原核生物的基因调控
可诱导系统与可阻遏系统(inducible versus repressible system)
屋里有些灯只在需要时才亮——比如开门就亮的壁橱灯。另一些灯则一直亮着,直到某种信号让它熄灭——比如装了感应器的门廊灯,太阳一出来就灭。细菌的操纵子也分成这两种习惯,而这两个词不过是在说某个操纵子属于哪一种。
可诱导系统平时是关着的,当某种特定小分子出现时被打开(被诱导)。这类通常是分解某种养分的操纵子:在那种养分到来之前造消化酶毫无意义,所以食物本身(或它的近亲)充当诱导物,把开关拨到开。乳糖操纵子是可诱导系统的范例——乳糖出现之前一直关着。可阻遏系统则是镜像:平时开着,当某种特定小分子积累起来时被关闭(被阻遏)。这类通常是合成某物的操纵子:细胞一直造合成酶,直到产物足够,此时过剩的产物(辅阻遏物)就告诉操纵子停工。合成氨基酸色氨酸的色氨酸操纵子,是可阻遏系统的范例——色氨酸积累起来之前一直开着。
这两个概念抓住了一种合理的经济学:原料到了就把分解途径打开,产物充足了就把合成途径关掉。值得把这一区分与负调控-正调控分开来看:可诱导/可阻遏说的是那个小分子的存在把基因开还是关,而负/正说的是调控者靠阻挡还是靠帮助起作用。一个系统可以既可诱导又受负调控(lac),也可以既可阻遏又受负调控(trp),其他组合也存在。
乳糖诱导乳糖操纵子:把这种糖摆上来,细胞就把消化基因打开。色氨酸阻遏色氨酸操纵子:让这种氨基酸积累起来,细胞就把合成基因关掉。一个对食物作出反应,另一个对成品作出反应。
可诱导:在养分出现前关着。可阻遏:在产物堆积前开着。
可诱导/可阻遏(小分子把基因开还是关)与负/正(调控者阻挡还是帮助)是两条不同的轴。一个系统在每条轴上各有一个标签,所以别把“可诱导”和“受负调控”当成两个互相替代的选项。
又称
另见