Genregulation

Jede Zelle benötigt viele verschiedene Eiweiße. Diese werden aber nicht zu jeder Zeit und beliebiger Menge benötigt, da deren Bedarf vom Zellzyklus und den Bedingungen des Milieus abhängt. Zur Regulation der Eiweißproduktion existieren in der Bakterienzelle Mechanismen zum Ein- oder Ausschalten der Produktion der Eiweiße. Der Kode für die Enzyme Enzyme sind spezialisierte organische Substanzen, meist Polymere aus Aminosäuren, die als Biokatalysatoren wirken und im Stoffwechsel der Lebewesen fast alle , die für einen bestimmten Stoffwechselschritt benötigt werden, liegt in der DNA direkt hintereinander. Der Bereich, auch Operon Siehe Genregulation. genannt, der den Kode für diese Enzyme enthält, wird durch zwei charakteristische Abschnitte begrenzt. Der Operator markiert hier den Anfang, der Terminator das Ende dieses Bereiches. Zusätzlich gibt es einen Promotor genannten Abschnitt in unmittelbarer Nähe des Operators. Dort setzt die RNA- Polymerase Siehe Transkription. an, um mit der Produktion der mRNA zu beginnen. Die Aktivität eines Operons wird durch ein Regulatorgen gesteuert. Dieses Regulatorgen kodiert ein Regulatorprotein, welches sich an den Operator binden kann. Durch die Anheftung des Regulatorproteins ( Repressor Siehe Genregulation. ) kann die mRNA nicht binden und die Enzymsysthese wird unterbrochen. Das Regulatorprotein (Repressor) kann seinerseits in seiner Funktion an- und ausgeschaltet werden. Zu diesem Zwecke können Effektoren die Aktivität des Repressors beeinflussen. Man unterscheidet dabei zwei mögliche Mechanismen:

• Induzibles System: Durch die Bindung des Effektors an den Repressor wird dieser abgeschaltet. Er kann sich daher nicht an den Operator binden. Die Proteinsynthese läuft daher ungestört ab.
• Repressibles System: Durch die Bindung des Effektors an den Repressor wird dieser angeschaltet. Der Repressor bindet an das Operon und verhindert dadurch das Anheften der mRNA-Polymerase. Die Proteinsynthese wird unterbrochen. Dieses Modell der Genregulation wurde 1961 durch die Wissenschaftler Francois Jacob und Jaques Monod aufgestellt (Nobelpreis für Medizin 1965).