【正文】 時才轉(zhuǎn)錄出 araBAD mRNA，而有葡萄糖存在時則不轉(zhuǎn)錄。腺苷酸環(huán)化酶缺陷型和 crp突變株也不形成 araBAD mRNA，說明從 PBAD起始的轉(zhuǎn)錄過程也需要 cAMPCRP。 ? AraC蛋白具有 PBAD活性正、負調(diào)節(jié)因子的雙重功能。 Pr是起阻遏作用的形式，可與類操縱區(qū)位點相結(jié)合，而 Pi是起誘導(dǎo)作用的形式，它通過與 PBAD啟動子結(jié)合進行調(diào)節(jié)。 ? 沒有阿拉伯糖時， Pr形式占優(yōu)勢；一旦有阿拉伯糖存在，它就能夠與 AraC蛋白結(jié)合，使平衡趨向于 Pi形式。 ? AraC蛋白時，由 Pc啟動子起始 araC基因轉(zhuǎn)錄； ? ， AraC蛋白與操縱區(qū) O2以及 araI上半?yún)^(qū)相結(jié)合，形成 DNA回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)， araBAD基因不表達； ? ， AraC與阿拉伯糖相結(jié)合，變構(gòu)成為激活蛋白，與 araO1和 araI區(qū)相結(jié)合，在 CRPcAMP的共同作用下起始結(jié)構(gòu)基因表達。 ? 各種營養(yǎng)狀況下 ara操縱子的表達調(diào)控 ? ， cAMPCRP沒有與操縱區(qū)位點相結(jié)合，AraC蛋白處于 Pr形式并與操縱區(qū)A位點結(jié)合， RNA聚合酶不能與Pc結(jié)合， araC基因受到抑制，整個系統(tǒng)幾乎處于靜止狀態(tài)。 ? ，也沒有阿拉伯糖。因為沒有誘導(dǎo)物，盡管有cAMPCRP與操縱區(qū)位點相結(jié)合，AraC蛋白仍以 Pr形式為主，無法與操縱區(qū) B位點相結(jié)合，無araBAD mRNA轉(zhuǎn)錄。 ? ，有阿拉伯糖。大量araC基因產(chǎn)物以 Pi形式存在，并分別與操縱區(qū) B、 A位點相結(jié)合，在 cAMPCRP的共同作用下，araC和 araBAD基因大量表達，操縱子充分激活。 ? 阻遏蛋白 LexA的降解與細菌中的 SOS應(yīng)答 ? 當(dāng)細菌 DNA遭到破壞時，細胞內(nèi)會啟動一個被稱為 SOS的誘導(dǎo)型 DNA修復(fù)系統(tǒng)。參與 SOS DNA修復(fù)系統(tǒng)的基因都受 LexA阻遏蛋白的抑制，SOS體系的誘導(dǎo)表達過程中 LexA阻遏蛋白被移開。 ? 一般情況下，約有 1000個 RecA蛋白單體分散在每個細胞中。當(dāng) DNA嚴重受損時，單鏈 DNA缺口數(shù)量增加，RecA與這些缺口處單鏈 DNA相結(jié)合，被激活成為蛋白酶，將 LexA蛋白切割成沒有阻遏和操縱區(qū) DNA結(jié)合活性的兩個片段，導(dǎo)致 SOS體系（包括 recA基因）高效表達， DNA得到修復(fù)。 ? 二組分調(diào)控系統(tǒng)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo) ? 最簡單的細胞信號系統(tǒng)稱為二組分系統(tǒng)（ twoponent systems），由二種不同的蛋白質(zhì)組成：即位于細胞質(zhì)膜上的傳感蛋白（ sensor protein）及位于細胞質(zhì)中的應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白（ response regulator protein）。 ? 傳感激酶常在與膜外環(huán)境的信號反應(yīng)過程中被磷酸化，再將其磷?；鶊F轉(zhuǎn)移到應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白上，磷酸化的應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白即成為阻遏或誘導(dǎo)蛋白，通過對操縱子的阻遏或激活作用調(diào)控下游基因表達。 ? 多啟動子調(diào)控的操縱子 ? （ 1） rRNA操縱子 ?大腸桿菌 rRNA操縱子（ rrnE）上有兩個啟動子 P1和 P2。在對數(shù)生長期， P1起始的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物比 P2起始的產(chǎn)物多3～ 5倍。當(dāng)細菌處于緊急狀態(tài)，細胞中 ppGpp濃度增加，P1的作用被抑制。因為 rRNA是細胞中蛋白質(zhì)合成機器核糖體的重要組成部分，不能完全停止供應(yīng)，由 P2起始rrnE基因轉(zhuǎn)錄。 ? （ 2）核糖體蛋白 SI操縱子 ?核糖體蛋白 SI操縱子（ rpsA）也受應(yīng)急反應(yīng)調(diào)節(jié)。 