Problemstellung der Genregulation
Die Genregulation erklärt, warum trotz identischer genetischer Information in allen Körperzellen unterschiedliche Enzymmuster auftreten. Dieser Mechanismus ist von großer biologischer Bedeutung.
Definition: Genregulation ist die Steuerung der Genaktivität, die bestimmt, welche Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv sind und in welchem Ausmaß sie exprimiert werden.
Die Zelle produziert zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht alle genetisch festgelegten Eiweiße, sondern nur die aktuell benötigten in einer bestimmten Menge. Dies hat mehrere Vorteile:
- Vermeidung unnötigen Aufwands
- Verhinderung einer Stoffwechselüberlastung
- Vermeidung von Störungen durch überflüssige Enzyme
Highlight: Für die Genaktivität muss das Erbmaterial in Form von Chromatin entspiralisiert sein, um zugänglich für die Transkriptionsmaschinerie zu sein.
Das Operon-Modell von Jacob und Monod, für das sie 1965 den Nobelpreis erhielten, erklärt die Vorgänge der Genregulation bei Prokaryoten. Sie untersuchten diese Prozesse an Darmbakterien (E. coli), die verschiedene Kohlenhydrate wie Glucose und Laktose verwerten können.
Vocabulary: Operon-Modell: Ein Modell zur Erklärung der Genregulation in Bakterien, das die koordinierte Kontrolle mehrerer Gene beschreibt, die für verwandte Funktionen zuständig sind.