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4.每一個問題都有一種機製
讓我們牢記愛因斯坦的名言：“提出問題比解決問題更重要。”一個好的問題常常暗示一種重要的機製。現在，讓我們充分地發揮自己的想象，提出各種各樣的調控問題，然後去尋找一種新的機製。
問：乳糖操縱子是乳糖誘導產生一種酶，有沒有這種情形，當加入一種物質時阻礙產生一種酶？答：當乳糖操縱子正在產生El時，如果加入G，則El就停止產生，因為G使得P關閉了S。問：我的意思是有沒有這種情況，阻遏蛋白r通過0對S的作用剛好與乳糖操縱子相反？
答：有這種情形。在正常情況下，r與0不能結合，S開啟產生某種酶E；當加入物質M時，M與r反應生成Mr，Mr可以與0結合，從而關閉了S，停止產生E。這種情形好像是M使得E停止產生，因此這種操縱子叫阻遏型操縱子；而乳糖操縱子是L誘導產生El，因此叫誘導型操縱子。
我們不想使這樣的問答冗長而單調，下麵我們分別看看形形色色的操縱子及其美妙的結構。
4.1暫停閱讀與衰減子在我們的學習生活中經常會遇到這樣的情形，當你在一間沒有幹擾的房子裏閱讀一本精彩的科幻小說時，你可以一口氣讀完全書比如162頁紙；而當你讀到140頁時，突然一個人闖了進來要跟你下一盤棋，你就隻好暫停閱讀了。
在一種細菌的色氨酸操縱子中就有這樣的情形。在這個操縱子的結構基因前麵有一段162個核苷酸的DNA，當色氨酸(20種氨基酸中的一種)缺乏時，162個核苷酸都可以轉錄為mRNA；當色氨酸加入時，它就隻有140個核苷酸能轉錄為mRNA，然後停止下來。這種調控好像是對正常行為的一種衰減，因此這段DNA(162個核苷酸)叫做衰減子。
衰減調節不同於阻遏調節，後者要麽全轉錄，要麽不轉錄，而衰減調節可以轉錄一部分。顯然，衰減調節比阻遏調節更加精致，是一種量上的調節，是生命中又一個引人入勝的景象。要知道，這還是低級原生生物的情景，至於高等生物，肯定還有許多更有趣的現象有待於發現。
4.2嚴緊狀態與時序調節科學家在研究細菌生長時發現這樣一種現象，細菌以葡萄糖為培養時正常生長，45分鍾分裂一次(增加一代)，
而以一種叫脯氨酸的氨基酸為培養基，分裂一次則需500分鍾，生長速度差異很大。
細菌生長嚴重受到抑製時是缺乏氨基酸的狀態，這稱為嚴緊狀態。由於缺乏氨基酸，蛋白質不能合成，生命功能無法執行，它將關閉大部分操縱子，這有如經濟危機的來臨；
工廠銀行大批關閉，工人紛紛失業。而細菌此時的mRNA
合成顯著減少，rRNA和tRNA被強烈抑製，仿佛一個黑色冬天的來臨。隻有兩種物質積累增加，它們就是帶有4個或5個磷酸基的鳥苷酸ppGpp和pppGpp。原來正是它們執行了細胞內工廠銀行關閉的任務，致使工人紛紛失業。嚴緊狀態在真核生物中也會發生，如種子和芽的休眠，動物的冬眠，這是生命應付惡劣環境采取的自我保護策略。
基因轉錄既然不是同時進行的，那麽它的正常表達也應該是由時間控製的，這就是基因轉錄的時序控製。
在最為原始的生命病毒中就已存在這種時序控製，入噬菌體由四個操縱子實行這一功能。在同一個DNA雙鏈分子上集中了這四個操縱子，左邊兩個，隻能左向轉錄為mR-NA；右邊兩個，隻能右向轉錄為mRNA。由於轉錄隻能沿DNA單鏈3′→5′進行，我們立即可以推出：左邊兩個位於一條DNA鏈上，而右邊兩個則位於另一條DNA鏈上，也就是說四個操縱子不是位於同一條DNA鏈上。
如果我們在左右操縱子分界處選擇點0，靠近0的左、右操縱子分別為L1、R1；遠離0的分別為L2、R2；那麽L1和R1是早期操縱子，調節早期基因的轉錄活動，L2、R2是晚期操縱子，調節晚期轉錄活動。它們分開合作，調節著噬菌體的生命活動。
