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Lac operon

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7. Jan. 2021

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Genregulation einfach erklärt: Lac- und Trp-Operon für Kinder

F

Fabia

@fabiabe_

Genregulation bei Prokaryoten: Das Operon-Modell erklärt die Steuerung der... Mehr anzeigen

Jacob und Monod entwickeln ein Modell zur • Genregulation bei E.coli (Operon - Modell). Es arbeitet mit folgenden Elementen: → Strukturgene:

Genregulation bei Prokaryoten: Das Operon-Modell

Das Operon-Modell, entwickelt von Jacob und Monod, erklärt die Genregulation bei Prokaryoten am Beispiel von E. coli. Dieses Modell ist fundamental für das Verständnis, wie Bakterien ihre Genexpression an Umweltbedingungen anpassen.

Elemente des Operon-Modells

Das Operon-Modell besteht aus mehreren wichtigen Elementen:

  1. Strukturgene: Diese enthalten die genetische Information zur Bildung der Enzyme.
  2. Regulatorgen: Es enthält die Information zur Bildung eines Repressorproteins.
  3. Repressor: Ein Protein, das die Enzymsynthese unterbinden kann.
  4. Operator: Ein DNA-Abschnitt, an den das Repressorprotein reversibel bindet.
  5. Promotor: Ein DNA-Abschnitt, an den die RNA-Polymerase bindet.
  6. Operon: Der Oberbegriff für den DNA-Abschnitt aus Promotor, Operator und Strukturgen.

Definition: Ein Operon ist eine funktionelle Einheit von Genen bei Prokaryoten, die gemeinsam reguliert und transkribiert werden.

Substratinduktion

Die Substratinduktion ist ein wichtiger Mechanismus der Genregulation:

  • Die Enzymbildung wird erst bei Anwesenheit eines bestimmten Substrates InduktorInduktor ausgelöst.
  • Das Repressor-Molekül kann aktiv oder passiv vorliegen.
  • Bei Abwesenheit des Substrats ist der Repressor aktiv und bindet an den Operator, wodurch die Transkription und Enzymbildung blockiert werden.
  • Bei Anwesenheit des Substrats bindet dieses an das Repressor-Molekül, verändert dessen Gestalt und verhindert die Bindung am Operator.
  • Die RNA-Polymerase kann sich dann an den Promotor anlagern, und die Enzyme für den Substratabbau werden gebildet.

Beispiel: Das Lac-Operon-Modell demonstriert die Substratinduktion. E. coli nutzt normalerweise Glucose als Energiequelle. Bei Abwesenheit von Glucose und Anwesenheit von Lactose induziert Lactose seinen eigenen Abbau, indem es sich an den Repressor bindet und die Bildung der Lactose-abbauenden Enzyme ermöglicht.

Endproduktrepression

Die Endproduktrepression ist ein weiterer wichtiger Regulationsmechanismus:

  • Das Endprodukt eines Stoffwechselweges unterbindet die Enzymsynthese.
  • Der Repressor liegt zunächst inaktiv vor.
  • Enzyme eines Stoffwechselweges, der zu dem Endprodukt führt, werden gebildet.
  • Liegt das Endprodukt im Überschuss vor, bindet es an den Repressor und aktiviert ihn.
  • Der aktivierte Repressor unterbindet die weitere Transkription.

Beispiel: Das Trp-Operon zeigt die Endproduktrepression. Wenn die Aminosäure Tryptophan TrpTrp in ausreichend hoher Konzentration vorhanden ist, wirkt Trp als Inhibitor der weiteren Trp-Produktion, indem es sich an den Repressor bindet und ihn aktiviert.

Highlight: Die Genregulation bei Prokaryoten durch das Operon-Modell ermöglicht es Bakterien, effizient auf Umweltveränderungen zu reagieren und ihre Ressourcen optimal zu nutzen.

Diese Mechanismen der Genregulation bei Prokaryoten zeigen die bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit von Bakterien an ihre Umgebung und die effiziente Nutzung von Ressourcen.



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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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Samantha Klich

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Anna

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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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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!

