在整體上,原核細胞可通過改變核糖體結合位點(RBS)序列或者在RBS鄰域制造二級結構來阻止小亞基和mRNA的結合進而阻止翻譯的起始。一方面由于RBS序列固定,改變其序列將會造成所有mRNA停止翻譯。另一方面由于改變序列并非快速準確的調控方法,針對單個轉錄本,原核細胞傾向于采取以下幾種方式進行調控:
(1)蛋白依賴的——通過蛋白質特異性結合到RBS和起始密碼子AUG之間的序列以通過物理方式阻止小亞基和mRNA結合,但該特異性序列不能包括RBS(否則將可能會導致所有轉錄本停止翻譯)。
(2)mRNA依賴的——通過ORF和下游序列的雜交來阻止該ORF的起始。但如果該ORF上游有其他開放起始位點,則該ORF可以被上游翻譯啟動(核糖體翻譯到下游時,將其解旋),這樣的好處是當且僅當第一個ORF翻譯時,第二個ORF才可以翻譯。
(3)其他——在特殊情況下,原核細胞也可以通過特殊的負反饋途徑和一些特殊的小RNA(sRNA)進行調控。
以核糖體蛋白的翻譯調控為例,我們來討論一個典型的mRNA、蛋白依賴混合的負反饋調控模式。當周圍存在自由rRNA時,新生核糖體蛋白結合rRNA的相應位點來促使其折疊形成適當結構,此時核糖體蛋白正常翻譯。而當周圍存在多余的核糖體蛋白時,該蛋白會結合到核糖體蛋白轉錄本的ORF和RBS之間,以促進鈣ORF和下游序列的雜交,抑制翻譯起始。
而其他的調控方法內,最為典型的是核糖開關。核糖開關是一類小mRNA,其能翻譯出一些蛋白質,后者催化產生一些類別的SAM(小活性分子)。當SAM存在時,可促使mRNA發生構象變化,在ORF和RBS等關鍵位點處形成二級結構,阻遏翻譯起始。當SAM不存在時,阻遏不能形成,翻譯得以繼續。
一些小RNA(sRNA)也可以起到翻譯調控的作用。原核生物的小RNA大小基本在80-110核苷酸。它可以通過自身和RBS互補的序列來解除RBS參與的自體雜交,進而回復翻譯。它也可以直接和開放的RBS雜交阻遏翻譯,具有典型的兩重性。