大肠杆菌色氨酸操纵子的表达水平的差异由其调控机制决定，包括负控阻遏系统和弱化系统，这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。

（1）色氨酸操纵子的负控阻遏系统

一般情况下，细菌中色氨酸操纵子是开启的。如果在细菌培养基中加入色氨酸，使之能利用培养基中的色氨酸来维持生活而不需要再费力去合成，细菌往往能在2～3min完全关闭该操纵子。当培养基中色氨酸含量较高时，它与游离的辅阻遏蛋白相结合，并使之与操纵区DNA紧密结合；当培养基中色氨酸供应不足时，辅阻遏物失去色氨酸并从操纵区上解离，操纵子去阻遏而表达。

（2）弱化系统

①当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNATrp少，翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的Trp密码子处），这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将操纵子中的结构基因全部转录。

②当培养基中色氨酸浓度高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体已到达2区，这样使2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。

（3）两个系统共同作用

阻遏-操纵机制对色氨酸来说只是一个一级开关，主管转录是否启动，相当于trp操纵子的粗调开关。弱化作用是trp操纵子中另一个进行细调控并决定已经启动的转录是否继续下去的开关。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少，弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。阻遏物从有活性向无活性的转变速度较慢，需要有一个能更快地作出反应的系统，以保持培养基中适当的色氨酸水平。弱化子能较快地通过抗终止的方法来增加trp基因表达，迅速提高内源色氨酸浓度。目前认为阻遏物的作用是在有大量外源色氨酸存在时，阻止非必需的先导mRNA的合成，使这个合成系统更加经济。