Die Genregulation ist ein fundamentaler Prozess in allen lebenden Organismen, der die Expression von Genen steuert.
Das Operon-Modell Prokaryoten ist ein grundlegendes Konzept, das die Genregulation in Bakterien erklärt. Ein Operon besteht aus mehreren Strukturgenen, die gemeinsam reguliert werden und für Proteine kodieren, die im selben Stoffwechselweg benötigt werden. Das bekannteste Beispiel ist das lac-Operon, das die Verwertung von Laktose steuert. Wenn keine Laktose vorhanden ist, bindet ein Repressor-Protein an den Operator und verhindert die Transkription. Ist Laktose verfügbar, bindet sie an den Repressor, der sich daraufhin vom Operator löst und die Genexpression ermöglicht.
Ein weiteres wichtiges Beispiel ist das Trp-Operon, das die Biosynthese der Aminosäure Tryptophan reguliert. Hier spielt die Endproduktrepression eine zentrale Rolle: Wenn genügend Tryptophan vorhanden ist, bindet es an den Repressor, der dann die Transkription blockiert. Die Genregulation bei Eukaryoten ist im Vergleich dazu wesentlich komplexer und umfasst verschiedene Mechanismen wie Chromatin-Modifikationen, Transkriptionsfaktoren und post-transkriptionelle Regulation. Anders als bei Prokaryoten gibt es bei Eukaryoten keine Operonstruktur, sondern einzelne Gene werden unabhängig voneinander reguliert. Das Operon-Modell wird oft als operon-modell einfach erklärt, um Schülern die grundlegenden Prinzipien der Genregulation zu vermitteln. Während das Operon-Modell Eukaryoten nicht existiert, hilft das Verständnis der prokaryotischen Genregulation dabei, die komplexeren Mechanismen in Eukaryoten besser zu verstehen.
