原核生物在發(fā)育過程中表現(xiàn)出對環(huán)境條件的高度適應(yīng)性，可根據(jù)環(huán)境條件的變化，迅速調(diào)節(jié)各種不同基因的表達水平。這說明，原核生物具有嚴格的基因表達調(diào)控機制。 原核生物基因表達的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。 （一）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 當需要某一特定基因產(chǎn)物時，合成這種mRNA。當不需要這種產(chǎn)物時，mRNA轉(zhuǎn)錄受到抑制。但要說明一點，即使是基因不表達，通常也是指該基因的表達水平很低，但仍推持在一個基本水平，每個細胞也有一至幾個mRNA分子。 在細菌中，當幾種酶參與同一個代謝途徑時，往往是這幾種酶的合成同時起動，產(chǎn)生編碼所有蛋白質(zhì)的一個或幾個多順反子mRNA ,這是原核生物所特有的現(xiàn)象，也是一種經(jīng)濟有效的調(diào)控方式。真核生物沒有這種調(diào)控機制，因為真核生物基因轉(zhuǎn)錄是單順反子mRNA。不同轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制中有一些共同特點。例如，根據(jù)基因表達產(chǎn)物的用途，可分為降解代謝途徑與合成代謝途徑。在一個多級反應(yīng)的降解代謝途徑中，被降解的分子將決定這些降解酶是否需要合成。而在合成代謝途徑中，合成的最終產(chǎn)物又可以調(diào)節(jié)合成酶基因的表達。盡管不同調(diào)控機制差別很大，但通常可歸為正調(diào)控和負調(diào)控兩種。存在細胞中的阻遏物阻止轉(zhuǎn)導(dǎo)過程是負調(diào)控。在這里，阻遏物與DNA分子結(jié)合，阻礙RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄，使基因處于關(guān)閉狀態(tài)。只有當阻遏物被解除后，轉(zhuǎn)錄才能起動，產(chǎn)生mRNA分子。正調(diào)控是經(jīng)誘導(dǎo)物誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機制。在正調(diào)控系統(tǒng)中，誘導(dǎo)物通常與另一蛋白質(zhì)結(jié)合形成一種激活子復(fù)合物，與基因啟動子DNA序列結(jié)合，激活基因起始轉(zhuǎn)錄。 負調(diào)控與正調(diào)控并非相互的兩種機制。有些系統(tǒng)既是負調(diào)控，又是正調(diào)控，利用這兩種調(diào)控方式以適應(yīng)不同環(huán)境。在這種情況下，激活子必須與DNA結(jié)合，而阻遏物不與DNA結(jié)合，基因才能轉(zhuǎn)錄。原核生物中基因表達以負調(diào)控為主。真核生物中則主要是正調(diào)控機制。 在降解代謝途徑中，既有正調(diào)控也有負調(diào)控。在合成代謝途徑中，終產(chǎn)物通常以負調(diào)控方式控制自身產(chǎn)物的合成。當缺少產(chǎn)物時，合成速率增加；而當產(chǎn)物存在，合成速率降低。單個蛋白質(zhì)也可調(diào)節(jié)自身的轉(zhuǎn)錄，這種方式稱為自動調(diào)控。在負調(diào)控中，該蛋白抑制轉(zhuǎn)錄。蛋白質(zhì)的濃度愈多，mRNA轉(zhuǎn)錄越少，在正調(diào)控中，這種蛋白質(zhì)促進轉(zhuǎn)錄。合成的蛋白質(zhì)越多，轉(zhuǎn)錄效率越高。正調(diào)控是在一些弱誘導(dǎo)系統(tǒng)中常見的機制。一種弱信號就可以起始轉(zhuǎn)錄。再經(jīng)過正調(diào)控提高轉(zhuǎn)錄效率。（二）乳糖操縱元 大腸桿菌的乳糖降解代謝管徑是最早用于代謝調(diào)控研究的系統(tǒng)。從1946年開始，法國科學(xué)家莫諾等人就一直進行大腸桿菌乳糖代謝調(diào)控研究，發(fā)現(xiàn)乳糖降解代謝具有典型“開關(guān)”特性。當大腸桿菌生長在含有乳糖的培養(yǎng)基上，乳糖代謝酶濃度從每個細胞幾個分子急劇增加到幾千個分子。而當培養(yǎng)基中沒有乳糖時，乳糖代謝基因不表達，乳糖代謝合成停止。雅各布和莫諾根據(jù)大量的遺傳及生化研究結(jié)果，于1961年提出了乳糖操縱無模型，用來說明乳糖代謝中基因表達的調(diào)控機制。因此，乳糖操縱元成為基因表達調(diào)控研究的典例。很多用于基因調(diào)控的術(shù)語來自對乳糖操縱元的研究。

原核生物基因表達的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。當生物需要某種基因產(chǎn)物時，合成這種產(chǎn)物的mRNA的數(shù)量大量贈加，mRNA反轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)，然后最終生成這種物質(zhì)，當這種產(chǎn)物需求量降低時，mRNA的合成量減少，但是并不是完全不生成，而是表達量比較低。而在合成代謝途徑中，合成的最終產(chǎn)物又可以調(diào)節(jié)合成酶基因的表達。這種調(diào)節(jié)分為正調(diào)控和負調(diào)控。

原核生物是沒有細胞核核膜的，非常容易受到外界環(huán)境的影響而調(diào)控基因的表達來適應(yīng)外界環(huán)境，調(diào)控的單位就是操縱子。操控子是原核生物基因組中具有相同或相近表達功能的基因組成的基因簇，包括結(jié)構(gòu)基因以及調(diào)節(jié)基因的整個DNA序列。操縱子是原核生物中進行基因調(diào)控的基本單位。

總結(jié)

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