Weitere Beispiele der Genregulation bei Prokaryoten

Das Tryptophan-Operon ist ein weiteres Beispiel für die Genregulation bei Prokaryoten. Es zeigt, wie Bakterien die Synthese von Aminosäuren regulieren, wenn diese nicht im Nährmedium vorhanden sind.

Example: Wenn Tryptophan nicht im Nährmedium vorhanden ist, aktiviert E. coli das Tryptophan-Operon. Fünf Strukturgene werden zu einer Transkriptionseinheit transkribiert, die für fünf Enzyme kodiert, welche in einem 5-Schritt-Prozess Tryptophan herstellen.

Dieses System nutzt das Prinzip der negativen Rückkopplung:

1. Tryptophan reichert sich in der Zelle an.
2. Es hemmt seine eigene Synthese durch Interaktion mit dem Repressor-Protein.
3. Der aktivierte Repressor bindet an den Operator und blockiert die RNA-Polymerase.
4. Das Operon wird ausgeschaltet, und die Strukturgene werden nicht mehr abgelesen.

Definition: Endproduktrepression bezeichnet den Prozess, bei dem das Endprodukt eines Synthesewegs (hier Tryptophan) die Genregulation ausübt.

Highlight: Die negative Rückkopplung sorgt für eine Homöostase in der Zelle, indem sie verhindert, dass Ressourcen verschwendet werden.

Wenn sowohl Glucose als auch Lactose vorhanden sind, baut E. coli zuerst Glucose ab und dann Lactose. Dies zeigt die Effizienz der bakteriellen Stoffwechselregulation:

1. Glucose wird direkt verwendet, was Ressourcen spart.
2. Erst wenn Glucose verbraucht ist, wird der Abbau von Lactose eingeleitet.

Vocabulary: Homöostase bezeichnet den Zustand des Ausgleichs oder Gleichgewichts in biologischen Systemen.

Diese präzise Kontrolle der Genaktivität ist ein Beispiel für die evolutionäre Anpassung von Bakterien, die es ihnen ermöglicht, in verschiedenen Umgebungen zu überleben und sich fortzupflanzen.