Konstitutive und regulatorische Gene

Konstitutive oder Haushaltsgene werden kontinuierlich für essentielle Funktionen wie Glykolyse, Ribosomenassemblierung und DNA-Replikation exprimiert.

Regulierte Gene werden nur unter bestimmten Bedingungen exprimiert, um den unterschiedlichen Zellanforderungen gerecht zu werden.

Spezifische Substrate induzieren die Genexpression, wie sie im Laktosestoffwechsel in E. coli zu sehen ist.

Im Gegensatz dazu werden unterdrückbare Gene ausgeschaltet, wenn ihre Produkte im Überfluss vorhanden sind, wodurch eine unnötige Synthese von Molekülen wie Aminosäuren verhindert wird.

An transkriptionellen Regulationsmechanismen – Induktion und Repression – sind regulatorische Proteine und RNA-Moleküle beteiligt, die die mRNA-Synthese steuern.

Repressoren hemmen die Transkription, indem sie an DNA-Regionen, sogenannte Operatoren, binden und so die Transkription verhindern.

Im Gegensatz dazu verbessern Aktivatoren die Transkription, indem sie an Promotorregionen binden und die RNA-Polymerase-Bindung erleichtern.

Schließlich steuert die Abschwächung die Genexpression durch Kopplung von Transkription und Translation. Es beruht auf der Bildung alternativer Sekundärstrukturen wie Stammschleifen in der mRNA, um die Transkription als Reaktion auf Umwelt- oder Stoffwechselsignale, wie die Verfügbarkeit bestimmter Aminosäuren, vorzeitig zu beenden.