Protein
struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik. struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut: alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral; beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta"); dan gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").[5] struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.
Operon lac
Gen struktural dalam "lac" operon berfungsi untuk menyandikan protein untuk melakukan fungsinya dalam sel. "lacZ" berperan sebagai gen yang mengkodekan protein β-galaktosidase, "lacY" berperan dalam mengkodekan protein laktosa permease, sementara "lacA" berperan dalam mengkodekan protein galaktosida asetiltransferase.
Dalam fungsinya untuk mengkataboli laktosa, laktosa permease yang berada pada membran sitoplasma berfungsi untuk mentransport laktosa kedalam sel . Sementara β-galaktosidase yang berada pada permukaan membran sitoplasma berfungsi untuk memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa, dan galaktosida asetiltransferase berfungsi untuk mengikat ikatan β-D-galaktosida pada laktosa dengan asetil-CoA, sehingga diproduksi CoA dan asetil-β-D-galaktosida yang sampai sekarang belum diketahui fungsi signifikannya dalam katabolisme laktosa.
Gen struktural dalam "lac" operon ditranskripsi dalam bentuk mRNA polisistronik yang akan ditranslasikan menjadi ketiga enzim tersebut. Dengan diproduksinya ketiga enzim tersebut secara bersamaan, maka regulasi produk gen akan menjadi lebih efisien, karena tidak selamanya bakteri menggunakan laktosa sebagai sumber energinya, dan hanya digunakan ketika terdapat laktosa dalam jumlah banyak, sehingga tidak membuang biomassa sel hanya untuk mensintesa enzim-enzim tersebut. Transkripsi dimulai dari sebuah promoter (P"lac").