Gen- Substratinduktion und Endproduktrepression sind zwei Formen der Genregulation.
regulation Biologischer Nutzen der beiden Regulationstypen: In beiden Fällen wird durch die Regulation
ein bedarfsgerechter Enzymbesatz in der Zelle sichergestellt: Aufgrund des bedarfsgerechten
Enzymbesatzes spart die Zelle Energie.
Substratinduktion: Als Substratinduktion wird eine Enzyminduktion bezeichnet, bei der das Substrat
eines Stoffwechselweges als Induktor wirkt. Hierbei führt ein Substrat durch Bindung an einen
Repressor zu dessen Konformitätsänderung. Damit löst sich dieser von der DNA und wird so
inaktiviert. Beispiel lac-Operon: Das Lac-Operon wird durch das Substrat Lactose aktiviert. Die
Enzyme für den Laktoseabbau werden nur gebildet, wenn Laktose im Kulturmedium in großer
Menge vorhanden ist.
Endproduktrepression: Das Endprodukt einer Reaktionskette sorgt dafür, dass die Enzyme, die für
seien Synthese gebraucht werden, in der Proteinbiosynthese nicht mehr gebildet werden. Beispiel trp-
Operon: Die Enzyme für die Tryptophansynthese werden nicht mehr gebildet, wenn Tryptophan
in der Zelle in ausreichendem Maße frei vorliegt.
Substrat- Die Substratinduktion ist ein Regulationstyp der Genregulation Beispiel: lac-Operon der Bakterien:
induktion Ein Substrat, wie Lactose, Glucose etc. löst seinen eigenen Abbau durch Enzyme aus.
1. Ist die Substratkonzentration gering (A), so sind die Strukturgene dieser Enzyme durch ein
Repressor-Protein blockiert, das am Operator angedockt ist. Die RNA-Polymerase kann die
Strukturgene nicht transkribieren.
2. Ist die Substratkonzentration dagegen hoch (B), so setzen sich Substrat-Moleküle in die
allostrischen Zentren der Repressoren, diese ändern ihre Struktur, lösen sich von den
Operatoren und machen den Weg für die RNA-Polymerase frei. Die Strukturgene werden
transkribiert und translatiert, es werden Enzyme gebildet, die das Substrat abbauen. Dadurch
sinkt Substratkonzentration wieder.
Endprodukt- Die Endproduktrepression ist eine Form der Genregulation bei Bakterien. Das Endprodukt einer
repression Reaktionskette sorgt dafür, dass die Enzyme, die für seien Synthese gebraucht werden, in der
Proteinbiosynthese nicht mehr gebildet werden. Bei der Endproduktrepression ist der Repressor
erst dann aktiv, wenn sich ein Endprodukt-Molekül in sein allostrisches Zentrum setzt. Dann
blockiert der Repressor die Transkription der Gene und es kann kein neues Endprodukt mehr
gebildet werden. Sinkt die Endprodukt-Konzentration, verändert der Repressor seine Struktur und
passt nicht mehr an den Operator, sodass die RNA-Polymerase die Gene wieder transkribieren
kann, damit neues Endprodukt entsteht. Paradebeispiel einer sogenannten Endprodukthemmung ist
der Stoffwechselweg zur Erzeugung der Aminosäure Tryptophan. Ist Tryptophan vorhanden (B),
wird das System auf Transkriptionsebene abgeschaltet. Das trp-Operon wird durch das
Endprodukt der Enzymsynthese gehemmt. Das Gen für den Repressor/Regulator liegt außerhalb
der eigentlichen Operatorregion! Analog funktioniert die Regulation Histidin-Operons.
regulation Biologischer Nutzen der beiden Regulationstypen: In beiden Fällen wird durch die Regulation
ein bedarfsgerechter Enzymbesatz in der Zelle sichergestellt: Aufgrund des bedarfsgerechten
Enzymbesatzes spart die Zelle Energie.
Substratinduktion: Als Substratinduktion wird eine Enzyminduktion bezeichnet, bei der das Substrat
eines Stoffwechselweges als Induktor wirkt. Hierbei führt ein Substrat durch Bindung an einen
Repressor zu dessen Konformitätsänderung. Damit löst sich dieser von der DNA und wird so
inaktiviert. Beispiel lac-Operon: Das Lac-Operon wird durch das Substrat Lactose aktiviert. Die
Enzyme für den Laktoseabbau werden nur gebildet, wenn Laktose im Kulturmedium in großer
Menge vorhanden ist.
Endproduktrepression: Das Endprodukt einer Reaktionskette sorgt dafür, dass die Enzyme, die für
seien Synthese gebraucht werden, in der Proteinbiosynthese nicht mehr gebildet werden. Beispiel trp-
Operon: Die Enzyme für die Tryptophansynthese werden nicht mehr gebildet, wenn Tryptophan
in der Zelle in ausreichendem Maße frei vorliegt.
Substrat- Die Substratinduktion ist ein Regulationstyp der Genregulation Beispiel: lac-Operon der Bakterien:
induktion Ein Substrat, wie Lactose, Glucose etc. löst seinen eigenen Abbau durch Enzyme aus.
1. Ist die Substratkonzentration gering (A), so sind die Strukturgene dieser Enzyme durch ein
Repressor-Protein blockiert, das am Operator angedockt ist. Die RNA-Polymerase kann die
Strukturgene nicht transkribieren.
2. Ist die Substratkonzentration dagegen hoch (B), so setzen sich Substrat-Moleküle in die
allostrischen Zentren der Repressoren, diese ändern ihre Struktur, lösen sich von den
Operatoren und machen den Weg für die RNA-Polymerase frei. Die Strukturgene werden
transkribiert und translatiert, es werden Enzyme gebildet, die das Substrat abbauen. Dadurch
sinkt Substratkonzentration wieder.
Endprodukt- Die Endproduktrepression ist eine Form der Genregulation bei Bakterien. Das Endprodukt einer
repression Reaktionskette sorgt dafür, dass die Enzyme, die für seien Synthese gebraucht werden, in der
Proteinbiosynthese nicht mehr gebildet werden. Bei der Endproduktrepression ist der Repressor
erst dann aktiv, wenn sich ein Endprodukt-Molekül in sein allostrisches Zentrum setzt. Dann
blockiert der Repressor die Transkription der Gene und es kann kein neues Endprodukt mehr
gebildet werden. Sinkt die Endprodukt-Konzentration, verändert der Repressor seine Struktur und
passt nicht mehr an den Operator, sodass die RNA-Polymerase die Gene wieder transkribieren
kann, damit neues Endprodukt entsteht. Paradebeispiel einer sogenannten Endprodukthemmung ist
der Stoffwechselweg zur Erzeugung der Aminosäure Tryptophan. Ist Tryptophan vorhanden (B),
wird das System auf Transkriptionsebene abgeschaltet. Das trp-Operon wird durch das
Endprodukt der Enzymsynthese gehemmt. Das Gen für den Repressor/Regulator liegt außerhalb
der eigentlichen Operatorregion! Analog funktioniert die Regulation Histidin-Operons.
