【正文】 操縱子的表達(dá)不受色氨酸濃度的調(diào)控。它離啟動子有一段距離，當(dāng)Gal R結(jié)合在gal OE上時不大可能像lac操縱子中l(wèi)ac阻遏那樣去阻礙RNA Pol的結(jié)合，它阻斷S1的轉(zhuǎn)錄可能的兩種方式；或是影響到cAMPCAP和RNA聚合酶的作用而阻斷；或通過干擾cAMPCAP與DNA的相互作用來阻斷。這可以解釋為什么在沒有Glu，而有Gal存在時，P1轉(zhuǎn)錄，而P2不轉(zhuǎn)錄。阿拉伯糖的代謝是由araB、araA和araD基因所編碼的三種酶的催化的。第一，它調(diào)節(jié)它自己的生物合成。同一菌落既可以表達(dá)為H1型[細(xì)菌處于1相(phase1)]，也可以表達(dá)為H2型[細(xì)菌處于2相（phase2）]。這個轉(zhuǎn)錄單位的活性是由與它相鄰接的一個DNA片段來控制的，此片段長995bp，兩端是長14bp的反向重復(fù)序列（IRL和IRR）。 ，已知σ因子的分子量為43KDa，因而以σ43或σA來表示。SP01的感染周期通過基因表達(dá)的三個階段。有3個調(diào)節(jié)基因叫28，33和34，它們控制要轉(zhuǎn)錄的程序。兩個中期基因涉及到一下步的轉(zhuǎn)錄。此引發(fā)了孢子形成；它包括以下幾個階段：（1）DNA復(fù)制；（2）在細(xì)胞的一端基因組被分離；（3）分離的基因組外包上一層子外殼。另外孢子形成的特異基因僅在這一階段表達(dá)。在磷酸化傳遞中一個磷酸基沿著各種蛋白傳遞，直至到達(dá)SpoOA（各種基因的產(chǎn)物涉及此過程，這種復(fù)雜性可能反應(yīng)在觸發(fā)孢子形成中需要避免發(fā)生錯誤）。在孢子形成的開始，在前孢子中σ45被σF取代了。另一種早期孢子形成基因的產(chǎn)物只負(fù)責(zé)與母細(xì)胞間隔進行溝通。依次激活σG是可以產(chǎn)生一種信號，這種信號穿越過間隔去激活σK。現(xiàn)在還不清楚為什么每個一個σ因子能替換前一個σ因子。到轉(zhuǎn)錄晚期同時，RNA聚合酶被進一步地修飾，其兩個α亞基各結(jié)合了一個ADPR分子及4個修飾性蛋白。C整個生活周期約為25162。再經(jīng)抑制完全失去了作用，此時T7已不再需要I組的轉(zhuǎn)錄物了，因此廢除了宿主RNA聚合酶的功能，而將自己編碼的RNA聚合酶取而代之?；?0是主要的頭部蛋白，需要量大，它排在第Ⅱ組末是合理的，即有強啟動子的啟動，又在轉(zhuǎn)錄后被終止，這樣不僅滿足了裝配顆粒的需要，又不至造成浪費。一個RNA噬菌體基因組進入宿主細(xì)胞后，核糖體僅附著到CP基因開始的核糖體結(jié)合位點上，而不隨著到A蛋白基因或rep基因的開始處，因為它們的核糖體結(jié)合位點被病毒RNA的二級結(jié)構(gòu)所保護。雖然rep的核糖體結(jié)合位點每次都被CP順反子的翻譯所打開，但是RNA噬菌體的CP蛋白多肽鏈產(chǎn)生的量要比復(fù)制酶多肽鏈多得多，這就意味著其間存在一種調(diào)控：新產(chǎn)生的外殼蛋白的亞基可以特異地附著到rep基因的核糖體結(jié)合位點，阻止了核糖體的附著。CP(coat protein)含129aa,。那么如何來保證這產(chǎn)量的一致性呢？僅僅依靠操縱子的調(diào)節(jié)還是不夠的，因為往往上游的基因表達(dá)的量總會大于下游基因。TrpE的終止密碼子和trpD的起始密碼子相互重疊。通常情況下，必須由蛋白質(zhì)來完成細(xì)胞內(nèi)的例行工作，如降解“報廢”分子及觸發(fā)蛋白質(zhì)合成開關(guān)。令研究人員迷惑不解的是：一旦它們達(dá)到了一定含量，是什么關(guān)閉了合成這些酶類的mRNA？——這些酶并未和mRNA相連，研究人員尋找一種可與硫胺相連以關(guān)閉mRNA的蛋白質(zhì)介質(zhì)的努力也白費了。