关键词：基因调控网络转录蛋白质-DNA相互作用原核生物进化介绍在后基因组时代最大的挑战之一是阐明在生物体中所有可能的刺激及其应答的完整基因表达程序。虽然完整序列基因组数量增长迅速，但我们关于转录调控的知识只限于少数模式生物。生物体提供大量的DNA片段来编码顺式调控元件，另外还提供一个重要的蛋白质编码基因片段编码TFs，这两个方面在转录水平上控制和协调基因表达发挥着重要的作用。阐明转录程序的原理和结构，对于了解环境干扰所引起的细胞反应和一些微生物引起疾病的分子基础是必需的。现在一个普遍接受的概念是转录调控是由TFs和TGs组成的一个网络。然而，在一个较低抽象水平上，转录子包括许多顺式调控元件（如启动子、TF结合位点和转录终止子）和反式作用因子（如TFs和sigma因子）。顺式和反式元件之间的相互作用控制细胞中每个基因的转录状态（见Fig.1）。虽然现在的研究越来越多的表明：在真核生物和原核生物中通过非编码ＲＮＡｓ的转录后调控在生命体扮演着非常重要的作用。在这里我们查阅了在微生物体内的转录调控的计算机分析的最新进展。首先讨论了所取得的反式和顺式元件识别的进展水平，最后从网络的角度综合形成了对微生物转录调控的理解。2．反式作用因子的演化在反式作用水平上，许多蛋白质家族如sigma因子和TFs在基因表达的调控方面起着重要的作用。转录作用取决于生物体面临的环境条件及所受的刺激，而这些元件有利于促进转录作用网络的衔接。尽管最近几年我们对于反式作用因子的数量及组成成分的了解大大提高，但对于这些蛋白所起作用的认识还远远不足。2.1sigma因子sigma因子是形成原核RNA聚合酶的可解离亚基的一类蛋白质。sigma因子和ＲＮＡ聚合酶核心酶结合是转录开始的基础，是转录过程中的一个重要步骤。sigma因子在启动子和ＲＮＡ聚合酶特异识别中起到了一个桥梁的作用，从而促使DNA链分离。之后sigma因子从RNA聚合酶核心酶上解离下来，在下次反应时再被利用。对于不同的RNA序列或者是不同的基因，同一个sigma因子与其RNA聚合酶核心酶结合的紧密程度是不同的。另外，已知sigma因子与RNA聚合酶核心酶结合的亲和力大小会影响基因转录的起始频率。换句话说就是会影响特定基因表达量的大小，从而对生命活动进行调节。在细菌基因组中sigma因子的编码具有高度可变性。sigma因子可以被分成两类结构和种类不同的家族：sigma70和sigma54两个家族。2.2作为转录控制调节器的DNA结合转录因子在生物体中基因表达调控主要是通过DNA结合转录因子来实现的。TFs在大多数基因组中形成了最大的蛋白质家族之一。转录因子是激活或抑制基因和操纵子的转录。在细菌基因组中大多数转录因子形成二聚体，与DNA上的顺式调控元件结合来控制转录起始。在公开的完整序列基因组中，在天蓝色链霉菌中观察到大量的转录因子。细菌基因组中的转录因子部分以整个基因组总数的平方为衡量尺度。依照它们在特定启动子上的作用方式转录因子可被分为激活物、抑制物或二元调节器。通过启动子刺激RNA聚合酶激活刺激靶基因的表达。众所周知激活作用是通过结合转录起始位点上游的转录因子而发生的，经常在上游的启动子元件的-35区。对于转录负控制，转录因子通过结合ＤＮＡ来阻止ＲＮＡ聚合酶的起始转录，从而起到了抑制剂的作用。转录因子结合转录起始位点的下游时就会发生阻遏，导致启动子元件在-35区和-10区成环，从而通过位阻来阻断RNA聚合酶。计算机分析表明抑制物在大肠杆菌和杆状菌中占优势地位，有可能共同进化与它们的靶基因密切相关的基因组。整体的转录调控可以理解为：调控大量属于不同功能类的基因，通过直接和间接影响不同的细胞途径和按照用不同的sigma因子作用目标启动子来控制复合调控级联。根据这些，提出了大肠杆菌中的七个整体调节器。在整个转录调控网络中大约控制50%多的基因。最近许多研究用转录因子的结合性作为一种简化的量度来估定转录因子的整体性质。3．顺式调控元件的演化近年以来，某个生物体的多种菌株和相近种类基因组序列的积累。这使解决调控元件的保守性成为可能。现有的基因组序列不仅为我们提供了来了解像启动子区、转录因子结合位点和终止信号通路的顺式调控元件在进化上的保守性，而且还使我们能够利用各种比较基因组分析技术来预测它们。3.1启动子区启动子是指在细菌中转录起始需要RNA聚合酶识别和结合上游转录单元的特异性的DNA序列。启动子序列的识别是通过RNAP和sigma因子(一种小的蛋白质)结合实现的，这种在大肠杆菌中原始的持家sigma因子是通过rpoD基因编码的，也称为sigma70。在细菌中，启动子被定义为位于转录起始位点附近的（6-8bp）的一段DNA片段,它能使一个基因或一组基因被转录。3.2转录因子结