Das Modell von Mark Ptashne, insbesondere bekannt durch seine Arbeiten zur Genregulation und dem Lambda-Phagen, erklärt den Ablauf einer zielgerichteten Adaption durch die Interaktion von regulatorischen Proteinen mit spezifischen DNA-Sequenzen. Diese Interaktionen steuern die Expression von Genen in Abhängigkeit von Umweltbedingungen. Ein zentrales Konzept in Ptashnes Modell ist die Rolle von Transkriptionsfaktoren, die an Operator- oder Enhancer-Sequenzen binden und dadurch die Transkription von Zielgenen aktivieren oder reprimieren. Diese regulatorischen Proteine können durch Signalmoleküle oder andere Umweltfaktoren modifiziert werden, was ihre Bindungsaffinität und damit die Genexpression beeinflusst. Ein Beispiel aus Ptashnes Forschung ist der Lambda-Repressor, der die Expression von Genen im Lambda-Phagen steuert. In einer lysogenen Phase bindet der Repressor an Operator-Sequenzen und verhindert die Expression von lytischen Genen. Bei bestimmten Umweltbedingungen, wie DNA-Schäden, wird der Repressor inaktiviert, was zur Expression der lytischen Gene und zur Freisetzung neuer Phagen führt. Dieses Modell zeigt, wie Zellen durch spezifische Protein-DNA-Interaktionen und deren Regulation auf Umweltveränderungen reagieren und sich anpassen können.