Prokaryotische transkriptionelle Aktivatoren und Repressoren

Prokaryoten enthalten ein zirkuläres Genom, in dem sich in vielen Fällen verwandte Gene für bestimmte biochemische Prozesse direkt nebeneinander in der DNA-Sequenz befinden.

Diese Gencluster, die als Operone bezeichnet werden, haben einen einzigen Promotor und werden in eine einzige mRNA transkribiert. Die Expression eines Operons wird durch Aktivatoren und Repressoren gesteuert, Proteine, die die Transkription fördern bzw. unterdrücken.

Ein Aktivator bindet an einen Promotor, was zur Bindung der RNA-Polymerase und der anschließenden Transkription eines Operons führt.

Ein Repressor interagiert mit einer anderen DNA-Sequenz, die sich in der Nähe des Promotors befindet und als Operator bezeichnet wird. Wenn ein Repressor an den Bediener bindet, verhindert er, dass die RNA-Polymerase an den Promotor bindet, und hemmt die Transkription.

Die Regulation der prokaryotischen Gene hängt oft von der Verfügbarkeit von Nährstoffen ab und führt bei einigen Bakterien bei niedrigen Glukosekonzentrationen zur Akkumulation von zyklischem AMP.

Cyclisches AMP bindet an einen Aktivator, das Katabolit-Aktivatorprotein, und zusammen binden sie an einen Promotor. Dies initiiert die Expression des lac-Operons, eines Operons, das Gene enthält, die es den Bakterien ermöglichen, andere Zucker als Glukose zu verstoffwechseln.

Tryptophan ist eine Aminosäure, die für die Proteinsynthese benötigt wird. Wenn sie nicht aus der Umwelt verfügbar ist, sind einige Organismen in der Lage, ihr eigenes Tryptophan zu produzieren. Die Gene für seine Synthese liegen in einem Operon vor, das von einem Repressor reguliert wird.

Wenn die Tryptophankonzentrationen hoch sind, assoziiert es mit dem Repressor. Dieser Komplex kann dann an den Bediener binden, die RNA-Polymerase blockieren und die Transkription unterdrücken.