オペロン
オペロン内の構造遺伝子の上流には単一のプロモーターとオペレーターが存在するため、オペロン内のすべての構造遺伝子はともにオン・オフの制御がなされる。しかし、時に遺伝子発現にはより多くの制御が必要となる。こうした目的のため、一部の細菌の遺伝子は近接して存在しているものの、そのそれぞれに特異的なプロモーターが存在している場合がある。これは遺伝子クラスタリングと呼ばれている。通常こうした遺伝子にコードされるタンパク質は同じ経路で機能する。遺伝子クラスタリングは原核細胞が正しい順序で代謝酵素の産生を行うのを助けている。
しかしコリプレッサーと呼ばれる特定の分子がリプレッサーに結合すると、その活性部位のコンフォメーションの変化が引き起こされる。活性化されたリプレッサータンパク質はオペレーターに結合し、転写を妨げる。トリプトファン合成に関与するトリプトファンオペロンは負の抑制性オペロンであり、トリプトファン自身がコリプレッサーとして機能する。
オペロンは正の制御も受ける。アクチベータータンパク質がDNA(通常はオペレーター以外の配列)に結合して転写を促進する。
正の誘導性オペロン(positive inducible operon): アクチベータータンパク質は通常適切なDNAに結合することができない。インデューサーがアクチベータータンパク質に結合すると、アクチベーターのコンフォメーションの変化が生じ、DNAに結合して転写を活性化できるようになる。
正の抑制性オペロン(positive repressible operon): アクチベータータンパク質は通常適切なDNAに結合している。インヒビターがアクチベータータンパク質に結合すると、アクチベーターのDNAへの結合が妨げられる。その結果、その系の活性化と転写が停止する。
ジャコブとモノーによる研究で提案されたオペロンという考え方では、生物の染色体は、一群の機能的に関連した構造遺伝子をまとめた領域(オペロン)をつなぎ合わせた構造をもち、オペロンを一括して発現調節しているとされる。この考えをオペロン説という。一方で、ジャコブがオペロンを形容する際に、"[ . . .] operons containig one or more genes [ . . . ]" といったように、複数の構造遺伝子が1分子のRNAへとまとめて転写されるということは、重要な特徴ではあったがオペロンの必須条件ではなかった(Jacob; 1965 (pdf))。加えると、当時はオペレーターがDNA、RNA、タンパク質のどの段階で働くのか明確にはされておらず、ラクトース代謝酵素群も一分子種のmRNAから翻訳されると証明されてはいなかった。従って、遺伝子の発現はどのように制御されているのか、つまりラクトースオペロンの項で説明されるような塩基配列成分の構成が、オペロンという概念の最も重要な点のひとつだったと言える。