Diskussion:Lac-Operon

Der Artikel ist noch sehr mager. Im Artikel Operon finden sich einige Informationen, die eigentlich auch hierher gehören.

Teebeutel 12:38, 5. Jan. 2007 (CET)

Falscher Titel

Warum lautet der Titel des Artikels "Lac-Operon" nicht "lac-Operon"? --84.61.41.87 12:56, 5. Jan. 2007 (CET)

Weil es meines Wissens nicht möglich ist, in der Wikipedia Artikel mit kleinem Anfangsbuchstaben anzulegen. Korrekterweise müsste tatsächlich "lac" schreiben, aber darauf weist ja auch das Template hin. Teebeutel 23:42, 11. Jan. 2007 (CET)

"Protein" statt "Enzym": Unterschied?

Hat das eine spezielle Bewandnis, dass bei lacY "Protein" anstatt "Enzym", wie bei lacZ und lacA, stand? Ich glaube nicht und habe es deswegen angepasst.

Wenn das doch falsch war, bitte wieder ändern. Teebeutel 23:49, 11. Jan. 2007 (CET)

lacY ist ist eine Permease also ein Transportprotein oder Transporter und kein Enzym. Es transportiert Lactose vom Periplasma über die Zellmembran ins Cytoplasma. --Hoffmeier 00:41, 12. Jan. 2007 (CET)

"Strukturgene" trotz Katalyse ?

Sind lacA , lacY und lacZ wirklich Strukturgene? Immerhin haben sie katalytische Funktionen und dann wären es doch ganz normale Gene. Womöglich hängt das mit der vorhergeheneden Fragen zusammen. Warum aber dann nur das erste ein "Protein"? Teebeutel 00:04, 12. Jan. 2007 (CET)

lacA, lacY und lacZ sind Strukturgene im Unterschied zu Regulatorgenen. --Hoffmeier 00:41, 12. Jan. 2007 (CET)

Baustein Überarbeiten entfernt

Ich habe mir einmal erlaubt das Bild aus dem Lemma Operon hier einzufügen und bin nun der Meinung, dass dieser Artikel nun zumindest rudimentär die bedingungen der Wikipedia erfüllt. Aus diesem Grund habe ich auch den Baustein "Überarbeiten" entfernt. Gromobir 23:20, 20. Jan. 2007 (CET)

letzter absatz

der letzte abschnitt is doch bissl seltsam. die kleinen viecher die da am stoffwechseln sind haben keinen freien willen und können entscheiden, dass sie keine lactose verwerten wollen weil noch glucose da ist. da fehlt die regulation durch camp welches erst gebildet wird wenn die glucose die adenylatcyklase nicht mehr unterdrückt. der artikel könnte doch noch etwas ausgebaut werden. ich werd ihn mir auch mal auf meinen merkzettel packen. --kOchstudiO 00:42, 23. Aug. 2007 (CEST)

Ich habe mich mal an einer Überarbeitung versucht. Ich hoffe, nicht allzuviele Formalitätenfehler gemacht zu haben, da es mein erster 'eigener' Artikel ist. Für konstruktive Kritik bin ich natürlich dankbar. Einige Informationen aus dem jetzigen Artikel habe ich nicht übernommen (Repressor-Aufbau), da ich sie in einem eigenen lac-Repressor-Artikel besser aufgehoben fände. Da ich mir noch etwas unsicher bin, wollte ich den jetzigen Artikel nicht kommentarlos ersetzen.--DerSchmunzelhase 22:24, 23. Aug. 2007 (CEST)

Erst wenn Lactose in die Zelle gelangt, verändert sich die Form des Repressorproteins derart, dass es nicht mehr an den Operator binden kann. Dadurch wird es der RNA-Polymerase möglich, die drei lac-Gene zu transkribieren. Und das stimmt eben nicht ganz. Erst bei einem Fehlen von Glucose, ist die Polymerase in der Lage die Gene zu transkribieren. Hier fehlt wie schon angedeutet die Bedeutung von CAP / cAMP, der Adenylatcyclase resp. des Phosphotransferasesystems. Bei gleichzeitiger Anwesenheit von z.B. Glucose neben Lactose verzichten Organismen im Allgemeinen zugunsten des günstigeren Energieträgers auf den Abbau der Lactose (Katabolitrepression). Damit wäre auch dieser Satz überflüssig :)

Bitte zusammenführen

Folgender Absatz zum Thema wurde aus dem Artikel Operon gelöscht mit der Begründung "Vermeidung von Redundanzen". [1] Ich fand den Absatz aber vor allem auch wegen der Abbildung sehr eingänglich. Wenn jemand die Zeit und das Engagement hätte, diesen Absatz in den Artikel zu integrieren, wäre das sicher eine Bereicherung für die Wikipedia.

