原核生物的基因转录与翻译调控机制

原核生物的基因转录与翻译调控机制
原核生物是指生物体细胞中缺乏真核细胞核以及其它特有的细胞器的一类生物，象细菌、放线菌等都属于这类生物。

在原核生物营养代谢产物再生的反应过程中，基因转录和翻译机制起着关键性的作用。

虽然原核生物在结构和功能上与真核生物存在差异，但其基因转录和翻译调控机制的探究仍然是一个备受关注和重要的研究领域。

一、原核基因转录的发生
原核基因转录由细菌RNA聚合酶完成，RNA聚合酶由细菌DNA依据序列特
异性与序列不一致性识别，准确并高效地转录所需RNA。

细菌基因起始位点（promoter）的序列组合不尽相同，其中最重要的是绝大多数细菌由主要调控元件σ—70识别维持其顺畅的生理需求，这种元件由基因-35与-10区域和过渡段区也就
是-10-35之间区域识别决定。

并由帮助透过无DNA序列特异性转录激活蛋白（transcription activator）的序列（最多存在于4簇）进行辅助。

不过也有一定数量
的细菌被由基因σ—54识别的类R元件助其转录，该元件由基因1-2个高度保守的区域以及管充区（38-40bp）组成。

二、原核基因转录的调控
原核生物的基因在转录时可受到大量调解，使基因转录速率可被生物正式需求
所有效调整。

最常见的反馈控制是会抑制在产物中需要的一个或几个酶的基因转录，这是通过由这些酶产物反馈调控于RNA聚合酶进行的。

在此基础上，产物的积累
往往会对酶的活性、协同性以及数量等进行影响调解，以实现生物正式需求。

此外，细菌一般存在一套广泛而复杂的信号传导体系，称为二次信使系统（secondary messenger system），该系统是在感知环境等信号后透过一连串的化学反应激活底
物转移酶（substrate transferase）透过底物磷酸化等化学改变对转录起调节作用，
通常还包括一套由环状形体标记产生的传导导致产物合成的启动通路（quorum
sensing pathway，简称QS），可能是底物释放或者捕获的Q信号分子，能在大多
数情况下发挥合成起始因子（activator）和抑制蛋白（repressor）的作用。

三、原核基因翻译的发生
在原核细胞中，翻译作用发生在核糖体中。

核糖体是一种复杂的核酸蛋白质复
合物，其中包含了数十种蛋白和多种RNA的乘积。

细菌的核糖体在30S和50S两
个亚基组成的70S复合体中发生翻译，其中30S亚基包含16S rRNA和21种蛋白，而50S亚基包含23S rRNA、5S rRNA和31种蛋白。

总体而言，翻译过程主要分为三步：mRNA的装载、氨基酸-特定tRNA的招募（tRNA在招募时需要被伴角蛋白
辅助）和肽链形成。

四、原核基因翻译的调控
原核基因翻译可由底物反馈等多方面控制。

最常见的调控方式包括：1.抑制RNA聚合酶活性，从而减少mRNA的合成；2.抑制ribosome的招募、核酸水平、RNA的稳定性等；3.抑制氨基酸招募因子的活性等。

总之，原核生物的基因转录和翻译机制是非常复杂和精细的，经过多年的研究，人们对原核生物的这些调控机制有了更加深入的认识。

这不仅有助于我们更好地理解生命本质，而且还可以为相关疾病治疗和基因工程等方面的技术创新提供有益的参考。