Genregulation bei Prokaryoten: Das Operon-Modell
Das Operon-Modell ist ein fundamentales Konzept zur Erklärung der Genregulation bei Prokaryoten. Es beschreibt, wie Gene in funktionellen Einheiten auf der DNA organisiert sind. Das Modell besteht aus drei wesentlichen Bestandteilen: dem Promotor, dem Operator und den Strukturgenen.
Definition: Ein Operon ist eine funktionelle Einheit auf der DNA von Prokaryoten, die aus einem Promotor, einem Operator und mehreren Strukturgenen besteht.
Der Promotor dient als Startpunkt für die Transkription und ist die Bindestelle für die RNA-Polymerase. Der Operator fungiert als Bindestelle für Regulationsfaktoren, insbesondere für den Repressor. Die Strukturgene sind die eigentlichen Gene, die durch das Operon reguliert werden.
Highlight: Die Genregulation bei Prokaryoten ermöglicht es der Zelle, die Produktion von Proteinen präzise zu steuern und auf Umweltbedingungen zu reagieren.
Das Operon-Modell erklärt zwei wichtige Regulationsmöglichkeiten: die Substratinduktion und die Endproduktrepression.
Bei der Substratinduktion, die am Beispiel des Lac-Operons erklärt wird, läuft der Prozess wie folgt ab:
- Das Regulatorgen wird transkribiert und translatiert, was zu einem aktiven Repressorprotein führt.
- In Abwesenheit von Laktose bindet der aktive Repressor an den Operator und verhindert die Transkription der Strukturgene.
- Wenn Laktose in die Zelle gelangt, bindet sie an den Repressor und inaktiviert ihn.
- Dies ermöglicht der RNA-Polymerase, die Strukturgene zu transkribieren, was zur Produktion der Laktose-abbauenden Enzyme führt.
Example: Bei der Substratinduktion des Lac-Operons fungiert Laktose als Induktor. Wenn Laktose vorhanden ist, werden die Gene für den Laktoseabbau aktiviert.
