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4.每一个问题都有一种机制
让我们牢记爱因斯坦的名言：“提出问题比解决问题更重要。”一个好的问题常常暗示一种重要的机制。现在，让我们充分地发挥自己的想象，提出各种各样的调控问题，然后去寻找一种新的机制。
问：乳糖操纵子是乳糖诱导产生一种酶，有没有这种情形，当加入一种物质时阻碍产生一种酶？答：当乳糖操纵子正在产生El时，如果加入G，则El就停止产生，因为G使得P关闭了S。问：我的意思是有没有这种情况，阻遏蛋白r通过0对S的作用刚好与乳糖操纵子相反？
答：有这种情形。在正常情况下，r与0不能结合，S开启产生某种酶E；当加入物质M时，M与r反应生成Mr，Mr可以与0结合，从而关闭了S，停止产生E。这种情形好像是M使得E停止产生，因此这种操纵子叫阻遏型操纵子；而乳糖操纵子是L诱导产生El，因此叫诱导型操纵子。
我们不想使这样的问答冗长而单调，下面我们分别看看形形色色的操纵子及其美妙的结构。
4.1暂停阅读与衰减子在我们的学习生活中经常会遇到这样的情形，当你在一间没有干扰的房子里阅读一本精彩的科幻小说时，你可以一口气读完全书比如162页纸；而当你读到140页时，突然一个人闯了进来要跟你下一盘棋，你就只好暂停阅读了。
在一种细菌的色氨酸操纵子中就有这样的情形。在这个操纵子的结构基因前面有一段162个核苷酸的DNA，当色氨酸(20种氨基酸中的一种)缺乏时，162个核苷酸都可以转录为mRNA；当色氨酸加入时，它就只有140个核苷酸能转录为mRNA，然后停止下来。这种调控好像是对正常行为的一种衰减，因此这段DNA(162个核苷酸)叫做衰减子。
衰减调节不同于阻遏调节，后者要么全转录，要么不转录，而衰减调节可以转录一部分。显然，衰减调节比阻遏调节更加精致，是一种量上的调节，是生命中又一个引人入胜的景象。要知道，这还是低级原生生物的情景，至于高等生物，肯定还有许多更有趣的现象有待于发现。
4.2严紧状态与时序调节科学家在研究细菌生长时发现这样一种现象，细菌以葡萄糖为培养时正常生长，45分钟分裂一次(增加一代)，
而以一种叫脯氨酸的氨基酸为培养基，分裂一次则需500分钟，生长速度差异很大。
细菌生长严重受到抑制时是缺乏氨基酸的状态，这称为严紧状态。由于缺乏氨基酸，蛋白质不能合成，生命功能无法执行，它将关闭大部分操纵子，这有如经济危机的来临；
工厂银行大批关闭，工人纷纷失业。而细菌此时的mRNA
合成显著减少，rRNA和tRNA被强烈抑制，仿佛一个黑色冬天的来临。只有两种物质积累增加，它们就是带有4个或5个磷酸基的鸟苷酸ppGpp和pppGpp。原来正是它们执行了细胞内工厂银行关闭的任务，致使工人纷纷失业。严紧状态在真核生物中也会发生，如种子和芽的休眠，动物的冬眠，这是生命应付恶劣环境采取的自我保护策略。
基因转录既然不是同时进行的，那么它的正常表达也应该是由时间控制的，这就是基因转录的时序控制。
在最为原始的生命病毒中就已存在这种时序控制，入噬菌体由四个操纵子实行这一功能。在同一个DNA双链分子上集中了这四个操纵子，左边两个，只能左向转录为mR-NA；右边两个，只能右向转录为mRNA。由于转录只能沿DNA单链3′→5′进行，我们立即可以推出：左边两个位于一条DNA链上，而右边两个则位于另一条DNA链上，也就是说四个操纵子不是位于同一条DNA链上。
如果我们在左右操纵子分界处选择点0，靠近0的左、右操纵子分别为L1、R1；远离0的分别为L2、R2；那么L1和R1是早期操纵子，调节早期基因的转录活动，L2、R2是晚期操纵子，调节晚期转录活动。它们分开合作，调节着噬菌体的生命活动。
