Wichtige Inhalte in diesem Video
Was ist die Genregulation eigentlich und wie funktioniert sie bei Prokaryoten und Eukaryoten? All das und was Operon-Modelle in der Biologie sind und welche Rolle Promoter spielen, erfährst du hier und im Video! Genregulation einfach erklärt im Video zur Stelle im Video springen (00:14)
Die Genregulation ist für die Steuerung der Genaktivität verantwortlich. Sie bestimmt also, ob und wie oft ein Gen
abgelesen wird und legt dadurch fest, welche Proteine hergestellt werden ( Genexpression). Absolute Oberstufe: Substratinduktion und Endproduktrepression, Corepressoren, Allosterische Hemmung. Der Vorgang ist notwendig, da zwar alle Körperzellen die gleiche genetische Ausstattung, jedoch unterschiedliche Funktionen haben. Durch die Regulation kann sichergestellt werden, dass nur die Proteine produziert werden, die der Körper braucht. Die restlichen Gene sind ausgeschaltet, um Energie zu sparen. Einige Gene sind deshalb nur in besonderen Situationen, beispielsweise beim Verzehr bestimmter Nahrungsmittel, aktiv. Die Genregulation kann an unterschiedlichen Punkten der Proteinbiosynthese, also der Herstellung von Proteinen aus den genetischen Informationen, stattfinden:
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Genregulation Übersicht
Genregulation Definition
Der Begriff Genregulation bezeichnet die Regulation der Genexpression, also die Steuerung der Genaktivität.
Endprodukthemmung? (Schule, Musik, Biologie)
Somit kann die RNA-Polymerase die Strukturgene synthetisieren und die entsprechenden Enzyme werden hergestellt. Diese erzeugen dann ein Produkt. Werden nun zu viele Enzyme oder Produkte erzeugt, bindet ein Produkt an den Repressor, der dadurch seine räumliche Struktur ändert und nun an den Operator oder an der Operator-Region binden kann. Dadurch wird die RNA-Polymerase gestoppt und es werden keine Enzyme mehr erzeugt. Sind die meisten der Enzyme verbraucht, löst sich das Produkt vom Repressor, der sich wieder rum vom Operator löst (da er wieder seine räumliche Struktur ändert), wodurch die RNA-Polymerase wieder synthetisieren kann. Hier meine Fragen: 1. Auch hier wieder: woher kommt der Repressor? 2. Erzeugen die Enzyme ein Produkt? Allgemein würde ich gerne wissen, ob ich die Vorgänge richtig beschrieben habe und ob die Fachausdrücke korrekt waren oder ob ich etwas vergessen habe. Sonst wünsch ich euch noch einen schönen Tag! DNA - Replikation - Klausur? Endprodukthemmung? (Schule, Musik, Biologie). Guten Tag! Ich schreibe am morgigen Freitag eine Klausur zum Thema "DNA-Replikation".
Grundsätzlich gibt es die kompetitive Hemmung,
auch isosterische
Hemmung genannt, die allosterische
Hemmung, die nicht kompetetiv ist und eine irreversible
Hemmung durch chemische
Veränderung des Enzyms. Mögliche Regulationen:
Allosterische Hemmung (grch. : allos = anderer; stereos = starr, fest)
bedeutet, dass das Enzym eine weitere Bindungsstelle besitzt,
an der ein anderer Stoff binden kann. Dieser beeinflusst die
Form (Konformation) der katalytischen Bindungsstelle so, dass
das Enzym gehemmt oder in vielen Fällen auch gefördert
wird. Manche Enzyme erreichen erst durch einen allosterischen
Effektor ihre volle katalytische Wirkung (sie werden allosterisch
aktiviert). Genetik: Genregulation bei Prokaryoten (Operon-Modell). Ein bekanntes Beispiel: bei zu hohem Blutzuckerspiegel
wird ein Enzym, das den Aufbau des Speicherstoffes Glycogen bewirkt,
durch aktivierte Glucose allosterisch aktiviert. Die Glucose
wird zu Glycogen (einem Polysaccharid ähnlich der Stärke
in Pflanzen) verarbeitet und mit nachlassender Glukosekonzentration
im Blut läßt auch der allosterische Effekt auf die
Enzymmoleküle nach.
