Genregulation

Question 1

Wie sparren Prokaryoten Energie und Ressource?

Answer 1

Sie Sparren Energie und Ressource, indeam sie Proteine nur dann synthetisieren, wenn sie benötigt werden

Question 2

Prinzip der Enerieeffezienz (Prokaryoten; Genregulation)

Answer 2

je früher die Zelle in dem Prozess der Proteinbiosynthese eingreift, desto weniger Energie verschwendet sie

Question 3

Was ist das effektivsten Weg zu Energieeffezienz?

Answer 3

Regulation der Transkription

Question 4

Was sind die zwei vorgehungsweisen für die Genregulation bei Prokaryoten?

Answer 4

1) Substratinduktion
2) Endprodukthemmung

Question 5

Definition: Substratinduktion

Answer 5

ein Regulationsmechanismus bei Prokaryoten, bei dem die Anwesenheit eines bestimmten Substrats die Produktion der dafür benötigten Enzyme aktiviert

Question 6

Die Genregulation (bei prokaryoten, Substratinduktion) erfolgt in Form von…

Answer 6

Operons

Question 7

Was ist ein Operon?

Answer 7

Es ist eine Funktionseinheit auf der DNA Prokaryoten, bstehend aus ein Promotor, ein Operaror und Strukturgenen, die Enzyme für bzw. Proteine synthetisieren, dessen Produkt als Substrat hemmend für den Repressor wirkt

Question 8

Was macht das Regulatorgene?

Answer 8

Das sogennante Regulatorgen codiert für ein Regulatorprotein, was ein Aktivator oder ein Repressor sein kann, welches Einfluss auf die Transkription nimmt

Question 9

Fakt über das Regulatorgen

Answer 9

Das Regulatorgene ist nicht Teil des Operon und muss sich dementsprechend nicht zwingend auf demselben DNA-Abschnitt befinden

Question 10

Was sind Operatoren?

Answer 10

Operatoren sind Teil des Promotors und beitzen eine Bindestelle für ein entsprechendes Regulatorprotein.

Question 11

Was passiert, wenn ein Regulatorproteine sich an der entsprechende Bindetlle an das Operator bindet?

Answer 11

Die Aktivität der RNA-Polymerase wird beeinflusst.

Question 12

Wie viele bindungstelle besitzt das Repressor bzw. Aktivator?

Answer 12

2 Bindungstellen

Question 13

Was sind die 2 Bindungstellen ein Regulatorprotein?

Answer 13

Ein Substratbindungstelle und eine Bindungstelle, damit das Regulatorprotein an das Operator binden kann

Question 14

Was sind die 2 Zustände bei der Genrugaltion durch Substratinduktion?

Answer 14

Entweder ist das Substrat nicht vorhanden und eine Genexpression wird verhindert
oder
das Substrat ist vorhanden und die Gene wird abgelesen

Question 15

Wann ist das Regulatorproteine aktiv bzw. aktiviert?

Answer 15

Das Regulatorprotein sei aktiv, wenn kein Substrat sich daran bindet. Dabei kommt es zu KEINE konformationsänderung, und das Protein (also Repressor oder Aktivator) kann sich an das Operator binden, und die ablesung bzw. Transkription von die Strukturgenen blockieren

Question 16

Wann ist das Regulatorprotein inaktiv bzw. inaktiviert?

Answer 16

Das Regulatorprotein sei inaktiv, wenn ein Substrat sich daran bindet. Dabei kommt es zu einer konformationsänderung, und das Protein (also Repressor oder Aktivator) kann sich nicht an das Operator binden, und die Transkription der Strukturgene wird nicht blockiert, und es entstehen Enzyme die für die Synthese von den Substrat benötigt bzw. notwendig sind

Question 17

Definition: Endprodukthemmung

Answer 17

Dabei hemmt das gebildet Endprodukt in hoher Konzentration einer Stoffwechselkette seine eigene Produktion.

Question 18

Wieso handelt es sich um ein Selbstregulierndes Sytsem?

Answer 18

Bei einer hoher Konzentration des Endprodukts wird die Gene nicht abgelesen

Bei einer geringere Konzentration des Endprodukts wird die Gene abgelesen

Question 19

Wann ist das Regulatorproteine inaktiv? (Endprodukthemmung)

Answer 19

Das Regulatorprotein sei inaktiviert, wenn kein Endprodukt daran bindet. Dadurch kann es an seine Bindestelle an das Operator nicht binden, da die anhand ihre Oberflächenstruktur nicht zueinander passen, und die Gene, also die Struktur gene, wird abgelesen und es kommt zur entstehung des Produktes

Question 20

Wann ist das Regulatorprotein aktiv?

