Genregulation bei Stoffwechselprozessen
Bei der Substratinduktion werden Enzyme für den Abbau von Substanzen nur dann hergestellt, wenn diese auch vorhanden sind. Dies ist ein Beispiel für katabole Stoffwechselvorgänge. Ohne das Substrat ist der Repressor aktiv und blockiert die Transkription der Gene. Sobald jedoch ein Substrat wie Lactose hinzukommt, bindet es an den Repressor und macht ihn inaktiv.
Beim Lac-Operon führt dieser Prozess dazu, dass die RNA-Polymerase die Strukturgene ablesen kann und die nötigen Enzyme für den Lactoseabbau produziert werden. Ist die Lactose abgebaut, wird der Repressor wieder aktiv, und die Enzymsynthese stoppt – eine effiziente Ressourcennutzung der Zelle!
Die Enzymrepression hingegen reguliert anabole Stoffwechselprozesse, bei denen Stoffe aufgebaut werden. Beim Trp-Operon beispielsweise ist der Repressor anfangs inaktiv, sodass Enzyme zur Herstellung von Tryptophan produziert werden. Sobald genug Tryptophan vorhanden ist, bindet es an den Repressor, aktiviert ihn und stoppt die weitere Enzymsynthese.
Merke: Beim Katabolismus wird der Repressor durch das Substrat inaktiviert (Enzyme werden produziert), während beim Anabolismus das Endprodukt den Repressor aktiviert (Enzymproduktion wird gestoppt). Dieses Prinzip der Endproduktrepression verhindert Verschwendung von Ressourcen.