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Operon-Modell einfach erklärt: Was ist das Lac-Operon und Trp-Operon?

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V

Victoria Wintenbach

19.7.2025

Biologie

Genregulation

Fächer

Biologie

Genetik

Genregulation

Lac operon

5.864

•

19. Juli 2025

•

2 Seiten

Operon-Modell einfach erklärt: Was ist das Lac-Operon und Trp-Operon?

V

Victoria Wintenbach

@vici_vwn_

Das Lac-Operon-Modell erklärt die Genregulation bei Prokaryoten, insbesondere am... Mehr anzeigen

Lac- Speron Bei Bakterien befinden sich zur Genregulation spezielle Funktionseinheiten auf der DNA => Operon. E.coli Bakterien => lac Operon

Komplexe Regulation des Lac-Operons: Glucose-Einfluss und positive Kontrolle

Die Regulation des Lac-Operons ist komplexer als nur die An- oder Abwesenheit von Lactose. Die Glucosekonzentration spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle in diesem Prozess der Genregulation bei Prokaryoten.

Highlight: Die Expression der Lac-Operon-Gene hängt nicht nur von der Anwesenheit von Lactose, sondern auch von der Glucosekonzentration ab.

Positive Regulation durch CAP:

  • CAP (Catabolite Activator Protein) ist ein Aktivatorprotein, das die Genexpression fördert.
  • CAP bindet nur in Verbindung mit cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat) an die DNA.
  • Bei niedriger Glucosekonzentration steigt der cAMP-Spiegel, was zur Bildung des cAMP-CAP-Komplexes führt.
  • Dieser Komplex erhöht die Affinität der RNA-Polymerase für den Promotor und verstärkt die Genexpression.

Vocabulary:

  • cAMP: Ein Signalmolekül, das Glucosemangel anzeigt.
  • Katabolitrepression: Mechanismus, bei dem hohe Glucosekonzentrationen die Expression der Lac-Operon-Gene unterdrücken.

Zusammenfassung der Regulation:

  1. Bei Abwesenheit von Lactose und Anwesenheit von Glucose: Operon inaktiv
  2. Bei Anwesenheit von Lactose und Abwesenheit von Glucose: maximale Aktivierung
  3. Bei Anwesenheit von Lactose und Glucose: teilweise Aktivierung

Example: Wenn Lactose vorhanden ist, aber Glucose fehlt, bindet der cAMP-CAP-Komplex an die DNA und fördert die Transkription, während gleichzeitig der Repressor durch Lactose inaktiviert wird. Dies führt zur maximalen Expression der Lac-Operon-Gene.

Quote: "Lactose induziert ihren eigenen Abbau. - Substratinduktion. Der Zucker wirkt hierbei als Induktor."

Diese komplexe Regulation ermöglicht es E. coli, effizient auf verschiedene Nahrungsquellen zu reagieren und den Energieaufwand für die Enzymproduktion zu optimieren. Das Lac-Operon-Modell demonstriert eindrucksvoll die Feinabstimmung der Genregulation bei Prokaryoten und dient als Grundlage für das Verständnis komplexerer regulatorischer Systeme in der Biologie.

Lac- Speron Bei Bakterien befinden sich zur Genregulation spezielle Funktionseinheiten auf der DNA => Operon. E.coli Bakterien => lac Operon

Das Lac-Operon-Modell: Grundlagen der Genregulation bei Prokaryoten

Das Lac-Operon-Modell ist ein fundamentales Konzept in der Molekularbiologie, das die Genregulation bei Prokaryoten am Beispiel des Lactoseabbaus in Escherichia coli (E. coli) erklärt. Dieses Modell zeigt, wie Bakterien die Produktion von Enzymen für den Abbau von Lactose effizient regulieren können.

Definition: Ein Operon bezeichnet eine Struktureinheit der DNA von Prokaryoten. Es besteht aus Promotor, Operator und Strukturgenen.

Die Hauptkomponenten des Lac-Operons sind:

  1. Regulatorgen (lacI): Produziert kontinuierlich den Lac-Repressor.
  2. Promotor: Bindestelle für die RNA-Polymerase.
  3. Operator: Kontrollstelle für die Regulation der Transkription.
  4. Strukturgene (lacZ, lacY, lacA): Kodieren für Enzyme des Lactoseabbaus.

Vocabulary:

  • Lac-Repressor: Ein Protein, das die Transkription der Strukturgene verhindert.
  • RNA-Polymerase: Enzym, das die Transkription startet.

Die Strukturgene haben folgende Funktionen:

  • lacZ: Kodiert für β-Galactosidase, spaltet Lactose in Glucose und Galactose.
  • lacY: Kodiert für Galactosid-Permease, transportiert Lactose in die Zelle.
  • lacA: Kodiert für Galactosid-Transacetylase, dessen genaue Funktion noch unbekannt ist.

Highlight: Die Genregulation des lac-Operons basiert auf dem Prinzip der negativen Regulation durch den Repressor und der positiven Regulation durch das CAP-Protein.

Die negative Regulation erfolgt durch den Lac-Repressor, der in Abwesenheit von Lactose an den Operator bindet und die Transkription verhindert. Bei Anwesenheit von Lactose wird der Repressor inaktiviert, was zur Expression der Strukturgene führt.

Example: Wenn keine Lactose vorhanden ist, bindet der aktive Repressor an den Operator und verhindert die Transkription. Sobald Lactose verfügbar ist, bindet es an den Repressor, ändert dessen Struktur und löst ihn vom Operator, wodurch die Genexpression ermöglicht wird.