Genregulation am Beispiel des Lactose-Operons

siehe auch Hauptartikel: lac-Operon

Übersicht über Bau und Funktion des lac-Operons

• Das Repressorprotein, welches von einem außerhalb des lac-Operons liegenden DNA-Abschnitt codiert wird, bindet an den Operator und blockiert damit für die RNA-Polymerase den Zugang zum Promoter.
• Das Enzym RNA-Polymerase kann nicht mehr an den Promoter binden, damit wird die Synthese der mRNA (Transkription) verhindert und damit auch die Synthese der Proteine.
• Ist jedoch Lactose vorhanden, wird diese in einer Nebenreaktion der β-Galaktosidase zu Allolaktose umgesetzt. Die Allolaktose bindet an den Repressor, welcher dadurch seine Proteinstruktur reversibel ändert und nicht länger in der Lage ist, an den Operator zu binden.
• Dadurch kann die RNA-Polymerase an den Promoter binden und die Transkription der Gene im Operon findet statt. Anschließend können die Enzyme des Lactose-Abbaus synthetisiert werden.

Sinn: Durch diese Regulation kann das Bakterium die für den Abbau von Lactose notwendigen Enzyme genau dann synthetisieren, wenn sie auch tatsächlich gebraucht werden: wenn außer Lactose keine andere Energiequelle in der Umgebung vorhanden ist.

Praktische Bedeutung erhält das Lactose-Operon für das Bakterium auch dann, wenn es unter verschiedenen möglichen Energiequellen nur die Optimale verwertet, aber später auch auf andere Nährstoffe zurückgreifen muss. In Laborexperimenten wird dies beim diauxischen Wachstum deutlich. Sind im Medium z.B. Glucose und Lactose vorhanden, verwertet das Bakterium zunächst die 'bessere' Energiequelle Glucose. Zwar wird unter diesen Bedingungen der Lactose-Repressor abgeschaltet, jedoch unterbleibt die Expression der Gene des Lactose-Operons. Ursache dafür ist, dass anwesende Glucose die Konzentration an intrazellulärem cAMP niedrig hält. Für die Transkription der Gene ist aber die Bindung eines positiven Regulators, dem CRP (cAMP-Rezeptorprotein), auch als CAP (Katabolit-Aktivatorprotein) bezeichnet, unerlässlich. Dieses benötigt jedoch cAMP für seine Funktion. Erst wenn die Glucose verbraucht ist, kann der Spiegel an intrazellulärem cAMP wieder ansteigen, CRP an das Operon binden und im Falle eines durch Lactose inaktivierten Repressors die Expression des Lactose-Operons einleiten. Der Vorteil dieses Mechanismus: Lactose ist als Kohlenstoff- und Energiequelle weniger effektiv verwertbar als Glucose. In einer Zellkultur würde man auf Lactose ein langsameres Wachstum verzeichnen als auf Glucose. Der Organismus gewährleistet somit die für ihn optimale Nährstoffnutzung, indem er zunächst die bessere Nahrung verwertet.

Dieser Mechanismus beschreibt demnach einen Regulationsvorgang, dessen Ergebnis sowohl von den äußeren Bedingungen (Nährstoffangebot), als auch von Status der Zelle abhängt. Die Genexpression wird somit auf zwei Ebenen kontrolliert:

• Positive Regulation: cAMP vorhanden, damit Bindung von CRP an den Operator (Katabolitrepression=Glucose unterdrückt die Bildung von cAMP)
• Negative Regulation: Lactose vorhanden, damit Unterbleiben der Bindung des Repressors an den Operator

Funktion des Lac-Operons

Meiner Meinung nach sollte ein Extra-Abschnitt ergänzt werden.

