10.5: 原核转录激活剂和阻遏剂

原核基因在其基因组中的组织与真核生物的组织明显不同。原核基因是有组织的，使得参与相同生化过程或功能的蛋白质的基因以组的形式位于一起。这组基因及其调节元件统称为纵子。纵子中的功能基因被转录在一起，得到一条称为多顺反子 mRNA 的 mRNA 链。

纵子中原核基因的转录受两种类型的 DNA 结合蛋白（称为激活剂和抑制剂）的调节。激活剂与启动子（转录起始位点）结合，并有助于结合 RNA 聚合酶，RNA 聚合酶是参与转录的关键酶。抑制因子与启动子和基因之间纵子中的短调节序列结合，并抑制 RNA 聚合酶与启动子的结合。

激活剂和启动子的结构先决条件是它们应该能够以两种替代构象存在，一种可以与 DNA 结合，另一种不能结合。激活剂特有的另一个特征是它们具有两个结合表面，可同时与 RNA 聚合酶和 DNA 结合。这两个分子的募集使聚合酶更接近启动子并有助于其结合。激活剂在转录中没有催化作用，其功能仅限于促进酶和 DNA 的结合。在没有激活剂的情况下，RNA 聚合酶仍然可以与 DNA 结合并显示出低水平的表达。如果该系统中存在阻遏物，则该基因的基础表达就会被阻止。

原核基因表达的调节在很大程度上取决于生物体的营养可用性和需求。这些营养物质控制激活剂和阻遏剂与纵子的结合，并确保仅表达所需的基因集。例如，细胞中存在色氨酸导致其与阻遏物结合，从而阻止 trp纵子的转录和随后的色氨酸产生。