Genregulation Präsentation

Alternativer Bildtext:

das Lactose abbaut • Gene sind entweder an- oder ausgeschaltet -> Konzentrationsabhängig Genregulation bei Prokaryoten Genregulation durch Substratinduktion XXX Regulatorgen Repressor RNA-Polymerase Promoter Operon Operator Gen 1 Gen 2 Gen 3 XXX RNA = wichtiger Informations- und Funktionsträger RNA-Polymerase = „Kopierer", der das jeweiliger Erbgut ablesen und in RNA übersetzen kann Genregulation bei Prokaryoten Genregulation durch Substratinduktion • Substrat induziert Genexpression • bindet an Repressor und deaktiviert diesen • Regulatoren bewirkt Herstellung eines aktiven Repressors Beispiel: lac-Operon ● Repressor = Protein, welches sich an den Operator in der DNA bindet Substrat = Stoff, der in einer enzymatischen Reaktion umgesetzt wird • Lactose Operon im Bakterium E.coli Strukturgene produzieren Enzym, das Lactose abbaut • Gene sind entweder an- oder ausgeschaltet -> Konzentrationsabhängig Genregulation durch Substratinduktion Lactose nicht vorhanden Regulatorgen XXX Regulatorgen produziert aktiven Repressor Pl Promotor RNA-Polymerase Operator aktiver Repressor lacz XX bindet an Operator -> verhindert Genexpression Genregulation durch Substratinduktion Lactose vorhanden XNX Veränderung der Raumstruktur Regulatorgen Promoter Lactose inaktiver passt nicht mehr an Repressor Operator Operator } RNA-Polymerase pedas lacz XXA RNA-Polymerase nicht mehr => kann DNA-Strang ungehindert transkribieren blockiert Substratinduktion DNA mRNA Protein Lactose (Induktor) Genregulation durch Substratinduktion Lactose vorhanden lac-Operon RNA- Polymerase mRNA inaktiver Repressor Strukturgene lacz lacy B-Galac- tosidase Per- mease 2 Zustand des lac-Operons nach Zufuhr von Lactose lacA Trans- acetylase D Zelle beginnt mit Produktion von B-Galactosidase 2. Strukturgen codiert für eine Permease -> Transport von Laktose durch Zellwand => Repressor wird wieder aktiv – > hemmt Transkription Disaccharid = Zweifachzucker Permease = Proteine, die Moleküle/lonen durch die Zellwand transportieren Genregulation bei Prokaryoten Genregulation durch Endproduktrepression • aktive Gene werden ,,abgeschaltet" Endprodukt verhindert Transkription von Strukturgenen • Aktivierung des Repressors Beispiele trp-Operon Tryptophan-Operon im Bakterium E.coli • reguliert Synthese der Aminosäure Tryptophan Genregulation durch Endproduktrepression Tryptophan-Operon XXX Regulatorgen Regulatorgen produziert inaktiven Repressor inaktiver Repressor Promoter trp - Gene RNA-Polymerase Anstieg der Tryptophan Konzentration XX Transkription der Strukurgene findet ungehindert statt Tryptophan Genregulation durch Endproduktrepression Tryptophan-Operon XNX Regulatorgen Repressor wird durch Enddprodukt aktiviert inaktiver Repressor Promoter Tryptophan trp- aktiver Repressor Gene XX aktiver Repressor bindet an das Operon -> verhindert Transkription => Tryptophan Herstellung wird gestoppt Genregulation bei Prokaryoten Kontrolle der Genaktivität Negative Kontrolle der Genaktivität • Substratinduktion und Endproduktrepression werden durch Repressor kontrolliert • verhindert Transkription der Strukturgene Positive Kontrolle der Genaktivität • Aktivatoren interagieren begünstigen die Transkription Genregulation bei Eukaryoten - Steuerung der Entwicklung von Zellen - Spezialisierung der Zelle-> Teil der Gene aktiv - versch.. Mechanismen kontrollieren Genexpression auf versch. Ebene - wichtigste Ebene = Transkription De ANN Prä-mRNA AAAAA LUUA AU BOULON mRNA a Protein a Chromatin-Umstrukturierung mi Kontrolle bei der Transkription man n JUAUJA PALLA TAULATUS. alternatives Spleißen 3 Zellkern 1 4 mRNA b DNA Cytoplasma Protein b 1 Genregulation findet bei Eukaryoten auf mehreren Ebenen statt. Genregulation bei Eukaryoten Umstrukturierung des Chromatins • Viele Gene der DNA unzugänglich -> Chromatin • Acetylierung: * Acetylgruppen binden an Histone, positiv geladene Aminogruppen werden. neutralisiert * Anziehungskraft zwischen Histonen und DNA aufgehoben -> frei zugänglich • Methylierung: ● * Verdichteung des Chromatin -> verhindert Transkription, da DNA für RNA Polymerase & Transkriptionsfaktoren unzugänglich ist Methylierung von direkten Basen der DNA durch bestimmte Enzyme * Transkription: DNA einer Zelle wird in eine mRNA umgeschrieben RNA-Polymerase: Enzym, welches die Bildung einer RNA veranlasst RNA: aus Nukleotiden aufgebauter Einzelstrang, wichtige Informations- und Funktionsträger Acetylgruppen: Atomgruppierung, wichtiges Strukturelement in vielen biologischen Molekülen Chromatin: gesamtes Erbmaterial mit Proteinen und Zellkern, Material aus dem die Chromosomen aufgebaut sind Histone: bilden Verpackung der DNA zum Chromatin Genregulation bei Eukaryoten Kontrolle bei der Transkription • Transkriptionsfaktoren-> Proteine, die Gene an-/ ausschalten * binden direkt an DNA * Bindung an Enhancer: beschleunigt Transkription * Bindung an Silencer: verlangsamt Transkription • DNA-Schleife: durch Anlagerung von Regulatorproteinen an Regulatorgenen -> Kontakt mit Promotor • Genamplifikation & Umstrukturierung von Genexpression Aktivator-Protein Regulator-Protein Enhancer DNA Bindung Bindung Bindung des des der Regulator- Transkrip- RNA- proteins tions-Polymerase Aktivator-Protein Regulator-Protein- RNA-Polymerase faktors Enhancer transkri- bierte Region -Transkriptions- faktoren Genregulation bei Eukaryoten Alternatives Spleißen • Gene können raffiniert und vielfältig genutzt werden jedes primäres RNA-Transkipt= mehrere Introns • Alternatives Spleißen -> Introns werden zusammen mit Extrons aus der Prä- mRNA herausgeschnitten Ergebnis: Entstehung verschiedener reifer mRNAs an einem Gen -> Herstellung versch. Proteine Phosphat (P) Adenin (A) Cytosin (C) A Thymin (T) Guanin (G) DANKE FÜRS ZUHÖREN :) Pia Lindau & Mali Nilles; Biologie GK, Herr Förster