rpsA有 4個啟動子， P P2是強啟動子，平時主要依靠它們來啟動基因的表達，合成 SI蛋白。 P P4是弱啟動子，只有在緊急情況下， P P2啟動子受 ppGpp的抑制，由P P4起始合成的 SI蛋白維持了生命的最低需要。 ? （ 3） DnaQ蛋白操縱子 ? DnaQ蛋白是 DNA聚合酶全酶的亞基。在細胞中 RNA聚合酶活性較低時，操縱子的轉(zhuǎn)錄由弱啟動子 P2控制；而RNA聚合酶活性較高時，就開始利用強啟動子 P1。也就是說，在細胞生命活動比較緩慢時， DnaQ蛋白的合成靠弱啟動子 P2來維持。當(dāng)細胞增殖速度加快， RNA聚合酶活性升高時， P1就被激活。 轉(zhuǎn)錄水平上的其他調(diào)控方式 ? 轉(zhuǎn)錄過程涉及轉(zhuǎn)錄機器附著與 DNA，識別啟動子序列，起始 RNA的合成，延伸和終止。轉(zhuǎn)錄的任何一步都受到調(diào)控。轉(zhuǎn)錄水平上以下其它調(diào)控方式： ? σ因子的調(diào)節(jié)作用 ? 組蛋白類似蛋白的調(diào)節(jié)作用 ? 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的作用 ? 抗終止因子的調(diào)節(jié)作用 ? 本部分自學(xué) 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 ? mRNA自身結(jié)構(gòu)元件對翻譯起始的調(diào)節(jié) ? 遺傳信息的翻譯起始于 mRNA上的 核糖體結(jié)合位點（ RBS）起始密子 AUG上游的一段非翻譯區(qū)。在 RBS中有 SD序列，與核糖體 16S rRNA的 3’端互補配對，促使核糖體與 mRNA相結(jié)合。 ? RBS的結(jié)合強度取決于 SD序列的結(jié)構(gòu)及與 AUG之間的距離。SD與 AUG之間相距一般以 4～ 10核苷酸為佳， 9核苷酸最佳。 ? SD序列的微小變化，往往會導(dǎo)致表達效率成百上千倍的差異，這是由于核苷酸的變化改變了形成 mRNA 5’端二級結(jié)構(gòu)的自由能，影響了 30S亞基與 mRNA的結(jié)合，從而造成了蛋白質(zhì)合成效率上的差異。 ? mRNA穩(wěn)定性對轉(zhuǎn)錄水平的影響 ? 所有細胞都有一系列核酸酶，用來清除無用的 mRNA。一個典型的 mRNA半衰期為 23min。 mRNA分子被降解的可能性取決于其二級結(jié)構(gòu)。 ? 調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)控作用 ? 細菌中有些 mRNA結(jié)合蛋白可激活靶基因的翻譯。相反，mRNA特異性抑制蛋白則通過與核糖體競爭性結(jié)合 mRNA分子來抑制翻譯的起始。大腸桿菌中的核糖體蛋白就存在翻譯抑制現(xiàn)象。 ? 反義 RNA的調(diào)節(jié)作用 ? RNA調(diào)節(jié)是原核基因表達轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)的另一種重要機制。細菌相應(yīng)環(huán)境壓力的改變，會產(chǎn)生一些非編碼小RNA分子，能與 mRNA中的特定序列配對并改變其構(gòu)象，導(dǎo)致翻譯過程的開啟或關(guān)閉等作用。 ? 稀有密碼子對翻譯的影響 ? 大腸桿菌細胞內(nèi)僅有 50個拷貝的 dnaG蛋白，卻有 2800個拷貝的 rpoD蛋白，更有高達 40000個拷貝的 rpsU蛋白。細胞通過翻譯調(diào)控，解決了這個問題。 ? dnaG序列中存在不少稀有密碼子。很明顯，稀有密碼子AUA在高效表達的結(jié)構(gòu)蛋白及 σ因子中均極少使用，而在表達要求較低的 dnaG蛋白中使用頻率就相當(dāng)高。 ? 許多調(diào)控蛋白如 LacI、 AraC、 TrpR等在細胞內(nèi)含量很低，這些基因中密碼子的使用頻率與 dnaG相似?？茖W(xué)家認為，由于細胞內(nèi)對應(yīng)于稀有密碼子的 tRNA較少，高頻率使用這些密碼子的基因翻譯過程容易受阻，影響了蛋白質(zhì)合成的總量。 ? 重疊基因?qū)Ψg的影響 ? 正常情況下， trp操縱子中 5個基因產(chǎn)物是等量的，但 trpE突變后，其鄰近的 trpD產(chǎn)量比下游 trpBA產(chǎn)量要低得多。研究 trpE和 trpD以及 trpB和 trpA兩對基因中核苷酸序列與翻譯的關(guān)系，發(fā)現(xiàn) trpE基因的終止密碼子和 trpD基因的起始密碼子共用核苷酸。 ? trpB和 trpA基因也存在著翻譯耦聯(lián)現(xiàn)象。實驗證明，耦聯(lián)翻譯可能是保證兩個基因產(chǎn)物在數(shù)量上相等的重要手段。 ? 翻譯的阻遏 ? 魔斑核苷酸水平對翻譯的影響