Marcus B

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F

Fabia

@fabiabe_

Genregulation bei Prokaryoten: Das Operon-Modell erklärt die Steuerung der Genexpression bei Bakterien wie E. coli. Es umfasst Mechanismen wie Substratinduktion und Endproduktrepression, die die Enzymproduktion regulieren.

  • Das Operon-Modell besteht aus Strukturgenen, Regulatorgen, Repressor, Operator und Promotor.
  • Substratinduktionaktiviert... Mehr anzeigen

Jacob und Monod entwickeln ein Modell zur • Genregulation bei E.coli (Operon - Modell). Es arbeitet mit folgenden Elementen: → Strukturgene:

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Genregulation bei Prokaryoten: Das Operon-Modell

Das Operon-Modell, entwickelt von Jacob und Monod, erklärt die Genregulation bei Prokaryoten am Beispiel von E. coli. Dieses Modell ist fundamental für das Verständnis, wie Bakterien ihre Genexpression an Umweltbedingungen anpassen.

Elemente des Operon-Modells

Das Operon-Modell besteht aus mehreren wichtigen Elementen:

  1. Strukturgene: Diese enthalten die genetische Information zur Bildung der Enzyme.
  2. Regulatorgen: Es enthält die Information zur Bildung eines Repressorproteins.
  3. Repressor: Ein Protein, das die Enzymsynthese unterbinden kann.
  4. Operator: Ein DNA-Abschnitt, an den das Repressorprotein reversibel bindet.
  5. Promotor: Ein DNA-Abschnitt, an den die RNA-Polymerase bindet.
  6. Operon: Der Oberbegriff für den DNA-Abschnitt aus Promotor, Operator und Strukturgen.

Definition: Ein Operon ist eine funktionelle Einheit von Genen bei Prokaryoten, die gemeinsam reguliert und transkribiert werden.

Substratinduktion

Die Substratinduktion ist ein wichtiger Mechanismus der Genregulation:

  • Die Enzymbildung wird erst bei Anwesenheit eines bestimmten Substrates InduktorInduktor ausgelöst.
  • Das Repressor-Molekül kann aktiv oder passiv vorliegen.
  • Bei Abwesenheit des Substrats ist der Repressor aktiv und bindet an den Operator, wodurch die Transkription und Enzymbildung blockiert werden.
  • Bei Anwesenheit des Substrats bindet dieses an das Repressor-Molekül, verändert dessen Gestalt und verhindert die Bindung am Operator.
  • Die RNA-Polymerase kann sich dann an den Promotor anlagern, und die Enzyme für den Substratabbau werden gebildet.

Beispiel: Das Lac-Operon-Modell demonstriert die Substratinduktion. E. coli nutzt normalerweise Glucose als Energiequelle. Bei Abwesenheit von Glucose und Anwesenheit von Lactose induziert Lactose seinen eigenen Abbau, indem es sich an den Repressor bindet und die Bildung der Lactose-abbauenden Enzyme ermöglicht.

Endproduktrepression

Die Endproduktrepression ist ein weiterer wichtiger Regulationsmechanismus:

  • Das Endprodukt eines Stoffwechselweges unterbindet die Enzymsynthese.
  • Der Repressor liegt zunächst inaktiv vor.
  • Enzyme eines Stoffwechselweges, der zu dem Endprodukt führt, werden gebildet.
  • Liegt das Endprodukt im Überschuss vor, bindet es an den Repressor und aktiviert ihn.
  • Der aktivierte Repressor unterbindet die weitere Transkription.

Beispiel: Das Trp-Operon zeigt die Endproduktrepression. Wenn die Aminosäure Tryptophan TrpTrp in ausreichend hoher Konzentration vorhanden ist, wirkt Trp als Inhibitor der weiteren Trp-Produktion, indem es sich an den Repressor bindet und ihn aktiviert.

Highlight: Die Genregulation bei Prokaryoten durch das Operon-Modell ermöglicht es Bakterien, effizient auf Umweltveränderungen zu reagieren und ihre Ressourcen optimal zu nutzen.

Diese Mechanismen der Genregulation bei Prokaryoten zeigen die bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit von Bakterien an ihre Umgebung und die effiziente Nutzung von Ressourcen.

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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

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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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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

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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 ☺️

Timo S

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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

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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

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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!

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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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.

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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.

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!

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