Breaker表示，在更高等的生物體中發(fā)現(xiàn)類似的“mRNA開關(guān)”將會支持這樣一種觀點，即：它們都是從RNA統(tǒng)治的前蛋白質(zhì)世界中遺留下來的。和蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)物一樣，此RNA是獨立合成的分子，與靶位點的特殊序列是分開的。在控制翻譯的復(fù)制中意味著RNARNA的相互作用。micF 的產(chǎn)物是一條長174nt的RNA，稱為micRNA（mRNAinterferingplementary mRNA ）,即干擾mRNA的互補RNA。在λ噬菌體的生活周期中也存在著這種反義調(diào)控。抑制作用往往依賴于RNARNA雙鏈分子的形成?，F(xiàn)已應(yīng)用于抗腫瘤，抗病毒的治療研究，對某些遺傳病甚至寄生蟲病的治療（如錐蟲?。┮部赡馨l(fā)揮作用。和339。它們的產(chǎn)物是由兩種途徑來控制的。這樣氨基酸的饑餓便不會導(dǎo)致合成任何穩(wěn)定的RNA或者通常見到的各種其它的反應(yīng)。位點。當(dāng)ETTu將氨基酸t(yī)RNA放在A位點時肽鏈隨著核糖的移動而合成；但是當(dāng)空載tRNA在A位點與密碼子配對時，核糖體仍保持不動，并進行了空轉(zhuǎn)反應(yīng)。在饑餓條件下，當(dāng)氨基酰tRNA不能對A位點的密碼子作出有效反應(yīng)時，核糖體便停滯不前。現(xiàn)在尚不清楚這種抑制的特異性，若不同的操縱子之間這種抑制的變化很大，某些操縱子抑制作用更為顯著的活，也是不足為奇的。spoT突變會提高ppGpp的水平，并會慢慢增加。它的活性是由核糖體在合成蛋白中的狀態(tài)所控制的。核糖體是恢復(fù)多肽的合成，還是進行另一輪的空轉(zhuǎn)反應(yīng),關(guān)鍵是取決于氨基酰tRNA是否有效。在營養(yǎng)缺乏時烏苷觸發(fā)了嚴(yán)緊反應(yīng)。這兩種途徑的抑制對細(xì)菌來說是特異的。~1000拷貝。若IR區(qū)缺失，那么malE產(chǎn)物的量就會減少到原來的1/9。因此在多順序反子的操縱子中，基因間的IR可以特異地使其某些基因上游mRNA得到保護。嚴(yán)緊調(diào)節(jié)的啟動子發(fā)生突變能消除嚴(yán)緊控制，表明此效應(yīng)需要和特異啟動子序列相互作用；②很多或大部分模板的轉(zhuǎn)錄延伸階段被ppGpp縮短了，此是RNA聚合酶停頓的增加而引起的。此效應(yīng)反應(yīng)了在細(xì)胞內(nèi)加入ppGpp時轉(zhuǎn)錄效率普遍下降?！。╬）ppGpp合成的每條途徑都觸發(fā)空載tRNA從A位點釋放出來，因此（p）ppGpp的合成是一種對空載tRNA水平的持續(xù)反應(yīng)。　 圖1638表明核糖體對空載tRNA進入的反應(yīng)與正常蛋白質(zhì)合成的比較。而在缺乏葡萄糖時，cAMP觸發(fā)碳源利用的轉(zhuǎn)換。ppGpp有什么作用呢？它是一系列反應(yīng)的效應(yīng)物，包括抑制轉(zhuǎn)錄。此控制的特點是通過另一個位點的松馳突變而顯示，此突變原來稱為relC，現(xiàn)在弄清楚它就是編碼50S亞基L11蛋白的rp1K基因。RelA酶用GTP作為底物的頻率是較高的，所以pppGpp的產(chǎn)生是占優(yōu)勢的。 從嚴(yán)緊反應(yīng)中分離的核糖體在體外能合成ppGpp和pppGpp。當(dāng)然在正常條件下僅有氨基酸t(yī)RNA在EETu的作用下位于A位點。二磷酸）。細(xì)菌通過僅僅維持最低量的活性來節(jié)約其資源，直到條件改善時，它們又恢復(fù)活動，所有代謝區(qū)域也都活躍起來。此技術(shù)常常是任意關(guān)閉某些基因的有效方法，例如導(dǎo)入反義RNA來研究基因的調(diào)控。