乳糖操縱子（lac operon）
/ lack OP-er-on /
假設你平時吃米飯，可有一天家裡唯一的食物是奶糖。你不會想把吃米飯的傢伙擺在外面、卻把對付奶糖的工具鎖起來；你會換工具。住在你腸道裡的細菌正面對這件事。它最愛的食物是葡萄糖，可一旦葡萄糖用光、周圍只剩乳糖（奶糖），它就需要調來不同的機器。乳糖操縱子正是讓它能這麼做的遺傳開關——也是全部生物學中被研究得最多的那一個基因開關。
乳糖操縱子是大腸桿菌裡由三個基因組成的一簇——lacZ、lacY、lacA——由一個啟動子和一個操縱基因控制。lacZ編碼β-半乳糖苷酶，這種酶把乳糖切成葡萄糖和半乳糖；lacY編碼一種通透酶，把乳糖泵進細胞；lacA編碼一種轉乙醯酶。乳糖不在時，一個阻遏蛋白坐在操縱基因上，操縱子關著。乳糖一出現，其中一小部分被重排成異乳糖（allolactose），異乳糖結合阻遏蛋白、改變它的形狀，使它鬆開DNA——這就是誘導。但這只是邏輯的一半：操縱子還聽命於葡萄糖。通過分解代謝物阻遏，只有當葡萄糖也很低時操縱子才強烈轉錄，因為一個叫CAP的幫手只在那時才把啟動子催旺。於是操縱子表現得像一個邏輯門：只有當乳糖在場「而且」葡萄糖缺席時，才使勁開啟。
乳糖操縱子是基因調控的奠基範式。雅各布和莫諾正是從它出發，在誰都還看不見這些東西之前，就推斷出阻遏蛋白、操縱基因和信使RNA的存在——一次贏得諾貝爾獎的推理凱旋。有個常見的混淆值得說清：真正的誘導物是異乳糖（乳糖被重排後的形式），而不是乳糖本身；而且操縱子是「漏」的、並非滴水不漏地關閉，正是這一點讓那最初的一絲乳糖得以進來、把整個過程發動起來。
把大腸桿菌養在葡萄糖加乳糖裡，它會先吃葡萄糖，乳糖操縱子保持安靜；只有當葡萄糖用光，操縱子才開啟、細胞才轉向乳糖。這種分段生長——快、停頓、再快——叫做二次生長（diauxie），是肉眼可見的乳糖邏輯門。
二次生長：先葡萄糖，然後停頓，再乳糖——實時撥動的乳糖開關。
真正的誘導物是異乳糖（被β-半乳糖苷酶重排後的乳糖），而不是乳糖本身——實驗室用IPTG這種不被代謝的類似物。而且操縱子關閉時並非完全沉默；正是這一絲基礎滲漏讓最初的乳糖得以進入、觸發誘導。