Regulation der Gentätigkeit bei Bakterien (nach Jacob und Monod: Jacob-Monod-Modell (aut., hand.)

Operon:  Funktionseinheit aus Promotor, Operator und Strukturgenen

• Promotor:Kurzer DNA-Abschnitt vor dem Operator, der die RNA-Polymerase bindet
• Operator: DNA-Abschnitt vor den Strukturgenen, kann mit einem Repressor-Protein in   Wechselwirkung treten (blockieren oder freischalten)

Das Regulator-Gen codiert das Repressor-Protein (der Repressor)(liegt an anderer Stelle der DNA)

Substrat-Induktion: (aut., hand.)
Der Repressor passt auf den Operator und blockiert die RNA-Polymerase.
Das Substrat bindet mit dem Repressor und verformt diesen dabei so, dass er nicht mehr auf den Operator passt. Das Strukturgen kann abgelesen und über das produzierte Enzym das Substrat abgebaut werden. (ist kein Substrat mehr vorhanden, wird der Repressor nicht mehr verformt, passt wieder auf den Operator und das Struktur-Gen kann nicht mehr abgelesen werden.)

(E.coli gewinnt normalerweise Energie aus Glucose. Bietet man statt Glucose aber Lactose an, so werden die Enzyme Lactose-Permease, die den Transport von Lactose in die Zellen bewirkt, und beta-Galaktosidase, die die Spaltung von Lactose in Galaktose und Glucose katalysiert. Beide Gene werden durch Operator gesteuert. Zusammen: Lactose-Operon)

Monosaccharid Glucose

Disaccharid Lactose aus Galaktose und Glucose

Substratinduktion findet man besonders bei der Synthese von Enzymen für katabolische (abbauende) Stoffwechselreaktionen.

Endprodukt-Repression: (aut., hand.)
Der Repressor passt nicht auf den Operator, blockiert die RNA-Polymerase nicht.
Normalerweise wird also das Struktur-Gen abgelesen und die entstehenden Enzyme produzieren das Endprodukt. Ist das Endprodukt reichlich vorhanden, bindet es mit dem Repressor und verformt diesen dabei so, dass er jetzt auf den Operator passt, das Strukturgen nicht mehr abgelesen und über das nicht mehr produzierte Enzym das Endprodukt nicht mehr gebaut werden kann. (Solch ein Endprodukt nennt man Co-Repressor)

Beispiel: Histidin-Synthese. Normalerweise synthetisiert E.coli die Aminosäure Histidin selbst. Gibt man dem Nährmedium reichlich Histidin zu, wird die eigene Histidin-Synthese gedrosselt indem die dazu notwendigen Enzyme nicht mehr synthetisiert werden.

Histidin

Weitere Selbstlernmaterialien (Häuschen-anklicken)

Last modified: