Die meisten Gene sind nicht ständig aktiv. Beispiel E. Coli-Bakterium: Von etwa 3000 Genen werden nur etwa 600, also ein Fünftel,
ständig transkribiert. Der Rest muss reguliert werden. (S. 106)
Zum Regeln existiert
- die Substratinduktion: Ist z.B. ein Nährstoff nur
gelegentlich vorhanden, so löst erst seine Anwesenheit aus, dass Gene aktiv
werden, die Enzyme codieren, die diesen Stoff verdauen können.
Bei E. Coli kann man das bewirken, indem man ihnen den unüblichen Milchzucker
(Laktose) vorsetzt. Sie verdauen ihn erst nach einiger Anlaufzeit.
- die Endproduktinduktion: Haben die Enzyme eines Prokaryoten genug von einer Substanz hergestellt, so wirkt diese sich bremsend
auf das Ablesen der Enzym-codierenden DNA des Prokaryoten aus.
Bei Eukaryoten (Sie wissen noch, welche Organismen das
sind?) ist die Genregulation komplizierter, aber auch trickreich: Mit
vorgefertigen Teilprodukten (den Introns) werden aus wenigen Genen zahlreiche
Proteine codiert (30.000 Gene des Menschen codieren über 100.000 Proteine). Dazu
werden die Teilprodukte verschieden kombiniert.
Zwischen den Introns befinden sich Exons. Die codieren
manchmal gar nichts, oft codieren sie aber Regelvorgänge für die Handhabung der Introns.
Zunächst wird bei Eukaryoten eine komplette vorläufige
prä-m-RNA an der DNA abgelesen. Die Bereiche der Exons werden dann
weggeschnitten. Das nennt man Spleißen. Die verbleibenden Bruchstücke der Introns werden dann zu einer fertigen m-RNA zusammengebaut
(Text S. 104. Bild S.
105).
Ein Kollege erklärt hier Introns und Exons flott im
Internet:
... und auch das Spleißen in eukaryotischen Zellen
erläutert er:
Am Anfang des Verständnisses der Genregulation stand das
kybernetische Modell von Jaques Monod (Kybernetik ist die Lehre von den
Regelmechanismen).
Es heißt Operon-Modell. Neben dem eigentlichen Strukturgen muss es demnach
einen Promotor und einen Operator geben - dieses Trio ist dann das
Operon.
Außerdem ist ein Regulatorgen erforderlich, auf das zumeist ein Repressor
einwirkt. (S. 106-107)