Answer 20

Das Regulatorprotein sei aktiviert, wenn ein Endprodukt sich daran bindet. Dadurch kommt es zu einer Konformationsänderung, indem sich das Protein sich so verändert, dass es an seine Bindestelle an Operatorbinden kann. Es hemmt dadurch, dass die Strukturgene nicht abgelesen werden kann, und es kommt zu keine weitere entstehung des Endprodukts

Question 21

Wie ist die Genregulation bei Eukaryoten?

Answer 21

Während die Steuerung der Genexpression bei Prokaryoten vor allem auf der Ebene der Transkription stattfindet, ist es bei Eukaryoten deutlich komplexer und erfolgt auf mehreren Ebenen.

Question 22

Auf welcher Ebenen kann die Genregulation bei die Eukaryoten stattfinden)

Answer 22

• Chromatin
• DNA
• Transkription
• RNA-Prozessierung
• mRNA
• Translation
• Protein

Question 23

Genregulation: Chromatin

Was ist das Chromatin?

Answer 23

Chromatin ist ein Material, aus dem die Chromosomen bestehen

Question 24

Genregulation: Chromatin

Aus was besteht das Chromatin?

Answer 24

Aus DNA und Histone

Question 25

Genregulation: Chromatin Was ist ein Histon?

Answer 25

Ein Histon ist ein Oktamere, was sich also aus 8 Bausteine zusammensetzt. Die Histone bestehen jedoch auch aus 2 Aminosäuren, Lysin und Argenin, die beide stark positiv geladen sind. d.h. also, dass das Histon positiv geladen ist

Question 26

Genregulation: Chromatin Was für eine Ladung trägt die DNA und wieso?

Answer 26

Die DNA ist negativ geladen, da sie aus Phosphatgruppen besteht

Question 27

Genregulation: Chromatin Was ist ein Nucleosom?

Answer 27

Unter diesem Begriff versteht man die Einheit aus dem Histonproteinkomplex und der darum gewundenen DNA

Question 28

Genregulation: Chromatin Heterochromatin

Answer 28

besonders Dichtverpacktes Chromatin

Question 29

Genregulation: Chromatin Euchromatin

Answer 29

Wniger dicht verpackter Chromatin

Question 30

Genregulation: Chromatin Was kann bei der aufgelockerten Form des Chromatins geschehen?

Answer 30

Es können bestimmte Proteine, die sogennante Transkriptionsfaktoren, an die DNA binden und so die Transkription im gang setzen

Question 31

Genregulation: Chromatin Fakten

Answer 31

Wenn das chromatin dicht verpackt ist, bzw. wenn heterochromatin in der Zelle vorkommt, können keine Transkriptionsfaktoren daran binden, und es kann nicht mehr abgelesen werden. Kann gut und schlecht sein

Question 32

Genregulation: Chromatin Wie kann das Chromatin gelockert werden?

Answer 32

Durch Acetylierung

Question 33

Genregulation: Chromatin Was ist Acetylierung? (+ welches Enzym wird benötigt)

Answer 33

Die Übertragung eine Acetylgruppe (negativ) auf die Lysinreste der Histone, mithile des Enzymes Histon-Acetyltransferasen

Question 34

Genregulation: Chromatin Was passiert infolge eine Acetlyierung bzw Phosphorylierung?

Answer 34

Durch die übertragung von eine negativ geladene Gruppe wird die positiv Ladung der Lysinreste neutralisiert, was die Wechselwirkung zwischen die Histone und der negativ gelandenen DNA verringert

Question 35

Genregulation: Chromatin Was ist eine Mythelierung?

Answer 35

Eine Methylgruppe wird auf das Histon übertragen und bindet an das Lysinrest. Eine Methylgruppe hat eine positive Ladung. Durch die Bindung dieser Gruppe an das Histon wird die positivie Ladung des Histons verstärkt, und die Anzeihungskräfte zwischen die DNA und das Histon wird verstärkt, was dazu führt, dass das Chromatin dichterverpackt wird.

Question 36

Genregulation: DNA Was bezeichnet die Mythelierung bzw. welche Auswirkung hat das?

Answer 36

Die DNA Mythelierung führt dazu, dass keine Transkription stattfindet. - Enzym DNA-Methyltransferase - Übertragung der Methylgruppe auf der 5. Kohlenstoffatom der Base Cytosin - Neben Cytosin liegt Guanin - In Promotor nähe - Ziehen weitere Proteine an, die die Transkription repressieren

Question 37

Genregulation: Transkription Was passiert normalerweise?