4.3第二信使和增強子真核細胞基因轉錄深深地受到體內各種因素的調控，其中最顯著的例子是激素(英文字音譯為“荷爾蒙”)。談到激素，我們也許有深切的體驗，當我們正處在青春發育期時，非常微量的雄性激素或雌性激素就會使男女之間在外形上出現明顯的變化。實在應歸功於激素。
神奇的激素是如何起作用的呢？很顯然的答案是通過基因而作用，那麽它又是如何作用於基因的呢？
激素有許多種，有的激素可以直接進入細胞，激起化學反應，從而開啟基因；而有的激素則不能進入細胞。第二類激素先作用於細胞膜上的一種物質A，A把信息傳到細胞質中並把信息放大，產生一種簡寫為cAMP的物質，cAMP與一種ACP的蛋白質結合為cAMP-ACP，這種複合物可以進入細胞核作用於基因組裏的操縱子，開啟結構基因。這樣A就是傳遞激素信息的第一信使，cAMP是傳遞激素的第二信使，這個假說叫“第二信使學說”。
第二信使學說常常使我們想到學校裏發生的事情。當某人要到教室找一位同學，可他不能直接進入教室，因為教室裏正在上課，於是他寫了一張字條遞給靠窗戶邊的一位同學，然後這位同學把它傳給老師，老師叫出外邊要找的同學。窗邊的同學相當於第一信使，老師則是第二信使。不過，細胞中激素信息的傳遞是逐級放大的，這就解釋了為什麽微量激素會有那麽大的作用。
第二信使學說正在不斷修正，有人發現了第三信使和其他第二信使等諸多信息傳遞係統。總之，細胞內調控信息的傳遞遠比人們起初的想象要複雜。1994年的諾貝爾生理醫學獎就授予給了這樣的發現者。
在真核細胞內，可以用這麽一句話來形容基因轉錄的調控：“幹事的少，管事的多”，一個結構基因有好幾個調控部件，這大概可以看作是信息社會的特征！
我們在原核生物中已經知道結構基因前麵有一個啟動子，真核細胞的操縱子也有這一部件，但除此之外還有新的東西。1980年，兩位科學家在一種叫海膽的無脊推動物中發現，在啟動子前不遠處存在100個左右核苷酸，它像啟動子一樣沒有轉錄功能，但如果去掉它，那麽結構基因的轉錄活性就會大大降低。因此兩位科學家將此段DNA叫做增強子。像衰減子一樣，增強子也使轉錄調節更加精細化。
明天，我們還會發現什麽呢？
問：乳糖操縱子是乳糖誘導產生一種酶，有沒有這種情形，當加入一種物質時阻礙產生一種酶？答：當乳糖操縱子正在產生El時，如果加入G，則El就停止產生，因為G使得P關閉了S。問：我的意思是有沒有這種情況，阻遏蛋白r通過0對S的作用剛好與乳糖操縱子相反？
答：有這種情形。在正常情況下，r與0不能結合，S開啟產生某種酶E；當加入物質M時，M與r反應生成Mr，Mr可以與0結合，從而關閉了S，停止產生E。這種情形好像是M使得E停止產生，因此這種操縱子叫阻遏型操縱子；而乳糖操縱子是L誘導產生El，因此叫誘導型操縱子。
我們不想使這樣的問答冗長而單調，下麵我們分別看看形形色色的操縱子及其美妙的結構。
4.1暫停閱讀與衰減子在我們的學習生活中經常會遇到這樣的情形，當你在一間沒有幹擾的房子裏閱讀一本精彩的科幻小說時，你可以一口氣讀完全書比如162頁紙；而當你讀到140頁時，突然一個人闖了進來要跟你下一盤棋，你就隻好暫停閱讀了。
在一種細菌的色氨酸操縱子中就有這樣的情形。在這個操縱子的結構基因前麵有一段162個核苷酸的DNA，當色氨酸(20種氨基酸中的一種)缺乏時，162個核苷酸都可以轉錄為mRNA；當色氨酸加入時，它就隻有140個核苷酸能轉錄為mRNA，然後停止下來。這種調控好像是對正常行為的一種衰減，因此這段DNA(162個核苷酸)叫做衰減子。
衰減調節不同於阻遏調節，後者要麽全轉錄，要麽不轉錄，而衰減調節可以轉錄一部分。顯然，衰減調節比阻遏調節更加精致，是一種量上的調節，是生命中又一個引人入勝的景象。要知道，這還是低級原生生物的情景，至於高等生物，肯定還有許多更有趣的現象有待於發現。
