然，真核RNA聚合酶单独存在时与启动子的亲和力极低或无亲和力，必须与基本转录
因子形成复合物才能与启动子结合。因此，对真核RNA聚合酶活性来说，除启动子序
列，尚与所存在的转录调节因子有关。
（2）调节蛋白与RNA聚合酶活性：许多基因与管家基因不同，它们的基因产物浓
度随环境信号而变化。这些基因何以能对分子信号作出应答呢？原来是，这些基因都有
一个由启动序列或启动子决定的基础转录频率，一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激
下在细胞内表达，随后这些调节蛋白通过DNA一蛋白质相互作用、蛋白质一蛋白质相互作
用影响RNA聚合酶活性，从而使基础转录频率发生改变，出现表达水平变化。诱导剂,
阻遏剂等小分子信号所引起的基因表达都是通过使调节蛋白分子构象改变，直接（DNA一
蛋白质相互作用）或间接（蛋白质一蛋白质相互作用）调节RNA聚合酶转录起动过程。原
核特异因子σ可以改变RNA聚合酶识别启动序列的特异性，这是调节蛋白调节RNA聚
合酶活性的实例。当细菌发生效应激时，全酶中通常的σ70被σ32产取代，这时RNA聚合
酶就会改变其对常规启动序列的识别而结合另一套启动序列，起动一套基因表达。这就
是所谓的热休克反应（heat shock response）。
第二节原核基因转录调节
原核基因表达调控与真核存在很多共同之处。但因原核生物没有细胞核，亚细胞结
构及其基因组结构要比真核简单得多，所以原核基因表达调控尚有自己的特点。
一、原核基因转录调节特点
原则上讲，原核特异基因的表达也受多级调控，如转录起始、转录终止、翻译调
控、及RNA、蛋白质的稳定性等，但其表达开、关调控关键机制主要发生在转录起始。
概括原核基因转录调节有以下特点。
（一）o因子决定RNA聚合酶识别特异性 如十二章所述，原核生物细胞仅含有一种RNA聚合酶，核心酶参与转录延长，全酶司转录起始。在转录起始阶段，σ亚基（又称σ因子）识别特异启动序列；不同的σ因子决定特异基因的转录激活，决定mRNA、rRNA和tRNA基因的转录。
（二）操纵子模型的普遍性
除个别基因外，原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇地串联、密集于染色体上，共同组成一个转录单位——操纵子（Operon，又译为操纵元），如乳糖（lac）操纵子。
阿拉伯糖（ara）操纵子及色氨酸（trp）操纵子等。因此，操纵子机制在原核基因调控中
具有较普遍的意义。一个操纵子只含一个启动序列（在原核细胞因其隶属于操纵子，故
译为启动序列）及数个可转录的编码基因。通常，这些编码基因为2－6个，有的多达20
个以上，在同～启动序列控制下，可转录出多顺反子 mRNA（polycistronic mRNA）。原核
基因的协调表达就是通过调控单个启动基因的活性来完成的。
（三）阻遇蛋白与阻遏机制的普遍性
在很多原核操纵子系统，特异的阻遏蛋白是控制原核启动序列活性的重要因素。当
阻遏蛋白与操纵序列结合或解聚时，就会发生特异基因的阻遏或去阻遏。原核基因调控
普遍涉及特异阻遏蛋白参与的开、关调节机制。
二、乳糖操纵子调节机制
（－）乳糖操纵子的结构
E．coli的乳糖操纵子（Lac operon）含 Z﹑Y及 A三个结构基因，分别编码β-半乳糖苷酶﹑透酶和乙酸基转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因
1（图144）。I基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列 P上游还有一个分解（代谢）物基因激活蛋白（catabolite gene activation protein
CAP）结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成lac操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。
（二）阻遏蛋白的负性调节
在没有乳糖存在时，Lac操纵子处于阻遏状态。此时，I序列在P1启动序列操作下
表达的Lac阻遏蛋白与O序列结合，阻碍RNA聚合酶与P序列结合，抑制转录起动。
阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O序列解聚。因此，每个细胞中可能
会有寥寥数分子β-半乳糖音酶、透酶生成。
当有乳糖存在时，Lac操纵子即可被诱导。在这个操纵子体系中，真正的诱导剂并
非乳糖本身。乳糖经透酶催化、转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少数β-半乳糖
苷酶催化。转变为半乳糖。后者作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构象变化，
导致阻遏蛋白与O序列解离、发生转录，使β-半乳糖苷酶分子增加l000倍。异丙基硫
代半乳糖奇是一种作用极强的诱导剂，不被细菌代谢而十分稳定，因此被实验室广泛应
用。
（三）CAP的正性调节
分解（代谢）物基因激活蛋白CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP
结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在Lac启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍；当有葡萄糖存在时，CAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此Lac操纵子表达下降。
由此可见，对Lac操纵子来说CAP是正性调节因素，Lac阻遏蛋白是负性调节因素。