Genetik: Genregulation Bei Prokaryoten (Operon-Modell)
Der Repressor bindet nun an den Operator und verhindert dadurch, dass die RNAPolymerase die Strukturgene ablesen kann. Die Enzyme, die eigentlich Tryptophan synthetisieren, werden dann nicht mehr hergestellt. Bei Eukaryoten verläuft die Genregulation etwas anders. Hier wird vor allem danach unterschieden, auf welcher Ebene die Regulation stattfindet. Schau dir zur Einführung in das Thema das passende Lernvideo von Die Merkhilfe an:
Bestimmte Bereiche der DNA oder der Chromosomen können be sonders dichtverpackt werden, so dass keine Transkription stattfinden kann. Dies kann durch eine Methylierung von Cytosinbasen oder Histonschwänze geschehen. Beides verhindert die Anlagerung sogenannter Transkriptionsfaktoren (regulatorische Proteine), welche dafür zuständig sind, die Genexpression einzuleiten oder zu unterbinden. Dies tun sie, indem sie normalerweise entweder an einen Enhancer binden, der das Ausmaß der Transkription beschleunigt, oder an einen Silencer, der es verlangsamt. Auch auf der Ebene der mRNA (Regulation der Translation) kann eine Regulierung stattfinden.
Weblinks [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Substratinduktion am lac - Operon. Hessischer Bildungsserver, abgerufen am 16. September 2015. Einzelnachweise [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
↑ F. Jacob & J. Monod (1961): Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. In: J. Mol. Biol. Bd. 3, S. 318–356. PMID 13718526
Literatur [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Lubert Stryer: Biochemie, 4. Auflage, Spektrum, Heidelberg – Berlin – Oxford 1996. ISBN 978-3860253465. S. 995–1019, (36. Die Kontrolle der Genexpression bei Prokaryoten)
Absolute Oberstufe: Substratinduktion Und Endproduktrepression, Corepressoren, Allosterische Hemmung
nach Jacob und Monod...
Prokaryotische Zellen müssen für einen ökologischen Umgang mit Energie die Möglichkeit
haben, die Proteinbiosynthese zu steuern. Ansonsten würden entweder zu viele, oder zu
wenige Proteine gebildet. François Jacob (1920-2013) und Jacques Monod (1910-1976) forschten mit E. coli Bakterien und stießen auf die
Genregulation durch Substrat-Induktion und
Endprodukt-Repression. Bevor es ins Detail geht, müssen aber erst ein paar Begrifflichkeiten geklärt werden:
Das Operon ist ein DNA Abschnitt, den die RNA Polymerase bei der Transkription als
Startpunkt nutzt. Promoter, Operator und Strukturgene bilden diesen Sektor:
Promoter: Dient als Ansatzstelle und Startpunkt für die RNA Polymerase
Operator: An dieser Stelle dockt der Repressor bzw. Aktivator an
Strukturgene: enthalten die Informationen, welche Proteine syntethisiert werden sollen
Solange kein Repressor am Operator sitzt läuft die RNA Polymerase inklusive der damit
verbundenen Transkription reibungslos ab. Die Strukturgene werden abgelesen und neue
Proteine werden syntethisiert.
So können zum Beispiel mehr oder weniger mRNA-Moleküle gebildet werden oder besonders schnell zerfallen, so dass nur wenige Translationsdurchläufe stattfinden. Auch das Spleißen stellt eine Form der Regulation dar. Auf der Ebene der Proteine kann außerdem die Aktivität ebendieser reguliert werden, indem sie durch bestimmte Faktoren aktiviert oder inaktiviert werden.
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