Genregulation bei Prokaryoten

Genaktivität: Bestimmt durch die Rate der Genexpression.
Transkriptionsrate: Häufigkeit, mit der Gene transkribiert werden.

Einleitung

Genprodukte: Enzyme und andere Produkte werden aus Genen gebildet.
Notwendigkeit der Regulation: Zellen müssen sicherstellen, dass nur benötigte Produkte hergestellt werden.
Vermeidung von Energieverschwendung: Unnötige Produktion wäre ineffizient und verschwenderisch.

Funktionseinheit: Prokaryotische Gene bilden eine Einheit, die Regulation ermöglicht.
Komponenten:
- Operator: DNA-Abschnitt, der als Bindungsstelle dient.
- Promotor: Ansatzstelle für Polymerase, die für das Ablesen der Gene zuständig ist.
- Strukturgene: Die Gene, die abgelesen werden sollen.
Regulator: DNA-Abschnitt, der Repressor-Protein bildet.
- Repressor: Bindet an den Operator und blockiert die Polymerase.

Ablauf:
- Ohne Laktose: Repressor blockiert Operator, keine Genexpression.
- Mit Laktose: Laktose bindet an Repressor, dieser löst sich und verändert die Form.
- Die Polymerase ist ungehindert, und Enzyme zum Laktoseabbau werden gebildet.
Funktion: Bildung von Enzymen nur bei Bedarf.

Ablauf:
- Ohne/mit wenig Tryptophan: Strukturgene werden abgelesen.
- Mit ausreichend Tryptophan: Überschüssiges Tryptophan aktiviert den Repressor durch Bindung.
- Aktiver Repressor blockiert die Polymerase, stoppt die Genexpression.
Funktion: Vermeidung unnötiger Enzymproduktion bei ausreichendem Endprodukt.

Genregulation bei Prokaryoten: Sicherstellung der Produktion nur notwendiger Genprodukte.
Anpassung an Umwelteinflüsse: Wichtig zur Anpassung an Veränderungen wie Nahrungsverfügbarkeit.
Operon-Modell: Struktur aus Operator, Promotor, Strukturgenen und einem Regulatorgen.
Mechanismen:
- Substratinduktion: Startet Transkription, z.B. durch Laktose im Lac-Operon.
- Endproduktrepression: Stoppt Transkription, z.B. durch Tryptophan im TRP-Operon.

Hinweis: Weitere Details zur Genregulation bei Eukaryoten sind in einem separaten Video verfügbar.