Genregulation und Operons: Vergleich von TRP- und LAC-Operon
Die Genexpression ist ein komplexer Prozess, der präzise reguliert werden muss. Bei Prokaryoten erfolgt diese Regulation hauptsächlich über Operons, wobei das TRP- und LAC-Operon zwei wichtige Beispiele darstellen.
Das TRP-Operon funktioniert nach dem Prinzip der Endprodukt-Repression. Wenn ausreichend Tryptophan vorhanden ist, bindet es als Corepressor an den Repressor, wodurch dieser aktiviert wird. Der aktive Repressor blockiert dann den Operator und verhindert die Transkription der Strukturgene. Dies stoppt die Synthese von Enzymen, die für die Tryptophan-Produktion benötigt werden.
Definition: Ein Operon ist eine funktionelle Einheit aus Strukturgenen und regulatorischen Elementen, die gemeinsam kontrolliert werden.
Im Gegensatz dazu arbeitet das LAC-Operon nach dem Prinzip der Substrat-Induktion. Hier bindet Lactose als Induktor an den Repressor und inaktiviert diesen. Dadurch wird der Operator freigegeben und die RNA-Polymerase kann die Strukturgene ablesen. Dies führt zur Synthese der lactoseabbauenden Enzyme.
Highlight: Die Genregulation dient der Stoffwechselökonomie, indem sie die Synthese überflüssiger Proteine verhindert und eine schnelle Anpassung an Umweltbedingungen ermöglicht.