Lac gegen Trp Operon
Operon ist eine spezielle Genausrichtung in Prokaryoten. In einem Operon bringt es alle Gene zusammen, die für eine bestimmte Funktion benötigt werden. Diese Organisation ermöglicht es einem einzigen Promotor, alle an einer bestimmten Funktion beteiligten Gene zu aktivieren, zu deaktivieren und zu regulieren. Aufgrund dieser Natur wird das Operon als funktionelle Einheit der prokaryotischen Genexpression bezeichnet. Das Lac-Operon und das Trp-Operon sind zwei Operons, die im E. coli-Bakteriengenom und in vielen anderen Bakterien gefunden werden. Diese Operons steuern verschiedene Funktionen. Operon ist die funktionelle Einheit der prokaryotischen Genexpression.
Lac Operon
Lac-Operon ist der Gencluster, der für den Transport und den Stoffwechsel von Laktose in E. Coli-Bakterien. Das Operon hat eine Promotorregion und die Gene lac Z, lac Y, lac A und lac I. Das Operon wird durch die Anwesenheit von Lactose aktiviert. Die Enzyme lac Z, lac Y, lac A produzieren Beta-Galactosidase, Lactosepermease und Thiogalactosid-Transacetylase.
Permease-Enzym lässt Lactose in die Zelle gelangen, und Beta-Galactosidase hydrolysiert Lactose zu Glucose und Galactose. Transacetylase wird verwendet, um Substrate zu funktionalisieren. Wenn ein bevorzugteres Substrat vorhanden ist oder Lactose fehlt, wird lac I aktiviert. Dadurch entsteht ein Allolactose-bindendes Protein. In Gegenwart von Allolctose binden die Repressorproteinmoleküle an Allolactosemoleküle. Dadurch kann die Transkription ungestört fortgesetzt werden. In Abwesenheit von Lactose bindet dieses Protein an die Promotorregion (Kontrolleinheit) des lac-Operons, wodurch die Gentranskription blockiert und gestoppt wird. Dabei werden weder Lactosepermease noch Beta-Galactosidase produziert. Daher wird der Laktoseabbau gestoppt.
Trp Operon
Trp-Operon ist auch ein Cluster von Genen, die von einem einzigen Promotor kontrolliert werden. Dieses Operon enthält alle für die Trp-Synthese erforderlichen Gene. Tryptophan, allgemein als Trp abgekürzt, ist eine ungewöhnliche Aminosäure. Das Operon besteht aus trp E, trp D, trp C, trp B und trp A, die gemeinsam Tryptophan-Synthetase codieren; das Enzym, das Tryptophan produziert.
Das trp-Operon enthält auch trp R, das bei Bedarf einen Repressor produziert. In Gegenwart von Tryptophan bleibt dieses Operon deaktiviert, da der Repressor seine Konformation in die aktive Form ändert und an die Promotorregion gebunden wird. In Abwesenheit von Tryptophan wird das Repressorprotein aus der Promotorregion freigesetzt oder befindet sich in der inaktiven Konformation, die nicht an die Promotorregion binden kann, und dadurch wird die Transkription der Gene initiiert, wodurch Tryptophan entsteht. Im Gegensatz zum lac-Operon wird dieses Operon in Anwesenheit von Tryptophan deaktiviert, dieser Mechanismus wird als „negativer repressiver Rückkopplungsmechanismus“bezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen dem Lac-Operon und dem Trp-Operon?
• Das Lac-Operon ist am katabolischen Prozess eines Zuckers beteiligt, aber das Trp-Operon ist am anabolen Prozess einer Aminosäure beteiligt.
• Das Lac-Operon wird in Gegenwart von Lactose aktiviert, aber das Trp-Operon wird in Gegenwart von Tryptophan deaktiviert.
• Das Lac-Operon besteht aus drei Strukturgenen und einem Repressorgen, aber das Trp-Operon besteht aus fünf Strukturgenen und einem Repressorgen.
• Das Lac-Operon verwendet keinen „Dämpfungs“-Mechanismus, aber das Trp-Operon verwendet einen „Dämpfungs“-Mechanismus.