但看來過量的反義RNA應(yīng)能有效阻止靶順序的翻譯。它也可能和OmpF mRNA形成不穩(wěn)定的雙鏈區(qū)，例如用核酸酶作用雙鏈區(qū)，結(jié)果是敏感的。它們的表達(dá)和滲透壓改變有關(guān)。(2) 在靶分子的部分區(qū)域形成雙鏈區(qū)，改變其它區(qū)域的構(gòu)象，這樣直接影響其功能?！敝钡浆F(xiàn)在我們所討論的反式作用調(diào)節(jié)因子都是蛋白質(zhì)。研究小組發(fā)現(xiàn)mRNA可產(chǎn)生硫胺及其活性形式硫胺－PP。這些“工廠”名為核糖體，當(dāng)某種特定“產(chǎn)品”生產(chǎn)得已經(jīng)夠多的時候，它們就需要一種停止生產(chǎn)的途徑。GalTGlyVal終止密碼子 GGA GTG TAA GAA ATG AGT SD MetGluGal KTrpB Glu Ile終止 GAA AUC UGAUG GAA MetGluTrpA ，T與K以另一種形式重疊來達(dá)到協(xié)調(diào)一致：GalT基因的終止密碼不和Gal的起始密碼子重疊，但位于GalK基因的DS順序與起始密碼子之間，當(dāng)GalT翻譯終止時，核糖仍牢固地結(jié)合在mRNA上，繼續(xù)翻譯，使GalT和GalK的翻譯保持一致。因此上游的基因的突變就會影響到下游基因的產(chǎn)量。1 重疊核苷酸與翻譯調(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，這不僅以充 分利用有限的堿基，而且有時可以起到調(diào)控的作用。復(fù)制以原有的RNA（+鏈）為模板，由5ˊ到3ˊ合成新的負(fù)鏈（圖1653），負(fù)鏈合成后再以它為模板合成正鏈。隨著翻譯的進行，將其下游的rep位點也沖開了。cp(coat protein)外殼蛋白基因所編碼的蛋白由129氨基酸構(gòu)成。這一組雖排在最后，但啟動子的結(jié)構(gòu)和保守順序完全一致所以是極強的啟動子，從而保證最后階段結(jié)構(gòu)蛋白的合成。 在感染后的前6分鐘，T7噬菌體的RNA Pol尚未表達(dá)，轉(zhuǎn)錄的基因主要有10個（,1,），使T7進入宿主免遭降解；，為抑制宿主RNA Pol作準(zhǔn)備；基因1編碼T7 RNA Pol聚合酶，分子量為98KDa，是一條單鏈肽，它所識別的啟動子是由23bp組成的保守順序（17～16）。至于復(fù)制時晚期轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機理還不清楚，可能改變了晚期基因的構(gòu)象，使其易于轉(zhuǎn)錄啟動。早期轉(zhuǎn)錄的有很多基因，它們編碼有關(guān)DNA合成、RNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、重組等的酶；晚期轉(zhuǎn)錄的是一些編碼噬菌體結(jié)構(gòu)蛋白，粒子裝配以及裂解宿主等的基因。各種因子結(jié)合成RNA聚合酶指揮一套靶基因表達(dá)。這個因子也是作為一種無活性的前體蛋白（proσK）被合成的。由于σF產(chǎn)生量很少，因此某此營養(yǎng)酶仍保留存在于孢子形成時。在磷酸化SpoOA的指導(dǎo)下，宿主酶利用了一般的σ43來轉(zhuǎn)錄編碼σF的基因。這種轉(zhuǎn)錄的特異性改變。孢子的形成涉及到細(xì)菌生物合成活性的劇烈的變化。由于σ因子的轉(zhuǎn)換使RNA聚合酶的活性全部發(fā)生了改變。早期基因28的突變體不能轉(zhuǎn)錄中期基因，基因28的產(chǎn)物（稱為gp28）是分子量26KDa的蛋白，它取代核心酶上的σ因子。早期基因被宿主菌的全酶所轉(zhuǎn)錄。 