【摘要】：事实上，基因功能的表达是有条件的，是受到严格的调节和控制的。如大肠杆菌约有3 000个基因，可它们并不以相同的速率表达其功能，不同的蛋白质在细菌细胞中的数量差别可达10 000倍之多。即使是同一个器官或组织，在不同的发育阶段合成的蛋白质也有质的差别。然而，分子遗传学的中心法则和遗传密码表只能说明基因怎样决定蛋白质的结构和功能，却不能解释基因表达的时空差异，即基因表达的组织器官和发育阶段特异性。
从讨论孟德尔、摩尔根的工作，到分子遗传学的发展，我们一直把一个表达功能的基因作为研究的对象。这很可能会使我们会产生一种错觉，似乎所有的基因每时每刻都在表达着功能。事实上，基因功能的表达是有条件的，是受到严格的调节和控制的。如大肠杆菌约有3 000个基因，可它们并不以相同的速率表达其功能，不同的蛋白质在细菌细胞中的数量差别可达10 000倍之多。对于多细胞真核生物来讲，不同的组织器官执行不同的功能，合成不同的酶或其他蛋白质。如肝细胞合成肝白蛋白以及与消化、吸收、解毒有关的许多酶蛋白，而红细胞合成的是血红蛋白，小淋巴细胞合成的是免疫球蛋白，肌纤维细胞合成的是肌球蛋白。即使是同一个器官或组织，在不同的发育阶段合成的蛋白质也有质的差别。图1-25是血红蛋白a、β、γ、ε和δ等在个体发育不同阶段中的表达情况。显而易见，基因表达的时间、空间和程度的差异正是生命活动的根本特征，也是分化、发育，乃至衰老和癌变等生理和病理现象的基础。然而，分子遗传学的中心法则和遗传密码表只能说明基因怎样决定蛋白质的结构和功能，却不能解释基因表达的时空差异，即基因表达的组织器官和发育阶段特异性。这样，有关基因表达的遗传调控的研究渐渐成为现代遗传学的核心课题。
图1-25 不同发育阶段血红蛋白基因表达的种类和相对强度（改自expression_of_gene_globins网）
本节主要讨论法国遗传学家雅各布和莫诺在20世纪60年代初提出的操纵子学说的理论和实验基础。第4章还将深入讨论基因表达调控问题。
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