4.2嚴緊狀態與時序調節科學家在研究細菌生長時發現這樣一種現象，細菌以葡萄糖為培養時正常生長，45分鍾分裂一次(增加一代)，
而以一種叫脯氨酸的氨基酸為培養基，分裂一次則需500分鍾，生長速度差異很大。
細菌生長嚴重受到抑製時是缺乏氨基酸的狀態，這稱為嚴緊狀態。由於缺乏氨基酸，蛋白質不能合成，生命功能無法執行，它將關閉大部分操縱子，這有如經濟危機的來臨；
工廠銀行大批關閉，工人紛紛失業。而細菌此時的mRNA
合成顯著減少，rRNA和tRNA被強烈抑製，仿佛一個黑色冬天的來臨。隻有兩種物質積累增加，它們就是帶有4個或5個磷酸基的鳥苷酸ppGpp和pppGpp。原來正是它們執行了細胞內工廠銀行關閉的任務，致使工人紛紛失業。嚴緊狀態在真核生物中也會發生，如種子和芽的休眠，動物的冬眠，這是生命應付惡劣環境采取的自我保護策略。
基因轉錄既然不是同時進行的，那麽它的正常表達也應該是由時間控製的，這就是基因轉錄的時序控製。
在最為原始的生命病毒中就已存在這種時序控製，入噬菌體由四個操縱子實行這一功能。在同一個DNA雙鏈分子上集中了這四個操縱子，左邊兩個，隻能左向轉錄為mR-NA；右邊兩個，隻能右向轉錄為mRNA。由於轉錄隻能沿DNA單鏈3′→5′進行，我們立即可以推出：左邊兩個位於一條DNA鏈上，而右邊兩個則位於另一條DNA鏈上，也就是說四個操縱子不是位於同一條DNA鏈上。
如果我們在左右操縱子分界處選擇點0，靠近0的左、右操縱子分別為L1、R1；遠離0的分別為L2、R2；那麽L1和R1是早期操縱子，調節早期基因的轉錄活動，L2、R2是晚期操縱子，調節晚期轉錄活動。它們分開合作，調節著噬菌體的生命活動。
4.3第二信使和增強子真核細胞基因轉錄深深地受到體內各種因素的調控，其中最顯著的例子是激素(英文字音譯為“荷爾蒙”)。談到激素，我們也許有深切的體驗，當我們正處在青春發育期時，非常微量的雄性激素或雌性激素就會使男女之間在外形上出現明顯的變化。實在應歸功於激素。
神奇的激素是如何起作用的呢？很顯然的答案是通過基因而作用，那麽它又是如何作用於基因的呢？
激素有許多種，有的激素可以直接進入細胞，激起化學反應，從而開啟基因；而有的激素則不能進入細胞。第二類激素先作用於細胞膜上的一種物質A，A把信息傳到細胞質中並把信息放大，產生一種簡寫為cAMP的物質，cAMP與一種ACP的蛋白質結合為cAMP-ACP，這種複合物可以進入細胞核作用於基因組裏的操縱子，開啟結構基因。這樣A就是傳遞激素信息的第一信使，cAMP是傳遞激素的第二信使，這個假說叫“第二信使學說”。
第二信使學說常常使我們想到學校裏發生的事情。當某人要到教室找一位同學，可他不能直接進入教室，因為教室裏正在上課，於是他寫了一張字條遞給靠窗戶邊的一位同學，然後這位同學把它傳給老師，老師叫出外邊要找的同學。窗邊的同學相當於第一信使，老師則是第二信使。不過，細胞中激素信息的傳遞是逐級放大的，這就解釋了為什麽微量激素會有那麽大的作用。
第二信使學說正在不斷修正，有人發現了第三信使和其他第二信使等諸多信息傳遞係統。總之，細胞內調控信息的傳遞遠比人們起初的想象要複雜。1994年的諾貝爾生理醫學獎就授予給了這樣的發現者。
在真核細胞內，可以用這麽一句話來形容基因轉錄的調控：“幹事的少，管事的多”，一個結構基因有好幾個調控部件，這大概可以看作是信息社會的特征！
我們在原核生物中已經知道結構基因前麵有一個啟動子，真核細胞的操縱子也有這一部件，但除此之外還有新的東西。1980年，兩位科學家在一種叫海膽的無脊推動物中發現，在啟動子前不遠處存在100個左右核苷酸，它像啟動子一樣沒有轉錄功能，但如果去掉它，那麽結構基因的轉錄活性就會大大降低。因此兩位科學家將此段DNA叫做增強子。像衰減子一樣，增強子也使轉錄調節更加精細化。
明天，我們還會發現什麽呢？
