乳糖操纵子的作用是什么? 40
当加入Lac后，Ecoli的lac+ 细胞很快大量合成以上两种酶。进一步用32P标记mRNA作杂交实验（用λlac中的取得的DNA，与加入乳糖后不同时间内产生的32P-mRNA进行分子杂交）结果表明加入的乳糖能激发lac的mRNA的合成。
lac mRNA极不稳定，其半衰期仅有3分钟，这个特点随着诱导很快的恢复。当诱导物一除去转录立即停止，在很短的时间内所有的lac mRNA即被降解掉，细胞内的含量恢复到基础水平。
发展
细菌对环境的改变必需作出迅速的反应。营养供给随时都可能发生变化，反复反常。要能得以幸存必需具有可以变换不同代谢底物的能力。单细胞真核生物也同样生活在不断变化环境中；而更为复杂的多细胞生物都具有一套恒定的代谢途径，而无需对外部环境作出反应。
在细菌中是很需要灵活性，也需要很经济，因为细菌遇到合适的环境就大量消耗营养对其本身也是不利的。在缺乏底物时就不必要合成大量相关的酶类，因此细菌产生了一种调节机制，即在缺乏底物时就阻断酶的合成途径，但同时又作好了准备，一旦有底物存在就立即合成这些酶。
作用是使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。1961年雅各布（F．Jacob）和莫诺德（J．Monod）根据对该系统的研究而提出了著名的操纵子学说。在大肠杆菌的乳糖系统操纵子中，β-半乳糖苷酶，半乳糖苷渗透酶。
半乳糖苷转酰酶的结构基因以LacZ（z）， Lac Y（y），Lac A（a）的顺序分别排列在质粒上，在z的上游有操纵序列Lac O（o），更前面有启动子Lac P（p），这就是操纵子（乳糖操纵子）的结构模式。编码乳糖操纵系统中阻遏物的调节基因Lac I（i）位于和p上游的邻近位置。
结构
细菌相关功能的结构基因常连在一起，形成一个基因簇。它们编码同一个代谢途径中的不同的酶。一个基因簇受到同一的调控，一开俱开，一闭俱闭。也就是说它们形成了一个被调控的单位，其它的相关功能的基因也包括在这个调控单位中，例如编码透过酶的基因，虽它的产物不直接参与催化代谢，但它可以使小分子底物转运到细胞中。
乳糖分解代谢相关的三个基因，lacZ、Y、A就是很典型的是上述基因簇。它们的产物可催化乳糖的分解，产生葡萄糖和半乳糖。它们具有顺式作用调节元件和与之对应的反式作用调节因子。三个结构基因图的功能是：
lacZ编码β-半乳糖苷酶（β-galactosidase），此酶由500kd的四聚体构成，它可以切断乳糖的半乳糖苷键，而产生半乳糖和葡萄糖
乳糖操纵子有以下几个部分：（1）调节基因：调节分泌阻遏物。（2）启动子：启动基因的转录和翻译。（3）操纵基因：与乳糖的结合部位。（4）半乳糖苷酶基因Z、Y、A。
在无乳糖时，调节基因表达阻遏蛋白，结合在位于启动子后的操作基因上，阻止转录的进行，半乳糖苷酶基因不转录。当乳糖存在时，乳糖与阻遏蛋白结合，使得阻遏蛋白不能与操作基因结合，半乳糖苷酶基因转录。
应用：
（1）用于鉴定目的基因是否插入载体。
载体上含有改造过的乳糖操纵子。该乳糖操纵子仅保留半乳糖苷酶基因N端，且在半乳糖苷酶的基因中插入多克隆位点。该载体的宿主为仅能表达半乳糖苷酶C端多肽的大肠杆菌。半乳糖苷酶C端多肽或N端多肽单独存在时，无活性；两者共存时，可发挥半乳糖苷酶活性，可将X-gal分解成蓝色产物。
将载体转入培养于含X-gal的培养基的大肠杆菌中，用IPTG（乳糖类似物）诱导，如果菌落变成蓝色，则说明目的基因未插入；菌落呈白色，则说明目的基因插入。
（2）用于特异性表达目的基因。在目的基因前加乳糖操纵子，则当细胞内无乳糖时，该基因不表达；往培养基中加入乳糖或IPTG后，基因表达。
