Enzym-Induktion

Einleitung

Jede Zelle verbraucht zur Herstellung ihrer Proteine einen Großteil der verfügbaren Energie. Da Zellenergie knapp ist, wird jede Zelle eine Regulation der Genexpression und damit der Proteinbiosynthese betreiben.

Auf den Spuren von Jacob und Monod prüfen Sie hier die Induktion der beta-Galaktosidase in E. coli. Das kodierende Gen wird dann verstärkt expremiert, wenn Lactose im Medium vorhanden ist. Ist allerdings gleichzeitig die leichter verstoffwechselbare Glucose im Medium verfügbar, so wird bevorzugt erst die Glucose und anschließend die Lactose verwertet.

Abbildung 1: Gene im Zusammenspiel mit Inaktivatoren. (Mit Erlaubnis Joachim Czichos).

Glossar

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beta-Galaktosidase: Enzym zur Spaltung (Hydrolyse) der beta-glycosidischen Bindung im Disaccharid Galaktose. Ein Disaccharid ist ein Zucker, der aus zwei gleichen oder verschiedenen Zuckermolekülen besteht.
Gen: Abschnitt auf einer DNA, der ein Protein oder auch eine rRNA (ribosomale Ribonukleinsäure) als Genprodukt liefert.
Genexpression: Bildung eines Genproduktes (Protein oder RNA)
Glucose: Zucker aus 6 Kohlenstoffatomen (Hexose)
Induktion: Bedingung, unter der ein Genprodukt gebildet wird. Häufig wird dazu ein Induktor (Molekül) benötigt.
Lactose: Zucker aus zwei Zuckermolekülen (Glucose und Galaktose), also ein Disaccharid. Kommt in der Milch vor; daher auch Milchzucker.
Medium: Lösung mit Nährstoffen, die das Wachstum von Zellen (Bakterien) ermöglichen.
Regulation: An- und Abschalten der Produktbildung von Genen.