Die Genregulation bei Prokaryoten und Eukaryoten zeigt fundamentale Unterschiede in ihrer Organisation und Funktionsweise.
Bei Prokaryoten erfolgt die Genregulation hauptsächlich über Operons, wobei das Lac-Operon und das Trp-Operon die bekanntesten Beispiele darstellen. Das Lac-Operon kontrolliert den Laktose-Stoffwechsel und wird durch einen Repressor reguliert, der bei Abwesenheit von Laktose an den Operator bindet und die Transkription verhindert. Die positive Genregulation tritt ein, wenn das CAP-Protein bei niedrigem Glukosespiegel die Transkription aktiviert. Das Trp-Operon hingegen steuert die Tryptophan-Biosynthese durch Attenuation, einen komplexen Mechanismus der Transkriptionskontrolle.
Die Genregulation bei Eukaryoten ist deutlich komplexer und mehrschichtig. Im Gegensatz zu Prokaryoten besitzen Eukaryoten verschiedene Regulationsebenen, einschließlich der Chromatinmodifikation, Transkriptionsfaktoren und post-transkriptioneller Modifikationen. Die Proteinbiosynthese Eukaryoten unterscheidet sich von der prokaryotischen Version durch die räumliche Trennung von Transkription im Zellkern und Translation im Cytoplasma. Der Unterschied Prokaryoten und Eukaryoten zeigt sich auch in der Genomorganisation: Während prokaryotische Gene oft in Operons organisiert sind, liegen eukaryotische Gene einzeln vor und werden individuell reguliert. Die Genexpression Eukaryoten Prokaryoten Vergleich verdeutlicht, dass eukaryotische Zellen zusätzliche Kontrollmechanismen wie alternatives Spleißen und microRNA-Regulation besitzen, die bei Prokaryoten nicht vorkommen.
