Endproduktrepression bei Prokaryoten

Die Endproduktrepression ist ein weiterer wichtiger Mechanismus der Genregulation bei Prokaryoten. Sie verhindert die übermäßige Produktion von Stoffwechselprodukten.

Definition: Endproduktrepression bezeichnet die Hemmung der Genexpression durch das Endprodukt eines Stoffwechselwegs.

Der Ablauf der Endproduktrepression ähnelt der Substratinduktion, funktioniert aber umgekehrt:

1. Das Endprodukt wird zunächst in inaktiver Form hergestellt.
2. Bei niedriger Konzentration des Endprodukts ist der Repressor inaktiv, die Genexpression findet statt.
3. Steigt die Konzentration des Endprodukts, bindet es an den Repressor und aktiviert ihn.
4. Der aktivierte Repressor bindet an den Operator und stoppt die Transkription.
5. Die Produktion des Enzyms wird eingestellt, bis der Bedarf wieder steigt.

Beispiel: Ein bekanntes Beispiel für Endproduktrepression ist die Regulation der Tryptophan-Biosynthese.

Highlight: Substratinduktion und Endproduktrepression sind komplementäre Mechanismen, die eine präzise Kontrolle des bakteriellen Stoffwechsels ermöglichen.

Vocabulary:

• Operon-Modell: Ein Konzept zur Erklärung der koordinierten Genregulation bei Prokaryoten.
• Effektor: Ein Molekül, das die Aktivität eines Regulatorproteins beeinflusst.

Diese Mechanismen der Genregulation bei Prokaryoten zeigen die bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit dieser Organismen an ihre Umwelt.

Substratinduktion bei Prokaryoten

Die Substratinduktion ist ein wichtiger Mechanismus der Genregulation bei Prokaryoten. Sie ermöglicht Bakterien, ihre Genexpression an die Verfügbarkeit bestimmter Nährstoffe anzupassen.

Definition: Substratinduktion bezeichnet die Aktivierung von Genen für den Abbau spezifischer Substrate, wenn diese in der Umgebung vorhanden sind.

Der Ablauf der Substratinduktion folgt dem Operon-Modell:

1. Ein Regulatorgen codiert für ein Repressorprotein.
2. Das aktive Repressorprotein bindet an den Operator und blockiert die Transkription.
3. Bei Anwesenheit des Substrats (z.B. Laktose) bindet dieses als Effektor an den Repressor.
4. Die Bindung verändert die Raumstruktur des Repressors und inaktiviert ihn.
5. Der inaktive Repressor löst sich vom Operator, ermöglicht die Transkription der Strukturgene.
6. Enzyme für den Substratabbau werden produziert.

Beispiel: Ein klassisches Substratinduktion Beispiel ist das Laktose-Operon bei E. coli. Hier werden Gene für den Laktoseabbau nur aktiviert, wenn Laktose vorhanden ist.

Highlight: Die Substratinduktion ermöglicht Bakterien eine energieeffiziente Anpassung an wechselnde Nährstoffbedingungen.