全局调控系统

细胞利用全局调控系统，将环境信号与基因表达相偶联，从而响应环境变化。

调控子是由单个全局调控因子调控的一组基因和操纵子，例如cAMP受体蛋白（CRP）可调控lac和ara操纵子，以高效利用非葡萄糖类糖源。

细菌还采用双组分信号传导系统，例如 EnvZ/OmpR 系统，该系统由一个传感器激酶和一个反应调节因子组成。

当渗透压发生变化时，传感器激酶 EnvZ 发生自磷酸化，并将磷酸基团转移至胞内反应调节蛋白， OmpR.

OmpR 随后差异性调控 ompF 和 ompC 基因的表达，从而调整膜通透性所需的孔蛋白类型。

σ因子可引导RNA聚合酶结合至特定启动子，从而实现基因表达的快速变化。例如，σ32可激活热休克基因以应对热应激，而σS则调控细菌静止期的存活。

第二信使是能够放大外部信号以调控多种细胞过程的小分子。例如，cAMP 通过 CRP 调控碳利用相关基因。