原核生物的基因表達調控雖然比真核生物簡單，然而也存在著復雜的調控系統(tǒng)，如在轉錄調控種就存在著許多問題：如何在復雜的基因組內確定正確的轉錄起始點？如何將DNA的核苷酸按著遺傳密碼的程序轉錄到新生的RNA鏈中？如何保證合成一條完整的RNA鏈？如何確定轉錄的終止？上述問題決定于DNA的結構、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其他小分子配基的互相作用，在轉錄調控中，現已搞清楚了細菌的幾個操縱子模型，現以乳糖操縱子和色氨酸操縱子為例予以說明。

法國巴斯德研究所著名的科學家Jacob和Monod在實驗的基礎上于1961年建立了乳糖操縱子學說，現在已成為原核生物基因調控的主要學說之一。

大腸桿菌乳糖操縱子包括4類基因：①結構基因，能通過轉錄、翻譯使細胞產生一定的酶系統(tǒng)和結構蛋白，這是與生物性狀的發(fā)育和表型直接相關的基因。乳糖操縱子包含3個結構基因：lacZ、lacY、lacA。LacZ合成β—半乳糖苷酶，lacY合成透過酶，lacA合成乙?；D移酶。②操縱基因O，控制結構基因的轉錄速度，位于結構基因的附近，本身不能轉錄成mRNA。③啟動基因P，位于操縱基因的附近，它的作用是發(fā)出信號，mRNA合成開始，該基因也不能轉錄成mRNA。④調節(jié)基因i：可調節(jié)操縱基因的活動，調節(jié)基因能轉錄出mRNA，并合成一種蛋白，稱阻遏蛋白。操縱基因、啟動基因和結構基因共同組成一個單位——操縱子（operon）。

調節(jié)乳糖催化酶產生的操縱子就稱為乳糖操縱子。其調控機制簡述如下：

抑制作用：調節(jié)基因轉錄出mRNA，合成阻遏蛋白，因缺少乳糖，阻遏蛋白因其構象能夠識別操縱基因并結合到操縱基因上，因此RNA聚合酶就不能與啟動基因結合，結構基因也被抑制，結果結構基因不能轉錄出mRNA，不能翻譯酶蛋白。

誘導作用：乳糖的存在情況下，乳糖代謝產生別乳糖（alloLactose），別乳糖能和調節(jié)基因產生的阻遏蛋白結合，使阻遏蛋白改變構象，不能在和操縱基因結合，失去阻遏作用，結果RNA聚合酶便與啟動基因結合，并使結構基因活化，轉錄出mRNA，翻譯出酶蛋白。

負反饋：細胞質中有了β—半乳糖苷酶后，便催化分解乳糖為半乳糖和葡萄糖。乳糖被分解后，又造成了阻遏蛋白與操縱基因結合，使結構基因關閉。

相關鏈接：乳糖，色氨酸，半乳糖，葡萄糖，聚合酶，酶蛋白，北納生物

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