Block 9: A: Kontrolle der Genexpression Flashcards
Was ist ein Operon?
Genom-Organisationseinheit bei Prokaryoten
Beschreiben Sie den schematischen Aufbau eines Operons
Mehrere Gene liegen teilweise auch überlappend hintereinander und werden von einem gemeinsamen Promoter aus reguliert.
Neben dem Promoter (Bindungsstelle für RNA-Polymerase) enthält das Operon einen Operator (Bindestelle für regulatorische Proteine) an den Induktoren oder Repressormoleküle binden und so die Aktivität der RNA-Polymerase regulieren
P = Promoter; O = Operator; A, B, C = Strukturgene; T = Terminationssequenz
An was und wie bindet der Lac-Repressor ?
Wie wird diese Bindung geschwächt?
bindet nicht kovalent mit einer alpha-Helix an den lac-Operator (große DNA-Furche).
Die Bindung von Laktose an den Repressor verändert seine Struktur, was die Affinität zum Operator stark senkt.
Beschreiben Sie zwei DNA Erkennungsmotive und nennen Sie je ein Beispiel
Helix-Turn-Helix-Motiv: kurze alpha-Helices binden an die DNA, weil sie gut in die Furchen passen, dazwischen ist ein kleiner Loop, der die beiden Helices verbindet -> Bsp.: lac-Repressor, trp-Repressor, CAP
beta-Stränge eines Proteins: DNA-Sequenz wird von den beta-Strängen des Proteins erkannt -> Bsp.: met-Repressor
Was ist das Nukleosom, wie ist es aufgebaut und was ist seine Aufgabe?
Einheit des Histonkomplexes mit der darum spiralig 1,75 mal gewundenen DNA Kette. Aus dem Nukleosom ragen die Enden der Histone heraus, sie können chemisch modifiziert werden.
Sind funktionell relevant bei der Bildung von Heterochromatin, beim Gene Silencing oder bei der Aufspiralisierung der DNA vor der Mitose
Eukaryotische Genexpression erfordert eine Umgestaltung der Chromatin-Struktur. Wie kann diese
erreicht werden?
Durch Histon-Acetylasen (Modifizierung) -> Acetylgruppe wird an Lysin gehangen -> Protein weniger positiv und bindet DNA weniger stark
Enhancer Proteine binden die DNA und können die Chromatin-Struktur veränder. Fungieren ebenfalls als Plattform für die Bindung weiterer Proteine
Wie wird der Estrogen-Rezeptor (Steroidrezeptor) aktiviert?
Wird durch Steroidhormon Estrogen aktiviert.
Estrogen bindet an den Rezeptor -> Coaktivator angelockt und gebunden -> Acetylierung von Histonen -> Gen wird freigegeben
Kontrolle der Genexpression auf mRNA-Ebene
Bei der mRNA für das Eisenspeicherprotein Ferritin gibt es das IRE (Iron Response Element). Bindet dort eine Aconitase, deutet das auf wenig Eisen -> Ferritin nicht translatiert. Bei viel Eisen kann die Aconitase nicht binden -> Translation
RNA-Interferenz: miRNAs binden an komplementäre Sequenzen auf mRNA und markieren sie zur Degradation -> nicht translatiert. siRNA führen zur Degradation der gebundenen mRNA oder der Stilllegung der Transkription im Nukleus
Was sind Antibiotika und wie wirken sie allgemein?
Natürlich gebildete, niedermolekulare Stoffwechselprodukte von Pilzen oder Bakterien, die das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen oder diese abtöten
bakteriostatisch -> an der Vermehrung gehindert
Bakterizid -> abgetötet (Bakteriolyse)
Hemmung der Zellwandsynthese, der Proteinbiosynthese am Ribosom oder der DNA-Replikation
Zielen alle auf Strukturen oder Mechanismen die nicht im Menschen vorkommen
Wie und bei welchen Organismen wirkt Rifamycin & Rifampicin?
Rifamycine: gegen gram-positive Bakterien -> insb. Mykobakterien
binden irreversibel an beta-UE der prokaryotischen DNA-abhängigen RNA-Polymerase -> blockiert Bindung des Enzyms an DNA und so die Initiierung der Kettenbildung -> Proteinsynthese gehemmt
Wie und bei welchen Organismen wirkt Actinomycin D?
Zytostatikum zur Behandlung von Krebserkrankungen
-> zytotoxische Antibiotika
antineoplastische Wirkung durch Bindung an DNA, wo es die RNA-Synthese hemmt
Wie und bei welchen Organismen wirkt alpha-Amanitin (Amatoxine)?
Giftig für Menschen und Tiere: hemmen die TK durch Blockade der RNA-Polymerase -> Proteinbiosynthese blockiert
Wie und bei welchen Organismen wirkt Puromycin?
hemmt die Proteinbiosynthese bei einigen Tumoren, Amöben, Trypanosomen und Würmern.
Hemmt durch frühzeitige Termination.
Wie und bei welchen Organismen wirkt Chloramphenicol?
Breitbandantibiotikum, das gegen viele Infektionserkrankungen und einen Hautpilz wirkt.
Hemmt die Peptidyltransferaseaktivität -> blockiert die Knüpfung der Peptidbindung durch Bindung an 50S-UE der bakteriellen 70S-Ribosomen
Wie und bei welchen Organismen wirkt Tetracycline?
Hemmt bakterielle Proteinsynthese an den Ribosomen und dadurch das Wachstum gram-positiver, gram-negativer und vieler zellwandloser Bakterien.
Tetracycline verhindern Anlagerung der Aminoacyl-tRNA an die Akzeptorstellen -> keine Verlängerung der Peptidkette
