乳糖操纵子（lac operon）
/ lack OP-er-on /
假设你平时吃米饭，可有一天家里唯一的食物是奶糖。你不会想把吃米饭的家伙摆在外面、却把对付奶糖的工具锁起来；你会换工具。住在你肠道里的细菌正面对这件事。它最爱的食物是葡萄糖，可一旦葡萄糖用光、周围只剩乳糖（奶糖），它就需要调来不同的机器。乳糖操纵子正是让它能这么做的遗传开关——也是全部生物学中被研究得最多的那一个基因开关。
乳糖操纵子是大肠杆菌里由三个基因组成的一簇——lacZ、lacY、lacA——由一个启动子和一个操纵基因控制。lacZ编码β-半乳糖苷酶，这种酶把乳糖切成葡萄糖和半乳糖；lacY编码一种通透酶，把乳糖泵进细胞；lacA编码一种转乙酰酶。乳糖不在时，一个阻遏蛋白坐在操纵基因上，操纵子关着。乳糖一出现，其中一小部分被重排成异乳糖（allolactose），异乳糖结合阻遏蛋白、改变它的形状，使它松开DNA——这就是诱导。但这只是逻辑的一半：操纵子还听命于葡萄糖。通过分解代谢物阻遏，只有当葡萄糖也很低时操纵子才强烈转录，因为一个叫CAP的帮手只在那时才把启动子催旺。于是操纵子表现得像一个逻辑门：只有当乳糖在场“而且”葡萄糖缺席时，才使劲开启。
乳糖操纵子是基因调控的奠基范式。雅各布和莫诺正是从它出发，在谁都还看不见这些东西之前，就推断出阻遏蛋白、操纵基因和信使RNA的存在——一次赢得诺贝尔奖的推理凯旋。有个常见的混淆值得说清：真正的诱导物是异乳糖（乳糖被重排后的形式），而不是乳糖本身；而且操纵子是“漏”的、并非滴水不漏地关闭，正是这一点让那最初的一丝乳糖得以进来、把整个过程发动起来。
把大肠杆菌养在葡萄糖加乳糖里，它会先吃葡萄糖，乳糖操纵子保持安静；只有当葡萄糖用光，操纵子才开启、细胞才转向乳糖。这种分段生长——快、停顿、再快——叫做二次生长（diauxie），是肉眼可见的乳糖逻辑门。
二次生长：先葡萄糖，然后停顿，再乳糖——实时拨动的乳糖开关。
真正的诱导物是异乳糖（被β-半乳糖苷酶重排后的乳糖），而不是乳糖本身——实验室用IPTG这种不被代谢的类似物。而且操纵子关闭时并非完全沉默；正是这一丝基础渗漏让最初的乳糖得以进入、触发诱导。