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Jana V

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Lac operon

 

Biologie

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•

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Victoria Wintenbach

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Das Lac-Operon-Modell erklärt die Genregulation bei Prokaryoten, insbesondere am Beispiel von E. coli. Es zeigt, wie Bakterien die Produktion von Enzymen für den Lactoseabbau regulieren. Das Modell umfasst Strukturgene, einen Operator und einen Promotor, sowie Mechanismen der positiven und... Mehr anzeigen

Lac- Speron Bei Bakterien befinden sich zur Genregulation spezielle Funktionseinheiten auf der DNA => Operon. E.coli Bakterien => lac Operon

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Komplexe Regulation des Lac-Operons: Glucose-Einfluss und positive Kontrolle

Die Regulation des Lac-Operons ist komplexer als nur die An- oder Abwesenheit von Lactose. Die Glucosekonzentration spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle in diesem Prozess der Genregulation bei Prokaryoten.

Highlight: Die Expression der Lac-Operon-Gene hängt nicht nur von der Anwesenheit von Lactose, sondern auch von der Glucosekonzentration ab.

Positive Regulation durch CAP:

  • CAP (Catabolite Activator Protein) ist ein Aktivatorprotein, das die Genexpression fördert.
  • CAP bindet nur in Verbindung mit cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat) an die DNA.
  • Bei niedriger Glucosekonzentration steigt der cAMP-Spiegel, was zur Bildung des cAMP-CAP-Komplexes führt.
  • Dieser Komplex erhöht die Affinität der RNA-Polymerase für den Promotor und verstärkt die Genexpression.

Vocabulary:

  • cAMP: Ein Signalmolekül, das Glucosemangel anzeigt.
  • Katabolitrepression: Mechanismus, bei dem hohe Glucosekonzentrationen die Expression der Lac-Operon-Gene unterdrücken.

Zusammenfassung der Regulation:

  1. Bei Abwesenheit von Lactose und Anwesenheit von Glucose: Operon inaktiv
  2. Bei Anwesenheit von Lactose und Abwesenheit von Glucose: maximale Aktivierung
  3. Bei Anwesenheit von Lactose und Glucose: teilweise Aktivierung

Example: Wenn Lactose vorhanden ist, aber Glucose fehlt, bindet der cAMP-CAP-Komplex an die DNA und fördert die Transkription, während gleichzeitig der Repressor durch Lactose inaktiviert wird. Dies führt zur maximalen Expression der Lac-Operon-Gene.

Quote: "Lactose induziert ihren eigenen Abbau. - Substratinduktion. Der Zucker wirkt hierbei als Induktor."

Diese komplexe Regulation ermöglicht es E. coli, effizient auf verschiedene Nahrungsquellen zu reagieren und den Energieaufwand für die Enzymproduktion zu optimieren. Das Lac-Operon-Modell demonstriert eindrucksvoll die Feinabstimmung der Genregulation bei Prokaryoten und dient als Grundlage für das Verständnis komplexerer regulatorischer Systeme in der Biologie.

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Das Lac-Operon-Modell: Grundlagen der Genregulation bei Prokaryoten

Das Lac-Operon-Modell ist ein fundamentales Konzept in der Molekularbiologie, das die Genregulation bei Prokaryoten am Beispiel des Lactoseabbaus in Escherichia coli (E. coli) erklärt. Dieses Modell zeigt, wie Bakterien die Produktion von Enzymen für den Abbau von Lactose effizient regulieren können.

Definition: Ein Operon bezeichnet eine Struktureinheit der DNA von Prokaryoten. Es besteht aus Promotor, Operator und Strukturgenen.

Die Hauptkomponenten des Lac-Operons sind:

  1. Regulatorgen (lacI): Produziert kontinuierlich den Lac-Repressor.
  2. Promotor: Bindestelle für die RNA-Polymerase.
  3. Operator: Kontrollstelle für die Regulation der Transkription.
  4. Strukturgene (lacZ, lacY, lacA): Kodieren für Enzyme des Lactoseabbaus.

Vocabulary:

  • Lac-Repressor: Ein Protein, das die Transkription der Strukturgene verhindert.
  • RNA-Polymerase: Enzym, das die Transkription startet.

Die Strukturgene haben folgende Funktionen:

  • lacZ: Kodiert für β-Galactosidase, spaltet Lactose in Glucose und Galactose.
  • lacY: Kodiert für Galactosid-Permease, transportiert Lactose in die Zelle.
  • lacA: Kodiert für Galactosid-Transacetylase, dessen genaue Funktion noch unbekannt ist.

Highlight: Die Genregulation des lac-Operons basiert auf dem Prinzip der negativen Regulation durch den Repressor und der positiven Regulation durch das CAP-Protein.

Die negative Regulation erfolgt durch den Lac-Repressor, der in Abwesenheit von Lactose an den Operator bindet und die Transkription verhindert. Bei Anwesenheit von Lactose wird der Repressor inaktiviert, was zur Expression der Strukturgene führt.

Example: Wenn keine Lactose vorhanden ist, bindet der aktive Repressor an den Operator und verhindert die Transkription. Sobald Lactose verfügbar ist, bindet es an den Repressor, ändert dessen Struktur und löst ihn vom Operator, wodurch die Genexpression ermöglicht wird.

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Was ist der Knowunity KI-Begleiter?

Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.

Wo kann ich mir die Knowunity-App herunterladen?

Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.

Ist Knowunity wirklich kostenlos?

Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.

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4.9/5

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4.8/5

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Samantha Klich

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