Besonderheiten des Lac-Operon: Generell wird Lactose im Dünndarm des Menschen aufgenommen, jedoch kommt E. coli generell im Dickdarm vor. Das heißt, dass Lactose als Nahrungsquelle normalerweise nicht für E. coli im Darm zur Verfügung steht. Tatsächlich dient das Lactose-Operon eher dazu, Glyceryl-Galactoside abzubauen. Diese entstehen im allgemeinen durch den Abbau aus Fetten tierischer Zellen und in diesem Fall, wenn die Zellen die den Dickdarm auskleiden abgestoßen und zerfallen. Glyceryl-Galactoside dienen hier sowohl als Induktor für das LacI-Protein (Repressor) und als Substrat für die ß-Galactosidase die Glyceryl-Galactoside in Glycerin und Galactose spaltet.

Weiterhin kann das Lac-Operon nicht in Salmonella und verschiedenen anderen Darmbakterien (Enterobakterien), die relativ nah verwandt sind mit E. coli, nachgewiesen werden. Es ist wahrscheinlich, dass dieses Segment evolutionär gesehen relativ neu im E. coli-Genom ist und ursprünglich außerhalb der Enterobakterien entstand.

Quelle; David P. Clark (2006): Molecular Biology, 1. Aufl. 2006, Elsevier GmbH, p. 248

Gruß Flohbus (nicht signierter Beitrag von 92.192.28.147 (Diskussion | Beiträge) 16:43, 6. Apr. 2009 (CEST))

Lac-Operon als Musterbeispiel für Genregulation

Ich bitte ausdrücklich darum, dass der von mir ergänzte zweite Satz in der Einleitung nicht wiederholt gelöscht wird. Der ganze Artikel ist, wie mehrfach kritisiert, dünn. Daher sollte wenigstens in der Einleitung die überragende allgemeine Bedeutung des Lac-Operons klar herausgestellt werden. In der Diskussion hier ist das ja hervorragend beschrieben. Sollte der Satz wieder ohne kommentierende Begründung in der Diskussion hier gelöscht werden, werde ich den Artikel auf Qualitätssicherung stellen. Ventus55 (Diskussion) 12:24, 18. Nov. 2013 (CET)

Hallo Ventus55. Wie bereits unter den Rückgängigmachungen angemerkt, hatten die Löschungen einen Grund. Die Ergänzung ist gut gemeint, aber schlicht sachlich (und eventuell auch grammatikalisch) falsch und sollte deshalb nicht stehen bleiben. Wenn ich die Zeit finde, werde ich in den nächsten Tagen einen korrekten Text in Ihrem Sinne formulieren. Gruß Phansos (Diskussion) 17:03, 18. Nov. 2013 (CET)

Verständlichkeit

ein extrazelluläres Signal (die Verfügbarkeit bestimmter Zucker) wird durch das An- bzw. Abschalten der Strukturgene des Operons in eine energetisch günstige Anpassung des Stoffwechsels der Zelle übersetzt.
Diesen Satz sollte man umformulieren, sodass er leichter verständlich wird. Oder ist dieser Satz einfach nur Quatsch? --EHaseler (Diskussion) 09:45, 26. Jul. 2014 (CEST)--

Einfluss der Glucose

Viele Schulbücher führen eine Verringerung der cAMP-Konzentration als Grund für den Einfluss der Glucose auf die Expression des lac Operons an. Diese Annahme ist jedoch heute überholt. Es wurde festgestellt, dass die cAMP-Konzentrationen in Anwesenheit von Lactose etwa gleich ist wie in Anwesenheit von Glucose oder beider Zucker zugleich.[7][8]

Nicht nur viele Schulbücher, sondern auch Lehrbücher (wie in etwa der Brock Mikrobiologie, 13. Ausgabe) führen dies an. Auch sehe ich nicht, wie [8] diese Aussage belegt. So steht in dieser Quelle wörtlich: "When glucose is present in high concentrations, the cAMP concentration is low; as the glucose concentration decreases, the concentration of cAMP increases correspondingly. The high concentration of cAMP is necessary for activation of the lac operon." [8]