1. 几种常见的原核基因调控的基本模式，基本概念，负控诱导，负控阻遏，正控诱导，正控阻遏；CAP, CRP;CAP 的正性调控； 原核基因调控机制类型：
乳糖操纵子控制模型的主要内容：
• ⑴ Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码；
• ⑵ 启动区P位于阻遏基因I与操纵区O之间；
• ⑶ 操纵区是DNA上的一小段序列，是阻遏物结合的位点； • ⑷ 当阻遏物与操纵区结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制； • ⑸ 诱导物通过与阻遏物结合，改变其三维构象，使之不能与操纵区结合，使lac mRNA能够合成。
半乳糖（gal）操纵子---集成供应链管理系统双启动子操纵模型
• 有葡萄糖（G）存在时gal也能被诱导，不同于lac操纵子，现已分离二类突变株；
• 一类在不含G中，高水平合成半乳糖代谢酶；
• 另一类则依赖于G，没有G则不表达半乳糖代谢酶。
• 因此认为gal中可能存在两个启动子。
氨酸操纵子
• 氨酸是构成蛋白质的组分，一般的环境难以给细菌提供足够的氨酸，细菌要生存繁殖通常需要自己经过许多步骤合成氨酸，但是一旦环境能够提供氨酸时，细菌就会充分利用外界的氨酸、减少或停止合成氨酸，以减轻自己的负担。细菌所以能做到这点是因为有氨酸操纵元(trp operon)的调控。
• 氨酸操纵子负责氨酸的生物合成，当培养基中有足够的氨酸时，这个操纵子自动关闭；
• 缺乏氨酸时操纵子被打开，trp基因表达，氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过促销策略分析
程（而不是诱导过程）中起作用。
阿拉伯糖操纵子
• 由于trp体系参与生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CAP的调控。
• 当G和Ara都存在时，C本底转录，产生少量的C蛋白，结合于araO1（-106~-144）,使RNA聚酶不能结合araPC，使araC的转录受到阻遏。
• 当有Ara存在，而没有G时，Ara可作为糖源。此时Ara和少量的C蛋白结合形成了诱导型的C蛋白—Cind,它作为正调控因子结合于araI，促进了araPBAD的转录，产生了3种酶，促使Ara分解；
• 当Ara不存在或者用完了，过量的C蛋白可以结合则araO1上，阻碍RNA聚合酶在此区域结合，从而关闭了操纵子；或者结合到araI（-40~-78）和araO2上，彼此相互作用形成了环，阻遏了PBAD和PC的启动。
转录水平上调控机制的类型
• a、代谢产物对基因活性的调节
• b、弱化子对基因活性的影响
• c、降解物对基因活性的调节
• d、细菌的应急反应
• e. σ因子的更换
（1）根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白） 的应答，可分为：
• 正转录调控：在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的调控成为正转录调控。
• 负转录调控：在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭，这样的调控称为负转录调控。
（2）根据操纵子对某些能调节它们的小分子的应答，可分为可诱导调节和可阻遏调节两大类：
• 可诱导调节：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。
• 可阻遏调节：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。即在某些物质的阻遏下使基因关闭。
（3）根据调控机制的不同：
1 在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白，起着阻止结构基因转录的作用
• 在负控诱导系统中，阻遏蛋白与效应物（诱导物）结合时，结构基因转录；
• 在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。
在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白。
• 电话卡复制在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态；
• 在正控阻遏系统中，效应物分子（辅阻遏物）的存在使激活蛋白处于非活性状态。
CRP：cAMP受体蛋白
CAP：cAMP（环腺苷酸）与CRP结合后所形成的复合物
CAP正性调控：
细菌中的cAMP含量与葡萄糖的分解代谢有关，当细菌利用葡萄糖分解供给能量时，cAMP生成少而分解多，cAMP含量低；
相反，当环境中无葡萄糖可供利用时，cAMP含量就升高。细菌中有一种能与cAMP特异结合的cAMP受体蛋白CRP，当CRP未与cAMP结合时它是没有活性的，当cAMP浓度升高时，CRP与cAMP结合并发生空间构象的变化而活化，称为CAP，能以二聚体的方式与特定的DNA序列结合。
在1ac操纵元的启动子P1ac上游端有一段与P1ac部分重叠的序列，能与CAP特异结合，称为CAP结合位点。CAP与这段序列结合时，能提高酶与启动子结合常数，增强RNA聚合酶的转录活性，使转录提高50倍。
① CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向,以便与-10区结合，起到取代-35区功能的作用。
② CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA中其它位点的结合，从而提高与其特定启动子结合的概率。
相反，当有葡萄糖可供分解利用时，cAMP浓度降低，CRP不能被活化，1ac操纵元的结构基因表达下降。
不难看出：CAP结合位点就是一种起正性调控作用的操纵子，CAP则是对转录起正性作用的激活蛋白，编码CRP的基因也是一个调控基因
2. 魔斑核苷酸水平对翻译的影响
细菌在葡萄糖缺乏时可产生报警物质中学政史地cAMP。可保证其利用其它糖类，如lac操纵子、gal操纵子和从罗丹得到的启示ara操纵子等。
培养基中营养缺乏，蛋白质合成停止，RNA合成也趋于停止，这种现象称为严紧控制（rel+） ；反之则称为松散控制（rel-）。
细菌缺乏氨基酸时，rel汤永涛+菌株会产生鸟苷四磷酸（ppGpp,魔斑）和鸟苷五磷酸（pppGpp）作为报警物质而rel-菌则不能。
细菌缺乏任何一种氨基酸时，无负载的tRNA与核糖体A位点结合，这可能导致与核糖体结合的应急因子Rel A（p/ppGpp合成酶，5％的核糖体与Rel A结合在一起）被激活，一个空载的tRNA进入A位会生成报警物质p/ppGpp。
GTP +ATP → pppGpp + AMP → ppGpp
ppGpp的主要作用可能是影响RNA聚合酶与启动子结合的专一性，从而成为细胞内严紧控制的关键。
当细胞缺乏氨基酸时产生ppGpp，可在很大范围内做出应急反应，如抑制核糖体和其他大分子的合成，活化某些氨基酸操纵子的转录表达，抑制与氨基酸运转无关的转运系统，活化蛋白水解酶等。
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