4.3第二信使和增强子真核细胞基因转录深深地受到体内各种因素的调控，其中最显著的例子是激素(英文字音译为“荷尔蒙”)。谈到激素，我们也许有深切的体验，当我们正处在青春发育期时，非常微量的雄性激素或雌性激素就会使男女之间在外形上出现明显的变化。实在应归功于激素。
神奇的激素是如何起作用的呢？很显然的答案是通过基因而作用，那么它又是如何作用于基因的呢？
激素有许多种，有的激素可以直接进入细胞，激起化学反应，从而开启基因；而有的激素则不能进入细胞。第二类激素先作用于细胞膜上的一种物质A，A把信息传到细胞质中并把信息放大，产生一种简写为cAMP的物质，cAMP与一种ACP的蛋白质结合为cAMP-ACP，这种复合物可以进入细胞核作用于基因组里的操纵子，开启结构基因。这样A就是传递激素信息的第一信使，cAMP是传递激素的第二信使，这个假说叫“第二信使学说”。
第二信使学说常常使我们想到学校里发生的事情。当某人要到教室找一位同学，可他不能直接进入教室，因为教室里正在上课，于是他写了一张字条递给靠窗户边的一位同学，然后这位同学把它传给老师，老师叫出外边要找的同学。窗边的同学相当于第一信使，老师则是第二信使。不过，细胞中激素信息的传递是逐级放大的，这就解释了为什么微量激素会有那么大的作用。
第二信使学说正在不断修正，有人发现了第三信使和其他第二信使等诸多信息传递系统。总之，细胞内调控信息的传递远比人们起初的想象要复杂。1994年的诺贝尔生理医学奖就授予给了这样的发现者。
在真核细胞内，可以用这么一句话来形容基因转录的调控：“干事的少，管事的多”，一个结构基因有好几个调控部件，这大概可以看作是信息社会的特征！
我们在原核生物中已经知道结构基因前面有一个启动子，真核细胞的操纵子也有这一部件，但除此之外还有新的东西。1980年，两位科学家在一种叫海胆的无脊推动物中发现，在启动子前不远处存在100个左右核苷酸，它像启动子一样没有转录功能，但如果去掉它，那么结构基因的转录活性就会大大降低。因此两位科学家将此段DNA叫做增强子。像衰减子一样，增强子也使转录调节更加精细化。
明天，我们还会发现什么呢？
问：乳糖操纵子是乳糖诱导产生一种酶，有没有这种情形，当加入一种物质时阻碍产生一种酶？答：当乳糖操纵子正在产生El时，如果加入G，则El就停止产生，因为G使得P关闭了S。问：我的意思是有没有这种情况，阻遏蛋白r通过0对S的作用刚好与乳糖操纵子相反？
答：有这种情形。在正常情况下，r与0不能结合，S开启产生某种酶E；当加入物质M时，M与r反应生成Mr，Mr可以与0结合，从而关闭了S，停止产生E。这种情形好像是M使得E停止产生，因此这种操纵子叫阻遏型操纵子；而乳糖操纵子是L诱导产生El，因此叫诱导型操纵子。
我们不想使这样的问答冗长而单调，下面我们分别看看形形色色的操纵子及其美妙的结构。
4.1暂停阅读与衰减子在我们的学习生活中经常会遇到这样的情形，当你在一间没有干扰的房子里阅读一本精彩的科幻小说时，你可以一口气读完全书比如162页纸；而当你读到140页时，突然一个人闯了进来要跟你下一盘棋，你就只好暂停阅读了。
在一种细菌的色氨酸操纵子中就有这样的情形。在这个操纵子的结构基因前面有一段162个核苷酸的DNA，当色氨酸(20种氨基酸中的一种)缺乏时，162个核苷酸都可以转录为mRNA；当色氨酸加入时，它就只有140个核苷酸能转录为mRNA，然后停止下来。这种调控好像是对正常行为的一种衰减，因此这段DNA(162个核苷酸)叫做衰减子。
衰减调节不同于阻遏调节，后者要么全转录，要么不转录，而衰减调节可以转录一部分。显然，衰减调节比阻遏调节更加精致，是一种量上的调节，是生命中又一个引人入胜的景象。要知道，这还是低级原生生物的情景，至于高等生物，肯定还有许多更有趣的现象有待于发现。
