Cơ chế điều hòa biểu hiện gene của operon lac:

- Khi môi trường không có lactose: Protein ức chế liên kết với operator khiên enzyme RNA polymerase không thể liên kết được với promoter nên các gene cấu trúc không được phiên mã. 

- Khi môi trường có lactose: Một lượng nhỏ lactose chuyển thành đồng phân của lactose và liên kết với protein ức chế khiến protein này thay đổi cấu hình dẫn đến không liên kết được với operator, do vậy enzyme RNA polymerase có thể liên kết với promoter và tiến hành phiên mã các gene cấu trúc.

Điều hòa hoạt động của gene giúp tế bào chỉ tổng hợp sản phẩm của gen đúng thời điểm và tạo ra một lượng sản phẩm cần thiết, vừa đủ. Từ đó có thể giúp tối ưu hóa nguyên liệu và năng lượng được sử dụng trong tế bào, không bị lãng phí.

Ngoài ra, còn đảm bảo hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện sống của môi trường, vòng đời và sự phát triển bình thường của cơ thể.
 

Giả sử một sinh vật nhân sơ có hầu hết các gene thuộc loại phân mảnh thì quá trình truyền đạt thông tin từ gene tới protein sẽ dài hơn so với sinh vật nhân sơ có hầu hết các gene không phân mảnh vì ở gene phân mảnh ra giai đoạn cắt bỏ các đoạn intron và nối exon.

Nếu biết tổng số nucleotide trong vùng mã hóa của một gene quy định protein ở sinh vật nhân thực thì có thể tính số lượng các amino acid trong chuỗi polypeptide do gene này tạo ra vì cứ 3 nucleotide sẽ mã hóa cho 1 amino acid.

Đúng vì một trình tự nucleotide chứa thông tin quy định một sản phẩm nhất định là protein hoặc RNA thì được gọi là gene.

Tổng hợp protein lại được gọi là quá trình dịch mã vì đây là quá trình chuyển thông tin từ dạng mã di truyền trên mRNA sang aa.

Mã di truyền là một bộ các bộ ba nucleotide trên mRNA quy định các amino acid trong protein.

- Mã di truyền có các đặc điểm chung sau:

+ Mã di truyền là mã bộ ba, ba nucleotide liền kề quy định một amino acid. Ví dụ: AGU là một trong số bộ ba quy định amino acid serine (Ser).

+ Mã di truyền được đọc theo từng bộ ba một, bắt đầu từ bộ ba khởi đầu và không chồng gối lên nhau. Ví dụ: 5’AUGGUUGCC3' được đọc theo chiều từ 5' → 3’; lần lượt theo từng bộ ba: AUG-GUU-GCC.

+ Mã di truyền có tính thoái hoá, nhiều bộ ba có thể quy định một amino acid. Ví dụ: alanine (Ala) và nhiều amino acid khác có tới 4 bộ ba khác nhau quy định.

+ Mã di truyền có tính đặc hiệu, có nghĩa là mỗi bộ ba chỉ mã hoá cho một amino acid. Ví dụ: UAU chỉ mã hoá cho tyrosine.

+ Mã di truyền về cơ bản dùng chung cho mọi sinh vật trên Trái Đất, trừ một số ngoại lệ nên còn được gọi là mã vạn năng. Ví dụ: Trong DNA tỉ thể của người, UGA mã hoá cho Trp, AUA mã hoá cho Met, AGA và AGG là các bộ ba kết thúc.

Phiên mã là quá trình tổng hợp RNA dựa trên mạch khuôn của gene nên thông tin từ gene có được truyền nguyên vẹn tới RNA qua quá trình phiên mã.

- Ứng dụng trong y học: giải trình tự gene 1 người giúp bác sĩ biết được người đó có mang gene có bệnh hay không, qua đó đưa ra biện pháp phòng và trị bệnh.

- Ứng dụng trong nghiên cứu tiến hóa: so sánh trình tự nucleotide trong hệ gene của nhiều loài sinh vật có thể cho biết mối quan hệ tiến hóa giữa các loài.