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Biologie

Genetik

Genregulation

Lac operon

8.815

•

10. Jan. 2021

•

2 Seiten

Lac-Operon und Trp-Operon einfach erklärt: Funktion, Aufbau und Unterschiede

L

Laura

@laura.abi

Das Lac-Operon und Trp-Operon sind zentrale Modelle der Genregulation bei... Mehr anzeigen

Regulatorgen Repressor (kann direkt altiv oder inalativ sein) DNA mRNA Trans- kription mn Translation Regulatorgen Promotor Operator Struktu

Genregulation am Beispiel des Lactose-Abbaus

Diese Seite präsentiert ein Experiment zur Untersuchung der Genregulation beim Lactose-Abbau in E. coli-Bakterien. Das Diagramm zeigt die Bakteriendichte und den β-Galaktosidase-Gehalt über die Zeit.

Das Experiment wurde wie folgt durchgeführt:

  1. E. coli-Zellen wurden in ein Nährmedium mit Glucose und Lactose gegeben.
  2. Die Bakteriendichte und der β-Galaktosidase-Gehalt wurden über 150 Minuten gemessen.

Die Ergebnisse zeigen:

  • Die Bakteriendichte steigt zunächst exponentiell an.
  • Nach etwa 70 Minuten gibt es eine kurze Unterbrechung im Wachstum.
  • Ab 80 Minuten steigen sowohl die Bakteriendichte als auch der β-Galaktosidase-Gehalt exponentiell an.

Diese Beobachtungen lassen sich durch das Lac-Operon-Modell und die Substratinduktion erklären:

  1. Zu Beginn nutzen die Bakterien hauptsächlich Glucose, da diese energiereicher ist.
  2. Das Lac-Operon ist anfangs durch einen Repressor blockiert, daher wird kaum β-Galaktosidase produziert.
  3. Wenn die Glucose verbraucht ist, schalten die Bakterien auf Lactose-Verwertung um.
  4. Lactose fungiert als Induktor, inaktiviert den Repressor und ermöglicht die Transkription der Lac-Operon-Gene.
  5. Dies führt zur Produktion von β-Galaktosidase und anderen Enzymen für den Lactose-Abbau.

Example: Der Abbau von Lactose erfolgt in mehreren Schritten:

  1. Lactose wird durch β-Galaktosidase in Glucose und Galactose gespalten.
  2. Galactose wird weiter zu Glucose-6-Phosphat umgewandelt.

Highlight: Die kurze Wachstumspause bei 70 Minuten zeigt den Umschaltpunkt von Glucose- auf Lactose-Verwertung. In dieser Zeit werden die nötigen Enzyme produziert.

Diese Untersuchung demonstriert eindrucksvoll die Flexibilität und Effizienz der bakteriellen Genregulation, die es den Organismen ermöglicht, sich schnell an veränderte Nährstoffbedingungen anzupassen.

Regulatorgen Repressor (kann direkt altiv oder inalativ sein) DNA mRNA Trans- kription mn Translation Regulatorgen Promotor Operator Struktu

Operon-Modelle: Lac-Operon und Trp-Operon

Das Lac-Operon und das Trp-Operon sind zwei wichtige Modelle zur Erklärung der Genregulation bei Prokaryoten. Diese Seite stellt den Aufbau und die Funktionsweise beider Operons gegenüber.

Das Lac-Operon reguliert den Abbau von Lactose durch Substratinduktion. Es besteht aus einem Regulatorgen, einem Promotor, einem Operator und drei Strukturgenen lacZ,lacY,lacAlacZ, lacY, lacA. Bei Abwesenheit von Lactose bindet ein aktiver Repressor an den Operator und verhindert die Transkription. Ist Lactose vorhanden, bindet sie als Induktor an den Repressor und inaktiviert ihn, wodurch die Transkription der Strukturgene ermöglicht wird.

Vocabulary: Substratinduktion - Aktivierung der Genexpression durch das Vorhandensein eines Substrats hier:Lactosehier: Lactose

Das Trp-Operon steuert die Biosynthese von Tryptophan durch Endproduktrepression. Es umfasst ebenfalls ein Regulatorgen, einen Promotor, einen Operator und fünf Strukturgene trpE,trpD,trpC,trpB,trpAtrpE, trpD, trpC, trpB, trpA. Bei ausreichender Tryptophan-Konzentration bindet Tryptophan an den Repressor und aktiviert ihn, was zur Blockade der Transkription führt. Bei Tryptophan-Mangel liegt der Repressor inaktiv vor, und die Strukturgene werden transkribiert.

Highlight: Beide Operons nutzen Repressoren zur Regulation, jedoch auf gegensätzliche Weise: Beim Lac-Operon inaktiviert das Substrat den Repressor, beim Trp-Operon aktiviert das Endprodukt den Repressor.

Die Abbildungen zeigen den Aufbau und die Funktionsweise beider Operons im aktiven und inaktiven Zustand. Diese Regulationsmechanismen ermöglichen es Bakterien, ihre Enzymproduktion effizient an die vorhandenen Nährstoffe anzupassen.

Definition: Operon - Ein DNA-Abschnitt bei Prokaryoten, der aus einem Promotor, einem Operator und mehreren Strukturgenen besteht und als funktionelle Einheit reguliert wird.



