Blog der Abistokratin

Entwickelt 1961 von den Franzosen Jacob und Monod, die 1965 den Nobelpreis in Medizin und Physiologie dafür erhielten.

Prinzip:

Energieschonender Stoffwechsel

à Gene werden nur bei Bedarf bestimmter Enzyme aktiviert

Fachbegriffe zum Operon-Modell

Operon:

Þ    Genregulierung mit Hilfe eines Repressors

Þ    besteht aus Promotor, Operator und Strukturgenen

Promotor:

Þ    Startregion, Ansatzstelle für die RNA-Polymerase

Operator:

Þ    Sequenz nach Promotor

Þ    Repressor kann in aktivem Zustand am Operator ansetzen, sodass die RNA-Polymerase die Strukturgene nicht ablesen kann

Strukturgene(1,2.usw.):

Þ    Bauanleitung für Enzyme (Proteine)

Þ    Liegen bei Bakterien hintereinander

Þ    Werden von Promotor und Operator reguliert

Regulatorgen:

Þ    Genregion auf der DNA, die außerhalb des Operons liegt.

Þ    Bauanleitung für den Bau der Repressoren

Repressor:

Þ    Protein, das durch eine DNA-Region codiert wird, die außerhalb des Operons liegt (Regulatorgen) 

Þ    Aktiv: Schlüssel-Schloss-Prinzip, Bindung an Operator à keine Transkription

Þ    Inaktiv: keine Bindung möglich à Transkription erfolgt

Induktor:

Þ    Stoff der den Repressor aktiviert oder deaktiviert, manche Substanzen induzieren sich selbst, durch Deaktivierung des Repressors, wodurch das Gen ihres Abbauenzyms transkribiert wird (z.B. Induktor: Lactose, Enzym: Lactase).   

RNA-Polymerase:

Þ    Enzym, das die Transkription katalysiert.

Þ    Kann durch Repressor am Promotor „geblockt“ werden

Konstitutive Gene:

Þ    „dauerhafte“ Gene, die immer transkribiert werden

Regulierte Gene:

Þ    Bei Bedarf aktivierte Gene, die nur dann transkribiert werden

Enzyminduktion

• Normalerweise werden bestimmte Enzyme vom Körper nicht gebildet. Allerdings kann es vorkommen, dass man diese Enzyme doch braucht, wegen eines bestimmten Substrats.
• Dann induziert das Substrat, das abgebaut werden muss sich selbst. Das geschieht dadurch, dass das Substrat an den aktiven Repressor ansetzt und seine Struktur dadurch verändert. Der Repressor wird inaktiv.
• Im aktiven Zustand verhindert der Repressor die Transkription des Gens, auf dem das benötigte Enzym codiert ist. Da er nun aktiv ist kann er sich nicht mehr per Schlüssel-Schloss-Prinzip an den Operator binden.
• Dadurch kann die RNA-Polymerase am Promoter ansetzen und das entsprechende Gen transkribieren. Die Synthese des Enzyms ist somit möglich.

Enzymrepression

·        Soll die Synthese eines bestimmten Enzyms eingestellt werden um dieses nicht unnötig im Übermaß zu produziert werden, muss die Transkription des entsprechenden Gens gestoppt werden. 

·        Dies geschieht, indem der Induktor (oft das Enzym selbst) den Repressor aktiviert, der bisher inaktiv war.

·        Dadurch kann der Repressor, dessen Struktur verändert wurde, sich per Schlüssel-Schloss-Prinzip an den Operator binden. Die Transkription wird so verhindert, da die Polymerase die Gene nicht mehr ablesen kann.

·        Ohne die Transkription können auch keine weiteren Enzyme mehr synthetisiert werden.