合與轉(zhuǎn)運有關(guān)。阿拉伯糖操縱子（Arabinose

operon）結(jié)構(gòu)與功能

C蛋白具有雙功能：它與araO1(-100~-144bp)結(jié)合，起阻遏作用，包括其自身的表達(dá)；C與阿拉伯糖結(jié)合形成Cind復(fù)合物，即誘導(dǎo)型C蛋白。它結(jié)合與araI

區(qū)（-40—-78bp），使RNA聚合酶結(jié)合于PBAD

位點（+40bp），轉(zhuǎn)錄B、A和D三個基因。

C蛋白的兩種狀態(tài)：Cind和Crep

，功能不同，結(jié)合的位點也不同。前者結(jié)合于araI，后者結(jié)合于araO1和araO2C蛋白還可以調(diào)節(jié)分散的基因：araE和araF。有兩個啟動子：PC和PBAD

。

PC啟動子與araO1

重疊。調(diào)控方式☆

當(dāng)存在Ara和Glu時，araC轉(zhuǎn)錄少量C蛋白并與araO1結(jié)合，反饋性抑制araC的轉(zhuǎn)錄?！町?dāng)有Ara而無Glu時，Ara可作為糖源。此時Ara與少量的C蛋白結(jié)合，形成誘導(dǎo)型C蛋白----Cind，它作為正調(diào)控因子與araI

結(jié)合，促進(jìn)了araPBAD

的轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生了3種酶，促進(jìn)Ara的分解?！町?dāng)無Ara或用完后，C蛋白（Crep

）與araO1結(jié)合，阻礙RNA聚合酶在此區(qū)域結(jié)合，關(guān)閉操縱子；或與araI

和araO2結(jié)合，形成環(huán)狀，阻遏了PBAD和PC啟動。表

ara操縱子的調(diào)控條件表達(dá)有Ara有Glu,無CAParaC本底轉(zhuǎn)錄→少量Crep結(jié)合O1→阻止轉(zhuǎn)錄無Glu,有CAPAra+C→Cind→araI→araPBAD

的轉(zhuǎn)錄無AraCrepCrep過量→結(jié)合O1阻遏araPC或結(jié)合O1和

O2成環(huán)，阻遏PC或PBAD與His降解代謝有關(guān)的兩組酶類被稱為hut酶(histidineutilizingenzyme)，控制這些酶合成的操縱子被稱為hutoperon。由一個多重調(diào)節(jié)的操縱子控制，有兩個啟動子，兩個操縱區(qū)及兩個正調(diào)節(jié)蛋白。

Hut操縱子共編碼4種酶和一個阻遏物。4種酶分別由hutG、hutH、hutI及hutU基因編碼，阻遏物則由hutC基因編碼。在產(chǎn)氣克氏菌中，以上基因構(gòu)成兩個轉(zhuǎn)錄單位，hutI、hutG、hutC和hutU、hutH分別被轉(zhuǎn)錄合成兩條mRNA長鏈。這兩個轉(zhuǎn)錄單位各自都有一個啟動子和一個操縱區(qū)，其轉(zhuǎn)錄過程都是從左向右進(jìn)行的，hutC阻遏物能與每個操縱區(qū)相結(jié)合。組氨酸操縱子無論以組氨酸作為唯一碳源或氮源，hut操縱子都會處于有活性狀態(tài)。Hut操縱子的每一個啟動子上都有cAMP-CAP結(jié)合位點，當(dāng)碳供應(yīng)匱乏時，能合成cAMP，出現(xiàn)cAMP-CAP復(fù)合物，并與操縱區(qū)上的相應(yīng)位點結(jié)合，誘發(fā)基因轉(zhuǎn)錄。雖然尚不清楚氮源缺乏時的信號是什么，但它很可能也是一個正效應(yīng)子。翻譯起始的調(diào)控重疊核苷酸與翻譯調(diào)控翻譯水平的自我調(diào)控二級結(jié)構(gòu)對翻譯起始的調(diào)控反義RNA的調(diào)控作用mRNA穩(wěn)定性對翻譯的調(diào)控翻譯的延伸調(diào)控稀有密碼子的調(diào)控第五節(jié)翻譯水平上的調(diào)控

在原核生物常常出現(xiàn)操縱子中相鄰的基因有少量的DNA順序發(fā)生重疊，這不僅