Answer 37

Damit die RNA-Polymerase an den Promotor des Gens binden kann, müssen zuerst die Tranksriptionsfaktoren binden, um die RNA-Polymerase zu stabilisieren und binden zu lassen. Die allgemeinen Transkriptionsfaktoren binden nacheinander an der DNA und sorgen dafür, dass die RNA-Polymerase an den Promotor binden kann. Durch sie wird die DNA entwunden und die beiden Einzelstränge werden getrennt, sodass die Transkription stattfinden kann.

Question 38

Genregulation: Transkription Was für andere Regionen befinden sich an ein DNA Strang?

Answer 38

Ein Enhancer und ein Silencer

Question 39

Genregulation: Transkription Was macht ein Enhancer?

Answer 39

An ein Enhancer binden Aktivatorproteine und fördern so die Genexpression

Question 40

Genregulation: Transkription Was macht ein Silencer?

Answer 40

An ein Silencer binden Repressorproteine und hemmen die Genxpression

Question 41

Genregulation: Transkription Fakt

Answer 41

Die 2 Regionen, Enhancer und Silencer, sind weiter entfernt von den Promotorregion

Question 41

Genregulation: Transkription Was macht ein Enhancer, nach der Bindung von Aktivatorproteine?

Answer 41

- Bilden Schleifen - Näher an den Promotor - Aktivator bindet an die RNA-Polymerase II, und es beschleunigt die Transkription - Stabilisiert die RNA-Polymerase, sodass die Transkription schneller und effizienter abläuft - Enhancer rekrutieren (بجمع) Chromatin-Remodeling-Enzyme, die das Chromatin lockern

Question 42

Genregulation: Transkription Was macht ein Silencer?

Answer 42

Silencer hingegen wirken entgegengesetzt, indem sie Repressor-Proteine binden, die entweder die RNA-Polymerase blockieren oder das Chromatin verdichten, wodurch das Gen weniger oder gar nicht mehr abgelesen wird. → Durch das Silencer können die aktivatorproteine nicht mehr an die Enhancer Region binden Ohne Silencer wären zu viele Gene aktiv

Question 43

Genregulation: RNA Prozessierung Was ermöglicht das alternatives Spleißen?

Answer 43

Alternatives Spleißen ermöglicht eine enorme Vielfalt an Proteinen auf der Grundlage weniger Gene.

Question 44

Genregulation: RNA Prozessierung Was ist spleißen?

Answer 44

Exons sind codierenden Bereichen, und die werden von Introns, die nicht codierenden Bereichen, unterbrochen. Die Introns werden nach der Transkription noch im Zellkern aus der prä-mRNA durch Spleißosome herausgeschnitten. Die herausgeschnittenen Introns werden abgebaut und die Exons werden anschließend wieder zusammengefügt.

Question 45

Genregulation: RNA Prozessierung Was sind Isoformen?

Answer 45

Alternatives Spleißen führt dazu, dass viele Proteine in zahlreichen Varianten vorkommen. Diese werden als Protein-Isoformen bezeichnet

Question 45

Genregulation: RNA Prozessierung Was ist das Alternatives Spleißen?

Answer 45

Es können auch von einer mRNA mehrere Proteine entstehen. Beim Zusammenfügen der Exons kann es zur Umorientierung, Umlagerung oder auch zum Auslassen von Exons kommen, sodass unterschiedliche mRNA’s entstehen und sich die Zahl des möglichen Proteins erhöht.

Question 46

Genregulation: mRNA Was wird hier gehemmt?

Answer 46

Hier wird die Translation gehemmt

Question 47

Wie wird die

Answer 47

- dsRNA wird durch das Dicer in siRNA zerlegt - die siRNA wird mithilfe von das Protein TRBP auf ein weiteren Enzymkomplex, RISC, übertragen - TRBP geht in Bindung mit das RISC komplex - AGO II katalysiert die entspiralisieren der doppelsträngigen siRNA zu einzelsträngen - Die Endo Nuclease Aktivität bewirkt, dass einer der beiden einzelstränge abgebaut wird (sense-Strang) - Leitstrang, Anti-Sense Strang, enthält komplementären Basen zu die Ziel mRNA. Die mRNA, deren Translation gestoppt werden soll - Das Enzymkomplex Risc, mit den antisense Strang bindet an die komplementäre mRNA Sequenzen (Endonuklease) - mRNA wird durch die Endonuklease in kleinen Fragmenten geschnitten, und es kann nicht mehr translatiert werden.