Das Tryptophan-Operon: Endproduktrepression

Das Tryptophan-Operon ist ein weiteres Beispiel für die Genregulation bei Prokaryoten, das den Mechanismus der Endproduktrepression veranschaulicht. Im Gegensatz zum Lac-Operon reguliert es den Aufbau einer Aminosäure (Tryptophan) statt deren Abbau.

Definition: Endproduktrepression ist ein Regulationsmechanismus, bei dem das Endprodukt eines Stoffwechselweges die Bildung der für diesen Weg notwendigen Enzyme hemmt.

Bei diesem Modell ist der Repressor zunächst inaktiv, wenn das Substrat vorhanden ist. Die Strukturgene codieren für Enzyme, die das Substrat zu einem Endprodukt (in diesem Fall Tryptophan) aufbauen. Sobald genug Endprodukt vorhanden ist, bindet es als Effektor an den inaktiven Repressor und aktiviert ihn. Der aktivierte Repressor kann dann an den Operator binden und die Expression der Strukturgene verhindern.

Example: Wenn genug Tryptophan in der Zelle vorhanden ist, bindet es an den Repressor und stoppt so die weitere Produktion der Tryptophan-Biosynthese-Enzyme.

Sinkt die Konzentration des Endprodukts, geht der Repressor wieder in den inaktiven Zustand über, und die Produktion kann erneut beginnen. Dieser Mechanismus stellt sicher, dass die energieaufwendige Genexpression nur dann stattfindet, wenn die Genprodukte tatsächlich benötigt werden.

Highlight: Die Endproduktrepression ist ein effizienter Mechanismus zur Vermeidung der Überproduktion von Aminosäuren und anderen Stoffwechselprodukten.