Genregulation bei Prokaryoten? Hallo, ich habe mal eine Frage zur Genregulation bei Prokaryoten. Und zwar gibt es ja einmal die Substratinduktion und die Endproduktrepression. Wenn ich das richtig verstanden habe, läuft das wie folgt ab: Substratinduktion: Wenn kein Substrat vorliegt, bindet sich der Repressor an den Operator, sodass die RNA-Polymerase, die sich beim Promotor befindet, nicht weiter synthetisieren (richtiges Wort? ) kann. Somit können keine Enzyme hergestellt werden. Liegt aber ein Substrat vor, bindet dieses sich an den Repressor, wodurch er seine räumliche Struktur ändert und nicht mehr an den Operator bindet. Dies hat zur Folge, dass die RNA-Polymerase weiter synthetisieren kann, wodurch dann das Endprodukt, also Enzyme, entstehen. Meine Fragen dazu wären: 1. Findet dies an der DNA oder an der mRNA statt? 2. Woher kommt oder was ist der Repressor? 3. Woher kommt das Substrat, welches den Repressor inaktiviert und wann bzw. warum bindet es an den Repressor? Substratinduktion – Wikipedia. Kommen wir zur Endproduktrepression: Der Repressor ist von vorhinein inaktiv.
Wie sieht ein Enzym-Substrat-Komplex aus? Enzyme sind Proteine und besitzen eine bestimmte räumliche Struktur (Tertiärstruktur). In den Bereich der Struktur, der das Substrat bindet, passt dieses wie ein Schlüssel ins Schloss, daher die Bezeichnung "Schlüssel-Schloss-Prinzip". Das Schloss ist die katalytische Bindungsstelle, auch Substratbindungszentrum genannt, der Schlüssel das Substrat bzw. die Substrate. Die Substrate werden z. B. über ionische Wechselwirkungen mit den Aminosäureseitenketten in der Bindungsstelle gehalten. Häufig sind spezielle funktionelle Aminosäuren im Bereich der Bindungsstelle vorhanden, beispielsweise saure Aminosäuren, die mit ihrem Carbonsäurerest das Substrat binden können, oder auch basische Aminosäuren, die eine zusätzliche Aminogruppe zur Bindung eines Substrates besitzen. Das Operonmodell nach Jacob und Monod. Regulation der Enzymaktivität Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Aktivität von Enzymen zu beeinflussen. Wenn außer dem Substrat andere Stoffe an das Enzym binden, kann die Aktivität gehemmt werden.
Bei dem Operon-Modell unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Formen der Genregulation: Substratinduktion, welche am Beispiel von Laktose verdeutlicht wird Endproduktrepression, welche am Beispiel von Tryptophan veranschaulicht wird Laktose, oder auch Milchzucker, wird von Bakterien mithilfe des sogenannten lacOperons abgebaut. Zunächst wird aber beschrieben, wie das Operon funktioniert, wenn keine Laktose (also kein Substrat) vorhanden ist. Das Regulatorgen für das lac-Operon codiert, wenn keine Laktose vorhanden ist, für einen aktiven Repressor. Was ist die Substratinduktion und Endprodukt Hemmung kurz erklärt? (Studium, Biologie). Dieser bindet an den Operator innerhalb des Operons und blockiert den Weg für die RNA-Polymerase, die eigentlich die Strukturgene ablesen und in mRNA umschreiben würde. Die Enzyme, die für den Abbau von Laktose zuständig sind, werden also nicht hergestellt, wenn keine Laktose da ist. Dadurch spart die Zelle viel Energie. Steht dem Bakterium nun Laktose zur Verfügung, bindet der Milchzucker an den (eigentlich) aktiven Repressor und inaktiviert ihn, indem die Raumstruktur verändert wird.
Zusammengefasst: Es befindet sich keine Lactose in der Zelle: Repressor bindet am Operator und verhindert die Transkription von lactoseabbauenden Enzymen (Repressor aktiv) Es befindet sich Lactose in der Zelle: Lactose Moleküle binden am Repressor und verändern dadurch seine Struktur (Repressor inaktiv). Die RNA Polymerase kann ablaufen und synthetisiert die lactoseabbauenden Enzyme. Die Genregulation durch Endprodukt-Repression wird in einem eigenen Artikel behandelt. Zusammenfassung Bei der Substrat-Induktion wird ein benötigtes Enzym während der Anwesenheit des zu verarbeitenden Substrates hergestellt. Das lac-Operon sorgt bei Prokaryoten für den Abbau von Lactose. Lactose erhöht als Effektor die Synthese von lactose-abbauenden Enzymen.
Genregulation durch Substratinduktion am Beispiel E. Coli: Ist ein Produkt (hier Lactose) nicht vorhanden, so wird vom Regulator ein Represseor-Protein gebildet, welches an die Bindungsstelle des Operators bindet und das "Weiterwandern" der RNA-Polymerase, also die eigentliche Transkription, verhindert. In diesem Zustand werden keine Enzyme für den Lactose-Abbau synthetisiert. Wird dem System nun Lactose zugefügt, so bindet diese an das allosterische Zentrum (spezifisch nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip) des Repressors und führt zu einer Konformationsänderung, wodurch dieser nicht mehr an den Operator binden kann und sich somit ablöst. Folglich fällt diese Blockade weg und die Polymerase kann die Strukturgene ungehindert ablesen. Es entsteht die passende mRNA und in den Ribosom werden nun Enzyme für den Lactose-Abbau hergestellt. Dieser Vorgang endet, wenn die Lactose verbraucht ist und der Repressor zu seiner ursprünglichen Konformation zurückkehrt. Dies geschieht, weil sich alle Lactose Moleküle von den Repressoren gelöst haben und diese wieder ihre unrsprüngliche Form erlangen.
Somit kann die RNA-Polymerase die Strukturgene synthetisieren und die entsprechenden Enzyme werden hergestellt. Diese erzeugen dann ein Produkt. Werden nun zu viele Enzyme oder Produkte erzeugt, bindet ein Produkt an den Repressor, der dadurch seine räumliche Struktur ändert und nun an den Operator oder an der Operator-Region binden kann. Dadurch wird die RNA-Polymerase gestoppt und es werden keine Enzyme mehr erzeugt. Sind die meisten der Enzyme verbraucht, löst sich das Produkt vom Repressor, der sich wieder rum vom Operator löst (da er wieder seine räumliche Struktur ändert), wodurch die RNA-Polymerase wieder synthetisieren kann. Hier meine Fragen: 1. Auch hier wieder: woher kommt der Repressor? 2. Erzeugen die Enzyme ein Produkt? Allgemein würde ich gerne wissen, ob ich die Vorgänge richtig beschrieben habe und ob die Fachausdrücke korrekt waren oder ob ich etwas vergessen habe. Sonst wünsch ich euch noch einen schönen Tag! DNA - Replikation - Klausur? Guten Tag! Ich schreibe am morgigen Freitag eine Klausur zum Thema "DNA-Replikation".
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