Operon

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Prokaryotisches Operonmodell

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.[1] Je nach Operon können verschiedene regulatorische Proteine (Repressoren bzw. Aktivatoren) mit den Operatoren in Wechselwirkung treten und dadurch die Transkription der Gene im Operon an- oder abschalten. Dies hängt von ihren Wechselwirkungen mit von der Zelle gebildeten oder aufgenommenen Stoffen (Liganden oder Effektormolekülen) ab. Dadurch wird die Synthese der betreffenden mRNA (messenger-RNA) aktiviert oder gehemmt, indirekt also auch die Translation der codierten Proteine.

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 [2] und später erweitert.[3][4] Für ihre Arbeiten auf diesem Gebiet erhielten sie 1965 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.[5]

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.

Inaktives Lac-Operon

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

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Miller JH, Suzuki DT, Griffiths AJF, Lewontin RC, Wessler SR, Gelbart WM: Introduction to genetic analysis, 8th, W.H. Freeman, San Francisco 2005, ISBN 0-7167-4939-4, S. 740.
  2. 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
  3. F. Jacob & J. Monod (1961): Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. In: J. Mol. Biol. Bd. 3, S. 318–356. PMID 13718526
  4. F. O. Jacob: The Birth of the Operon. In: Science. 332, Nr. 6031, 2011, S. 767–767. doi:10.1126/science.1207943. PMID 21566161.
  5. Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1965 an Francois Jacob und Jacques Monod (englisch)

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 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, S. 191–212, online (PDF; 500 KB).

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]