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Genregulation bei Prokaryoten

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Operon-Modell: kann direkt aktiv Oder inaktiv Sein Regulator (gen) ● Schickt Repressor Los wenn gebraucht wird Repressor Gen bindet (wenn aktiv) Promotor Operator SA Genregulation: B Startpunkt Bindungsstelle RNA-Polymerase für Repressor- molekül -Protein, welches RNA-Polymerase blockiert und dadurch Proteinbiosynthese verhindert Lac-Operon • Regulatorgen schickt Repressor los, wenn er gebraucht wird. • Repressor bindet an Operator. Strukturgene • Strukturgene sind Gene, die an-oder abgeschalt werden. •Promotor, Operator und Regulator sind für an-/abschatten verantwortlich • inaktiver Repressor: Proteinbiosynthese läuft normal weiter ab.. aktiver Repressor: RNA-Polymerase bindet nicht an DNA. Kontrolle keine Bindung möglich, weil Repressor Struktur von Operator und Promotor verändert. RNA-Polymerase kann nicht starten. Genaktivität (Transkriptionsrate) S₂ S3 Genaktivität gibt Ausschluss über Transkriptions- rate werden von RNA-Polymerase abgelesen mehr o. weniger: Protein nicht jedes Gen kann aktiv in der Zelle sein. nicht alle Proteine werden gebraucht Proteinbiosynthese muss daher verhindert werden. Genaktivität wird dadurch. gesenkt. Tryptophan nicht vorhanden DNA Genregulation bei Prokaryoten 0 e.coli (Bakterie) mRNA Endprodukt repression: (Bsp.: Tryptophan) -bevor Repressor aktiv ist, wird die ganze Zeit · Tryptophan produziert (er ist also inaktiv) -Konzentration von trp. hoch genug in Zelle →Repressor wird aktiviert - Endprodukt (trp.) bindet an Repressor ca. 3000 gene -Repressor wird dadurch aktiv und bindet an Operator - Protein biosynthese wird blockiert -trp. wird weiterverarbeitet und Level der Konzentration Sinkt nicht mehr genug trp. da um an Repressor zu binden -Repressor Liegt jetzt öfter in inaktiver Form vor und kann nicht an Operator binden Transkription - Strukturgene sind bereit für Transkription - Endprodukt kann wieder hergestellt werden -Endprodukt ist wichtig als Kontrolle Regulatorgen Promotor Operator Strukturgene ■ trpE trpD| trpč| trpB trpA - Endprodukt aktiviert Repressor erst, wenn genug davon in der Zelle ist und legt dadurch Transkription der Strukturgene Lahm. Translation inaktiver Repressor trp-Operon mRNA 600...

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aktiv Vorstufe RNA-Poly- merase x 2400 Gene nach Bedarf an-,abge- Schaltet X Trypto- phan A 2 Tryptophan-Operon. A angeschaltet; B abgeschaltet Tryptophan vorhanden DNA mRNA- RNA-Poly- merase- +- inaktiver Trypto- aktiver Repressor phan Repressor keine Enzymsynthese Regulatorgen DNA mRNA Translation Substratinduktion: Substrat: Nährstoff, der von Enzymen abgebaut werden muss kein Lactose im Nährboden. aktiver Repressor -Produktion von Enzymen, die für den Lactoseabbau benötigt werden, Genregulation ist müssen abgestellt werden. dafür zuständig -Regulatorgen wird aktiviert und Stellt Repressor her -Repressor bindet an Operator und RNA-Polymerase wird blockiert Lactose im Nährboden - Enzyme für Lactoseabbau werden benötigt -Damit Enzyme hergestellt werden können muss Repressor blockiert werden -Lactose bindet an Repressor -Repressor kann deswegen nicht mehr an Operator binden →RNA-Polymerase nicht mehr blockiert -RNA-Polymerase setzt an Promotor an um Strukturgene abzulesen und um dabei RNA für Proteinbiosynthese der Enzyme zum Lactoseabbau zu synthetisieren. Trans- merase kription Promotor Operator Strukturgene ^ Lacz Lacy LacA RNA-Poly- Lac-Operon keine Enzymsynthese A 1 Lactose-Operon. A abgeschaltet, Bangeschaltet DNA mRNA aktiver Repres sor Lactose Galactose Glucose Ou RNA-Polymerase- Abbau Lacz Lacy LacA mRNA inaktiver Repressor. Lactose-abbauende Enzyme ·∞ Lactose

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