色氨酸操纵子的调控机制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

mRNA前导区有4个分别以1、2、3和4表示的片段能以两种不同的方式进行碱基配对，有时以1-2和3-4配对，有时只以2-3方式互补配对。3-4配对区位于终止密码子的识别区，当这个区域发生破坏自我配对的碱基突变时有利于转录的继续进行。

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而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，核糖体就到达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。细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停顿下来。