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Genregulation bei Eukaryoten: Arbeitsblatt, Aufgaben, mindmap, Beispiele & mehr

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Annika K.

28.2.2021

Biologie

Lernzettel Genregulation Eukaryoten, ras-Protein, Zellzyklus, Grundlagen Gentechnik

Genregulation bei Eukaryoten: Arbeitsblatt, Aufgaben, mindmap, Beispiele & mehr

Genregulation bei Eukaryoten ist ein komplexer Prozess mit vielfältigen Kontrollmechanismen auf verschiedenen Ebenen der Genexpression. Die Regulation erfolgt hauptsächlich auf Transkriptionsebene durch Transkriptionsfaktoren, epigenetische Modifikationen und Chromatinstruktur. Wichtige Aspekte sind:

  • Transkriptionsfaktoren als Aktivatoren oder Repressoren der Genexpression
  • Epigenetische Mechanismen wie Histonmodifikationen und DNA-Methylierung
  • Kontrolle des Zellzyklus durch Kontrollpunkte
  • Entstehung von Krebs durch Mutationen in Tumorsuppressorgenen und Proto-Onkogenen
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Cytosinmodifikation
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GENREGULATION BEI EUKARYOTEN
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Steuerung und Regelung des Zellzyklus

Der Zellzyklus eukaryotischer Zellen wird durch ein komplexes System von Kontrollpunkten gesteuert. Diese Kontrollpunkte stellen sicher, dass die Zellteilung nur unter optimalen Bedingungen stattfindet.

Die wichtigsten Kontrollpunkte sind:

  1. G1-Kontrollpunkt: Befindet sich am Ende der G1-Phase, kurz vor der S-Phase Überprüft Zellgröße, DNA-Schäden und Verfügbarkeit von Komponenten für die Replikation Bei fehlenden Signalen für eine Zellteilung: Übergang in die G0-Phase
  2. G2-Kontrollpunkt: Am Ende der G2-Phase, kurz vor der Mitose Stellt sicher, dass die DNA-Replikation vollständig abgeschlossen ist
  3. Metaphase-Kontrollpunkt: Während der Mitose, vor der Anaphase Überprüft die korrekte Anbindung aller Chromosomen an den Spindelapparat

Highlight: Das Durchlaufen dieser Kontrollpunkte ist entscheidend für eine geordnete Zellteilung und die Verhinderung von unkontrolliertem Wachstum.

Mutationen und Tumorentstehung

Mutationen in Genen, die den Zellzyklus kontrollieren, können zur Entstehung von Tumoren führen:

Definition: Proto-Onkogene sind Gene, deren Genprodukte den Eintritt der Zelle in den Zellzyklus normalerweise unter Anwesenheit eines Wachstumsfaktors fördern.

Eine Mutation in einem Proto-Onkogen kann zu einer übermäßigen Zellvermehrung führen.

Definition: Tumorsuppressorgene sind Gene, deren Genprodukte den Zellzyklus normalerweise hemmen.

Ein wichtiges Beispiel für ein Tumorsuppressorgen ist p53:

Beispiel: Das p53-Protein liegt zunächst inaktiv vor und wird bei DNA-Schäden aktiviert. Es kann dann den Zellzyklus anhalten, um eine Reparatur zu ermöglichen oder bei irreparablen Schäden den programmierten Zelltod ApoptoseApoptose einleiten.

Das RAS-Protein, basierend auf dem RAS-Gen einemProtoOnkogeneinem Proto-Onkogen, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung im Zellzyklus:

  • RAS ist ein peripheres Membranprotein, das zunächst in inaktiver Form vorliegt
  • Es wird durch Bindung an phosphorylierte Rezeptorproteine aktiviert
  • Aktiviertes RAS kann Signalkaskaden auslösen, die das Zellwachstum fördern

Highlight: Die Balance zwischen Proto-Onkogenen und Tumorsuppressorgenen ist entscheidend für die Kontrolle des Zellwachstums. Störungen dieser Balance können zu unkontrollierter Zellteilung und Tumorbildung führen.

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Lena, iOS Userin

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Biologie

1.662

28. Feb. 2021

3 Seiten

Genregulation bei Eukaryoten: Arbeitsblatt, Aufgaben, mindmap, Beispiele & mehr

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Annika K.

@annikakrks

Genregulation bei Eukaryoten ist ein komplexer Prozess mit vielfältigen Kontrollmechanismen auf verschiedenen Ebenen der Genexpression. Die Regulation erfolgt hauptsächlich auf Transkriptionsebene durch Transkriptionsfaktoren, epigenetische Modifikationen und Chromatinstruktur. Wichtige Aspekte sind:

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  • Epigenetische Mechanismen wie ... Mehr anzeigen

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Der Zellzyklus eukaryotischer Zellen wird durch ein komplexes System von Kontrollpunkten gesteuert. Diese Kontrollpunkte stellen sicher, dass die Zellteilung nur unter optimalen Bedingungen stattfindet.

