Substratinduktion und Endproduktrepression

Die Substratinduktion und Endproduktrepression sind zwei wichtige Mechanismen der Genregulation bei Prokaryoten.

Substratinduktion:

• Kontrolliert den Abbau von Stoffen
• Die Synthese von Enzymen wird durch das Substrat angeregt
• Ein Molekül des verantwortlichen Stoffes bewirkt die Ablösung des Repressors vom Operator

Endproduktrepression:

• Kontrolliert den Aufbau von Stoffen
• Das Endprodukt einer Stoffwechselkette stoppt die weitere Produktion
• Das Produkt aktiviert den Repressor und unterbindet die Enzymsynthese

Example: Bei der Substratinduktion bewirkt Lactose die Expression von Enzymen, die zu seinem Abbau nötig sind. Bei der Endproduktrepression verhindert Tryptophan seine eigene Synthese, indem es den Repressor aktiviert.

Highlight: Beide Mechanismen nutzen Strukturgene, Promotor und Operator als Kontrollregion, unterscheiden sich aber in der Art, wie der Repressor aktiviert oder deaktiviert wird.

Beispiel: Endproduktrepression - Aufbau von Tryptophan

Das Trp-Operon demonstriert die Endproduktrepression:

1. Das Regulatorgen bildet ein inaktives Repressorprotein.
2. Die RNA-Polymerase transkribiert die Strukturgene.
3. Tryptophan wird aus Vorstufen synthetisiert.
4. Das Endprodukt Tryptophan bindet an den Repressor und aktiviert ihn.
5. Der aktivierte Repressor blockiert die RNA-Polymerase.
6. Die Enzymsynthese und Tryptophansynthese werden gestoppt.

Highlight: Dieser Mechanismus reguliert den Bestand an Tryptophan in der Zelle.

Beispiel: Substratinduktion - Abbau von Lactose

Das Lac-Operon-Modell ist ein klassisches Beispiel für die Substratinduktion:

1. Das Regulatorgen bildet ein aktives Repressorprotein.
2. Lactose (Substrat) bindet an den Repressor und inaktiviert ihn.
3. Der inaktivierte Repressor kann nicht an den Operator binden.
4. Die RNA-Polymerase kann die Gene des lac-Operons transkribieren.
5. Enzyme werden synthetisiert, die Lactose abbauen.

Highlight: Wenn kein Lactose vorhanden ist, findet keine Enzymsynthese statt.