基因是这样“上班”的

■ 岳奎元

生物体细胞的主管是基因，基因就是生物体制造蛋白质的指令。据说，每个细胞中有多达亿计蛋白质不停地工作着，而且生生死死，吐故纳新。基因却始终居住在细胞核这座“城堡”里。它们是如何知道该生产哪类蛋白质、生产多少这种或那种蛋白？这就是基因怎样知道该“上班”了。

法国科学家雅各布和莫诺用大肠杆菌做实验，有了重大发现，于是1965年获得了诺贝尔生理学或医学奖。他们发现，大肠杆菌有三个和乳糖有关的基因，在染色体上连在一起。当其周围环境葡萄糖充足时，这三个基因处于不起作用的休息状态。但如果环境条件变了，周围没有葡萄糖，只有乳糖时，这三个基因就会启动工作，制造出能够利用乳糖的酶来。大肠杆菌便开始由吃葡萄糖变为吃乳糖。

在环境供应发生变化时，是谁叫醒了这三个休息状态的基因上班工作呢？原来是，有乳糖的时候，乳糖可以在大肠杆菌细胞中变成一种叫做“别乳糖”的物质，这种别乳糖就像一把钥匙，锁打开了，于是后面的基因就开动起来，这时大肠杆菌就开始吃乳糖的过程。这样说来，只要环境中有乳糖，那么就该吃乳糖，为什么大肠杆菌会“偏食”？喜欢吃葡萄糖？进一步的研究发现，当周围的环境中没有葡萄糖供给时，细胞中有一种叫做CAMP的小分子物质的含量会变得很高。如果环境中有葡萄糖供应，CAMP的含量就会迅速降低。这一升一降控制着基因的工作和休息。大肠杆菌就是利用这种巧妙的调控机制管理着细胞，动态地适应周围环境。

现在已知，在生物体内，各种基因的表达是受严密调节控制的。当生物体需要某个基因产物时，这个基因便被“激活”，得到表达；当生物体不需要这种物质时，这个基因便被“关闭”，处于休眠状态。当然，基因不会无缘无故地指挥生产，也不会无缘无故地指挥停止生产某种产品。何时上班，都是细胞内外环境影响的结果。

生物机体的每一个细胞，还能随时根据外界环境的变化来调节内部的运作细节。使基因知道准确上岗工作，于是机体处于健康状态。否则机体就会运转失序。

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