Operon

Operon

Ein Operon ist eine Funktionseinheit der DNA von Prokaryoten und manchen Eukaryoten, bestehend aus Promotor, Operator(en) und mehreren (Struktur-)Genen, die für Proteine mit typischerweise verwandten Funktionen codieren. Je nach Operon können verschiedene regulatorische Proteine (Repressoren bzw. Aktivatoren), abhängig von ihrer Wechselwirkung mit von der Zelle aufgenommenen oder in der Zelle gebildeten Stoffen (Liganden oder Effektormolekülen), mit den Operatoren in Wechselwirkung treten und dadurch die Transkription der Gene im Operon an- oder abschalten. Auf diese Weise wird die Synthese der betreffenden mRNA (messenger-RNA) und damit indirekt der codierten Proteine durch Translation dieser mRNA aktiviert oder gehemmt.

Alle Gene eines Operons werden koordiniert gesteuert. Das Operon-Modell der Genregulation wurde 1960 von den französischen Wissenschaftlern François Jacob und Jacques Monod u.a. anhand des lac-Operons von E. coli entwickelt [1] und später erweitert.[2] Für ihre Arbeiten auf diesem Gebiet erhielten sie 1965 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.[3]

Operons spielen auch eine wichtige Rolle als Werkzeuge der Gentechnik. Beliebige Gene lassen sich unter die Kontrolle der Regulationselemente eines Operons stellen und können so, z.B. im Falle des lac-Operons durch Zugabe des synthetischen Induktors IPTG (Isopropyl-β-D-thiogalactopyranosid), gezielt aktiviert werden.

Beispiele sind das lac-Operon, das trp-Operon und das ara-Operon.

Inhaltsverzeichnis

Einzelnachweise

  1. Jacob, F., Perrin, D., Sanchez, C. & J. Monod (1960): L'opéron: groupe de gènes à expression coordonnée par un opérateur. In: C R Hebd Seances Acad Sci. Bd. 250, S. 1727-1729. PMID 14406329
  2. F. Jacob & J. Monod (1961): Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. In: J. Mol. Biol. Bd. 3, S. 318–356. PMID 13718526
  3. Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1965 an Francois Jacob und Jacques Monod (englisch)

Literatur

  • Nancy Trun, Janine Trempy: Gene expression and regulation. In: Nancy Trun, Janine Trempy: Fundamental Bacterial Genetics. Blackwell, Malden MA u. a. 2004, ISBN 0-632-04448-9, online (PDF; 500 KB).

Siehe auch

Weblinks


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