Die wichtigsten Kontrollpunkte sind:

  1. G1-Kontrollpunkt: Befindet sich am Ende der G1-Phase, kurz vor der S-Phase Überprüft Zellgröße, DNA-Schäden und Verfügbarkeit von Komponenten für die Replikation Bei fehlenden Signalen für eine Zellteilung: Übergang in die G0-Phase
  2. G2-Kontrollpunkt: Am Ende der G2-Phase, kurz vor der Mitose Stellt sicher, dass die DNA-Replikation vollständig abgeschlossen ist
  3. Metaphase-Kontrollpunkt: Während der Mitose, vor der Anaphase Überprüft die korrekte Anbindung aller Chromosomen an den Spindelapparat

Highlight: Das Durchlaufen dieser Kontrollpunkte ist entscheidend für eine geordnete Zellteilung und die Verhinderung von unkontrolliertem Wachstum.

Mutationen und Tumorentstehung

Mutationen in Genen, die den Zellzyklus kontrollieren, können zur Entstehung von Tumoren führen:

Definition: Proto-Onkogene sind Gene, deren Genprodukte den Eintritt der Zelle in den Zellzyklus normalerweise unter Anwesenheit eines Wachstumsfaktors fördern.

Eine Mutation in einem Proto-Onkogen kann zu einer übermäßigen Zellvermehrung führen.

Definition: Tumorsuppressorgene sind Gene, deren Genprodukte den Zellzyklus normalerweise hemmen.

Ein wichtiges Beispiel für ein Tumorsuppressorgen ist p53:

Beispiel: Das p53-Protein liegt zunächst inaktiv vor und wird bei DNA-Schäden aktiviert. Es kann dann den Zellzyklus anhalten, um eine Reparatur zu ermöglichen oder bei irreparablen Schäden den programmierten Zelltod ApoptoseApoptose einleiten.

Das RAS-Protein, basierend auf dem RAS-Gen einemProtoOnkogeneinem Proto-Onkogen, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung im Zellzyklus:

  • RAS ist ein peripheres Membranprotein, das zunächst in inaktiver Form vorliegt
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Genregulation bei Eukaryoten

Die Genregulation bei Eukaryoten ist ein hochkomplexer Prozess mit vielen Regulationsmöglichkeiten auf verschiedenen Ebenen. Im Gegensatz zu Prokaryoten gibt es bei Eukaryoten diverse Wege von der DNA zum funktionsfähigen Protein.

Zu den wichtigsten Regulationsmechanismen gehören:

  • Kontrolle des Zeitpunkts und der Häufigkeit der Gentranskription
  • Regulation des Spleißens der prä-mRNA
  • Steuerung der Translation an den Ribosomen
  • Aktivierung oder Inaktivierung von Proteinen nach der Synthese

Besonders ökonomisch und effektiv ist die Regulation auf Transkriptionsebene. Hier spielen Transkriptionsfaktoren eine zentrale Rolle:

Definition: Transkriptionsfaktoren sind spezielle Proteine, die an regulatorische DNA-Sequenzen binden und die Transkription aktivieren oder hemmen können.

Es gibt aktivierende EnhancerEnhancer und hemmende SilencerSilencer Transkriptionsfaktoren. Ihre Wirkung wird durch DNA-Schleifenbildung und den Mediator-Proteinkomplex vermittelt.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der eukaryotischen Genregulation ist die Epigenetik:

Definition: Die Epigenetik befasst sich mit erblichen Veränderungen der Genaktivität, die nicht auf Veränderungen der DNA-Sequenz zurückzuführen sind.

Zwei zentrale epigenetische Mechanismen sind:

  1. Histonmodifikationen: Acetylierung von Histonen führt zur Auflockerung des Chromatins EuchromatinEuchromatin und ermöglicht die Transkription. Fehlende Acetylierung resultiert in kompakterem Chromatin HeterochromatinHeterochromatin, das nicht abgelesen werden kann.
  2. DNA-Methylierung: Methylierung von Cytosin-Basen in der DNA kann die Transkription blockieren und Gene stilllegen. Methylierungsmuster können an Tochterzellen und sogar an die nächste Generation weitergegeben werden.

Beispiel: Bei der Entstehung von Krebs kann eine übermäßige DNA-Methylierung zur Stilllegung von Tumorsuppressorgenen führen.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Lena M

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Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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