4.2严紧状态与时序调节科学家在研究细菌生长时发现这样一种现象，细菌以葡萄糖为培养时正常生长，45分钟分裂一次(增加一代)，
而以一种叫脯氨酸的氨基酸为培养基，分裂一次则需500分钟，生长速度差异很大。
细菌生长严重受到抑制时是缺乏氨基酸的状态，这称为严紧状态。由于缺乏氨基酸，蛋白质不能合成，生命功能无法执行，它将关闭大部分操纵子，这有如经济危机的来临；
工厂银行大批关闭，工人纷纷失业。而细菌此时的mRNA
合成显著减少，rRNA和tRNA被强烈抑制，仿佛一个黑色冬天的来临。只有两种物质积累增加，它们就是带有4个或5个磷酸基的鸟苷酸ppGpp和pppGpp。原来正是它们执行了细胞内工厂银行关闭的任务，致使工人纷纷失业。严紧状态在真核生物中也会发生，如种子和芽的休眠，动物的冬眠，这是生命应付恶劣环境采取的自我保护策略。
基因转录既然不是同时进行的，那么它的正常表达也应该是由时间控制的，这就是基因转录的时序控制。
在最为原始的生命病毒中就已存在这种时序控制，入噬菌体由四个操纵子实行这一功能。在同一个DNA双链分子上集中了这四个操纵子，左边两个，只能左向转录为mR-NA；右边两个，只能右向转录为mRNA。由于转录只能沿DNA单链3′→5′进行，我们立即可以推出：左边两个位于一条DNA链上，而右边两个则位于另一条DNA链上，也就是说四个操纵子不是位于同一条DNA链上。
如果我们在左右操纵子分界处选择点0，靠近0的左、右操纵子分别为L1、R1；远离0的分别为L2、R2；那么L1和R1是早期操纵子，调节早期基因的转录活动，L2、R2是晚期操纵子，调节晚期转录活动。它们分开合作，调节着噬菌体的生命活动。
4.3第二信使和增强子真核细胞基因转录深深地受到体内各种因素的调控，其中最显著的例子是激素(英文字音译为“荷尔蒙”)。谈到激素，我们也许有深切的体验，当我们正处在青春发育期时，非常微量的雄性激素或雌性激素就会使男女之间在外形上出现明显的变化。实在应归功于激素。
神奇的激素是如何起作用的呢？很显然的答案是通过基因而作用，那么它又是如何作用于基因的呢？
激素有许多种，有的激素可以直接进入细胞，激起化学反应，从而开启基因；而有的激素则不能进入细胞。第二类激素先作用于细胞膜上的一种物质A，A把信息传到细胞质中并把信息放大，产生一种简写为cAMP的物质，cAMP与一种ACP的蛋白质结合为cAMP-ACP，这种复合物可以进入细胞核作用于基因组里的操纵子，开启结构基因。这样A就是传递激素信息的第一信使，cAMP是传递激素的第二信使，这个假说叫“第二信使学说”。
第二信使学说常常使我们想到学校里发生的事情。当某人要到教室找一位同学，可他不能直接进入教室，因为教室里正在上课，于是他写了一张字条递给靠窗户边的一位同学，然后这位同学把它传给老师，老师叫出外边要找的同学。窗边的同学相当于第一信使，老师则是第二信使。不过，细胞中激素信息的传递是逐级放大的，这就解释了为什么微量激素会有那么大的作用。
第二信使学说正在不断修正，有人发现了第三信使和其他第二信使等诸多信息传递系统。总之，细胞内调控信息的传递远比人们起初的想象要复杂。1994年的诺贝尔生理医学奖就授予给了这样的发现者。
在真核细胞内，可以用这么一句话来形容基因转录的调控：“干事的少，管事的多”，一个结构基因有好几个调控部件，这大概可以看作是信息社会的特征！
我们在原核生物中已经知道结构基因前面有一个启动子，真核细胞的操纵子也有这一部件，但除此之外还有新的东西。1980年，两位科学家在一种叫海胆的无脊推动物中发现，在启动子前不远处存在100个左右核苷酸，它像启动子一样没有转录功能，但如果去掉它，那么结构基因的转录活性就会大大降低。因此两位科学家将此段DNA叫做增强子。像衰减子一样，增强子也使转录调节更加精细化。
明天，我们还会发现什么呢？
