Genetik Flashcards
Zentrales Dogma der Molekularbiologie
Wenn (sequenzielle) Information einmal in ein Protein übersetzt wurde, kann sie dort nicht wieder herausgelangen
Wie funktioniert das Laktoseoperon?
Transkription der lacGene ist durch Repressor an Operator blockiert, durch Bindung eines Induktors wird Repressor inaktiviert
Wie wird die Translation an einem Operon initiiert?
Ribosomenbindungsstelle (Shine-Dalgarno-Sequenz) durch Ribosomal Protein 1, 70S-Ribosom bindet an mRNA
Wie viele Operone hat E.coli?
ca. 700, 3-4 Gene pro Operon (55% des Genoms)
Überoperon
ribosomales Superoperon (ca. 50 Gene)
Welche Regulationsmechanismen gibt es?
keine Kontrolle, Kontrolle der Enzymaktivität, Translationskontrolle,Transkriptionskontrolle
Wie kann die Expression durch DNA-Strukturänderung kontrolliert werden?
Kopienzahl der Gene, Methylierung, Rekombination, Superhelikalität
Wie kann die Expression über die mRNA kontrolliert werden?
Stabiltät (Halbwertszeit)
Wie kann die Expression über die Translation kontrolliert werden?
RNA-Bindeproteine, regulatorische sRNA
Wie kann posttranslational die Expression gesteuert werden?
kovalente Modifikationen, allosterische Regulation, Proteinabbau
Was macht Dam-Methylase?
methyliert Adenin-Rest der GATC-Sequenz (Replikationsursprung), nach Replikation kann DNA-Polymerase nicht mehr an hemimethylierte DNA binden, die neuen Stränge können dann wieder methyliert werden (Epigenetischer Mechanismus, um Phasenvariation zu kontrollieren, Teil eines Reparaturmechanismus, um Basenfehlpaarung zu markieren)
Wie funktioniert die Phasenvariation bei Flagellaproteinen von Salmonella enerica?
wird Hin-Rekombinase synthetisiert, bindet sie an Hix-Sequenzen, sodass Promotor falsch orientiert ist, danach wird statt H2-Flagellin H1-Flagellin exprimiert
DNA-Superhelikalität (Supercoiling)
durch Spannung entstehen mehr Windungen, dadurch entsteht eine Superspirale um histonähnliche Ankerproteine, wird ein Strang gespalten, löst sich die Superspiralisierung
Was macht Typ-1-Topoisomerase?
spaltet einen Strang der superspiralisierten Doppelhelix, fügt den anderen Strang durch den Bruch und fügt die Enden wieder zusammen: Helix hat in diesem Bereich eine Superspirale weniger
Was macht DNA-Gyrase?
fügt negative Supercoil-Windungen unter ATP-Verbrauch ein
Was macht der Sigma-Faktor?
erkennt den Promotor und die Initiationsstelle, damit Transkription beginnen kann
Wie kann die Transkription negativ reguliert werden?
Stamm-Schleife (umgekehrte Wiederholungssequenzen) in der RNA unmittelbar vor einer Folge von Uracilresten führt zu Termination der Transkription
Wie erfolgt die Promotorerkennung bei Archaea?
Tata-Bindeprotein bindet an Tata-Box, TFB bindet an BRE und an INIT (Initiatorelement), dann bindet RNA-Polymerase
Welche Transkriptionsregulatoren binden DNA?
Zinkfinger, Leucinreißverschluss, Helix-Turn-Helix-Motiv
Wie funktioniert das Argininoperon?
Negative Regulation (Corepressor Arginin aktiviert Repressor, sodass Transkription blockiert wird) - oft bei Biosynthesewegen
Wie funktioniert das Maltoseoperon?
Positive Regulation: Induktor (Maltose-Zucker) bindet an Maltoseaktivatorprotein, welches an Aktivatorbindestelle bindet, sodass RNA-Polymerase an Promotorsequenz bindet
Polysomen
mRNA mit linearer Ansammlung von Ribosomen
Was ist das allosterische Enzym?
Endprodukt einer Enzymkette hemmt Enzym 1 dieser Kette (allosterisches Enzym)
Beispiele für kovalente Proteinmodifikation
Phosphorylierung, Adenylierung, Methylierung, Acetylierung
Wie ist das Genom von Prokaryoten, einzelligen Eukaryoten und multizellulären Eukaryoten aufgebaut?
- Prokaryoten: Gene größtenteils hintereinanderweg
- Eukaryoten: einzellig: relativ kompakt
- mehrzellig: sehr ausgedehnt, viele nicht-codierende Bereiche
Erkläre einen Riboswitch
Regulation auf Translationsebene: ein spezifischer Metabolit verändert die Sekundärstruktur der RNA auf der Domäne des Riboswitch (liegt vor Shine-Dalgarno-Sequenz), sodass das Ribosom entweder nun binden (Antiterminatior- ON) oder nicht mehr binden (Terminator - OFF) kann
Erkläre Attenuation am Beispiel der Tryptophan-Synthese (was ist bei Trp-Überschuss, was bei Mangel?)
- bei Tryptophanüberschuss translatiert das Ribosom das gesamte Leaderpeptid, es bildet sich spät eine RNA-Schleife, sodass Transkription beendet wird, bevor Gene für Trp-Biosynthese erreicht werden
- bei Tryptophanmangel kann das Leaderpeptid nicht fertig translatiert werden (kein Trp da), sodass sich schon eher eine RNA-Schleife bildet, die Transkription setzt sich fort, damit Strukturgene für Trp-Biosynthse transkribiert werden