從一套基因的轉(zhuǎn)錄到另一套基因的表達(dá)是噬菌體感染的共同特點。H2rh1轉(zhuǎn)錄單位的啟動子位于倒位片段之中，啟動和轉(zhuǎn)錄單位方向相同時，轉(zhuǎn)錄在啟動子處起始，而且持續(xù)通過H2rh1,導(dǎo)致2相的表達(dá)。H2基因是和另一個編碼H1阻遏物基因rh1緊密連鎖。②當(dāng)葡萄糖不存在時(或在低水平時)而阿拉伯糖存在時，CAP—cAMP很豐富，它們結(jié)合于araI附近，而阿拉伯糖結(jié)合于araC蛋白改變了它的構(gòu)象，此時DNA環(huán)被打開，結(jié)合于araI位點的AraC蛋白成為激活子，和CAPcAMP協(xié)同誘導(dǎo)araBAD基因的轉(zhuǎn)錄[見下圖(c)]③阿拉伯糖和葡萄糖都很豐富時；④阿拉伯糖和葡萄糖都不存在時，這兩種情況下的操縱子動作不很清楚，但是都處于阻遏狀態(tài)。這個阿拉伯糖操縱子還包括一個含有兩個調(diào)節(jié)基因(araO1和araO2)的調(diào)節(jié)位點，另一個AraC的結(jié)合位點叫araI(I，誘導(dǎo)物)和一個緊鄰于araI的啟動子(PBAD)。Ara調(diào)節(jié)蛋白的DNA結(jié)合位點互相之間相距很遠(yuǎn)，靠DNA的環(huán)化機制才能互相作用。S2位點阻遏作用和SI的阻遏機制完全不同，在上述條件下，即使有Gal R存在，P2仍不受阻遏開始轉(zhuǎn)錄（組成型），但由于OI上也有Gal R的結(jié)合并且成環(huán)，故轉(zhuǎn)錄只進行20堿基便停止，這個過程如何發(fā)生尚不清楚。（四）半乳糖操縱子1. 半乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)和功能，它的分解要涉及三種酶的催化：半乳糖激酶（galactokinase一個），半乳糖轉(zhuǎn)移酶（galactose transferase,T）和半乳糖表面異構(gòu)酶（glactose epimerase ,E,）。當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸濃度較高時，核糖體可順利通過兩個相鄰的色氨酸密碼子，在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之前就到達(dá)2區(qū)，使23區(qū)不能配對，34區(qū)自由配對形成基一環(huán)終止子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄被終止，trp操縱子被關(guān)閉。細(xì)菌不少生物合成系統(tǒng)的操縱元都屬于這種類型，其調(diào)控可使細(xì)菌處在生存繁殖最經(jīng)濟最節(jié)省的狀態(tài)。所以CAP的通用名稱是分解代謝基因激活蛋白(catabolic gene activator protein)。細(xì)菌中有一種能與cAMP特異結(jié)合的cAMP受體蛋白CRP(cAMP receptor protein)，當(dāng)CRP未與cAMP結(jié)合時它是沒有活性的，當(dāng)cAMP濃度升高時，CRP與cAMP結(jié)合并發(fā)生空間構(gòu)象的變化而活化，稱為CAP(CRPcAMP activated protein)，能以二聚體的方式與特定的DNA序列結(jié)合。R的阻遏作用不是絕對的，R與O偶爾解離，使細(xì)胞中還有極低水平的β－半乳糖苷酶及透過酶的生成。A PO區(qū)P區(qū)是從I基因結(jié)束到mRNA轉(zhuǎn)錄開始點為止，而O區(qū)的范圍是抑制物結(jié)合區(qū)。1947年，報告：“酶的適應(yīng)現(xiàn)象及其在細(xì)胞分化中的意義”。事實上，研究誘導(dǎo)作用時很少使用乳