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Google Play

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

iOS user

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

iOS user

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

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

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

Android user

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

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

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

Android user

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

iOS user

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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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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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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Lac-Operon und Trp-Operon einfach erklärt: Funktion, Aufbau und Unterschiede

L

Laura

@laura.abi

Das Lac-Operon und Trp-Operon sind zentrale Modelle der Genregulation bei Prokaryoten. Diese Systeme ermöglichen eine effiziente Anpassung des Stoffwechsels an verfügbare Nährstoffe.

  • Das Lac-Operon reguliert den Lactose-Abbau durch Substratinduktion
  • Das Trp-Operon steuert die Tryptophan-Biosynthese mittels Endproduktrepression
  • Beide Operons bestehen... Mehr anzeigen

Regulatorgen Repressor (kann direkt altiv oder inalativ sein) DNA mRNA Trans- kription mn Translation Regulatorgen Promotor Operator Struktu

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Genregulation am Beispiel des Lactose-Abbaus

Diese Seite präsentiert ein Experiment zur Untersuchung der Genregulation beim Lactose-Abbau in E. coli-Bakterien. Das Diagramm zeigt die Bakteriendichte und den β-Galaktosidase-Gehalt über die Zeit.

Das Experiment wurde wie folgt durchgeführt:

  1. E. coli-Zellen wurden in ein Nährmedium mit Glucose und Lactose gegeben.
  2. Die Bakteriendichte und der β-Galaktosidase-Gehalt wurden über 150 Minuten gemessen.

Die Ergebnisse zeigen:

  • Die Bakteriendichte steigt zunächst exponentiell an.
  • Nach etwa 70 Minuten gibt es eine kurze Unterbrechung im Wachstum.
  • Ab 80 Minuten steigen sowohl die Bakteriendichte als auch der β-Galaktosidase-Gehalt exponentiell an.

Diese Beobachtungen lassen sich durch das Lac-Operon-Modell und die Substratinduktion erklären:

  1. Zu Beginn nutzen die Bakterien hauptsächlich Glucose, da diese energiereicher ist.
  2. Das Lac-Operon ist anfangs durch einen Repressor blockiert, daher wird kaum β-Galaktosidase produziert.
  3. Wenn die Glucose verbraucht ist, schalten die Bakterien auf Lactose-Verwertung um.
  4. Lactose fungiert als Induktor, inaktiviert den Repressor und ermöglicht die Transkription der Lac-Operon-Gene.
  5. Dies führt zur Produktion von β-Galaktosidase und anderen Enzymen für den Lactose-Abbau.

Example: Der Abbau von Lactose erfolgt in mehreren Schritten:

  1. Lactose wird durch β-Galaktosidase in Glucose und Galactose gespalten.
  2. Galactose wird weiter zu Glucose-6-Phosphat umgewandelt.

Highlight: Die kurze Wachstumspause bei 70 Minuten zeigt den Umschaltpunkt von Glucose- auf Lactose-Verwertung. In dieser Zeit werden die nötigen Enzyme produziert.

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Operon-Modelle: Lac-Operon und Trp-Operon

Das Lac-Operon und das Trp-Operon sind zwei wichtige Modelle zur Erklärung der Genregulation bei Prokaryoten. Diese Seite stellt den Aufbau und die Funktionsweise beider Operons gegenüber.

Das Lac-Operon reguliert den Abbau von Lactose durch Substratinduktion. Es besteht aus einem Regulatorgen, einem Promotor, einem Operator und drei Strukturgenen lacZ,lacY,lacAlacZ, lacY, lacA. Bei Abwesenheit von Lactose bindet ein aktiver Repressor an den Operator und verhindert die Transkription. Ist Lactose vorhanden, bindet sie als Induktor an den Repressor und inaktiviert ihn, wodurch die Transkription der Strukturgene ermöglicht wird.

Vocabulary: Substratinduktion - Aktivierung der Genexpression durch das Vorhandensein eines Substrats hier:Lactosehier: Lactose

Das Trp-Operon steuert die Biosynthese von Tryptophan durch Endproduktrepression. Es umfasst ebenfalls ein Regulatorgen, einen Promotor, einen Operator und fünf Strukturgene trpE,trpD,trpC,trpB,trpAtrpE, trpD, trpC, trpB, trpA. Bei ausreichender Tryptophan-Konzentration bindet Tryptophan an den Repressor und aktiviert ihn, was zur Blockade der Transkription führt. Bei Tryptophan-Mangel liegt der Repressor inaktiv vor, und die Strukturgene werden transkribiert.

Highlight: Beide Operons nutzen Repressoren zur Regulation, jedoch auf gegensätzliche Weise: Beim Lac-Operon inaktiviert das Substrat den Repressor, beim Trp-Operon aktiviert das Endprodukt den Repressor.

Die Abbildungen zeigen den Aufbau und die Funktionsweise beider Operons im aktiven und inaktiven Zustand. Diese Regulationsmechanismen ermöglichen es Bakterien, ihre Enzymproduktion effizient an die vorhandenen Nährstoffe anzupassen.

Definition: Operon - Ein DNA-Abschnitt bei Prokaryoten, der aus einem Promotor, einem Operator und mehreren Strukturgenen besteht und als funktionelle Einheit reguliert wird.

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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.

Wo kann ich mir die Knowunity-App herunterladen?

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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

iOS user

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

iOS user

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

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

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

Android user

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

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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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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.

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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