Operonmodell

Ein Operon ist eine Funktionseinheit der DNA von Prokaryoten, 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. Dieser Mechanismus des Operon-Modells der Genregulation wurde 1961 von den französischen Wissenschaftlern François Jacob und Jacques Monod u.a. anhand des lac-Operons von E. coli entwickelt.^[1] Für ihre Arbeiten auf diesem Gebiet erhielten sie 1965 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.^[2]

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.

Einzelnachweise

1. ↑ F. Jacob & J. Monod (1961): Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. In: J. Mol. Biol. Bd. 3, S. 318–356. PMID 13718526
2. ↑ Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1965 an Francois Jacob und Jacques Monod (englisch)

Literatur

• Nancy Trun & Janine Trempy (2003): Gene Expression and Regulation. In: Fundamental Bacterial Genetics. ISBN 0632044489 PDF

Siehe auch

• Regulon

Weblinks

• Animiertes Operon auf der Homepage von Holger Schickor