Genregulation bei Prokaryoten (Operonmodell)

Die Genaktivität und damit die gesamte Genexpression wird reguliert. Bei Prokaryoten erfolgt dies anhand des Operonmodells nach Jacob und Monod. Dabei unterscheidet man zwischen Substratinduktion und Produkrepression

ein DNA-Abschnitt, der auch als Funktionseinheit verstanden wird. Ein Operon besteht aus dem Promotor, dem Operator und mehreren Strukturgenen.

Promoter: Dient als Ansatzstelle und Startpunkt für die RNA Polymerase
Operator: An dieser Stelle dockt der Repressor bzw. Aktivator an
Strukturgene: Gene, die für Proteine codieren.

binden an bestimmte DNA-Abschnitte und regulieren, wie viel Boten-RNA (mRNA) davon hergestellt wird

Dadurch steuern sie die Expression des Gens, sodass die kodierten Proteine in der richtigen Menge und zum richtigen Zeitpunkt produziert werden.

Ein Transkriptionsfaktor, der die Bindung der RNA-Polymerase fördert

Ein Transkriptionsfaktor, der die Bindung der RNA-Polymerase hemmt

ein Gen welches die Genexpression steuert. Dazu gehören Gene für Aktivatoren oder Repressoren.

Dauerhaft aktiv (werden immer abgelesen)

Gesteuerte Aktivität (werden nur bei Bedarf abgelesen)

Bei der Substratinduktion bewirkt ein Substrat wie Lactose bei einer ausreichend hohen Akkumulation seinen eigenen Abbau

Substrat bindet and Repressor und inaktiviert diesen

Inaktiver Repressor löst sich von Operator

Strukturgene können wieder transkribiert werden

Enzyme die den Substrat-Abbau katalysieren, werden produziert

Substrat wird abgebaut und aktiver Repressor bindet wieder an den Operator

Bei der Produktrepressiob bewirkt ein Produkt wie Tryptophan bei einer ausreichend hohen Akkumulation eine Verhinderung seiner eigenen Produktion

Produkt bindet als Co-Repressor an den standardmäßig inaktiven Repressor und aktiviert diesen damit

Aktiver Repressor bindet an Operator und blockiert damit die Genexpression der Strukturgene und damit die Trytophan-Synthese