Genregulation bei Eukaryoten

Question 1

Zähle die Formen der Genregulation bei Eukaryoten auf!

Answer 1

1. Regulation der Existenzdauer von Proteinen
2. Regulation der Prozessierung
3. Regulation der Transkription
4. Regulation der Translation

Question 2

Regulation der Existenzdauer von Proteinen

Answer 2

1. Enzym befestigt das Protein Ubiquitin an einem Lysinrest des Proteins, welches abgebaut werden soll
2. Bildung einer Ubiquitinkette
3. Ubiquitinkette wird von dem Proteasom, einem großen Proteinkomplex, erkannt und gebunden
4. Ubiquitin wird freigesetzt
5. Proteasom entfaltet das abzubauende Protein und zerlegt es unter ATP-Verbrauch in kurze Peptide

Question 3

Regulation der Prozessierung

Answer 3

Durch alternatives Spleißen

prä-mRNA wird je nach Bedarf unterschiedlich prozessiert

Zusätzlich zu den Introns werden Exons aus der prä-mRNA geschnitten

Führt zu unterschiedlichen mRNAs und Proteinen

Verschiedene Gene können von einem einzelnen Gen codiert werden

Question 4

Was sind die verschiedenen Formen der Regulation der Transkription?

Answer 4

1. TATA-Box
2. Enhancer-Sequenz
3. Silencer-Sequenz

Kombination der Faktoren bestimmt die Transkriptionsrate

Question 5

Regulation der Transkription: TATA-Box

Answer 5

Am Promotor eines eukaryotischen Gens: Erkennungssequenz + TATA-Box

Erkennungssequenz: wird von der RNA-Polymerase erkannt

TATA-Box: A-T-Basebsequenz

Verschiedene Transkriptionsfaktoren müssen sich an der DNA anlagern, damit die eukaryotische RNA-Polymerase II an den Promotor eines Gens binden und die Transkription in Gang setzten
kann

Bildung eines Transkriptionskonolexes

Question 6

Regulation der Transkription: Enhancer-Sequenz

Answer 6

Kurze DNA-Sequenz am Promotor

Funktion: positive Regulation, Beschleunigung

Bestimmte Transkriptionsfaktoren binden an Enhancer-Sequenz: Transkriptionsrate wird erhöht

Question 7

Regulation der Transkription: Silencer-Sequenz

Answer 7

Kurze DNA-Sequenz am Promotor

Funktion: negative Regulation, Verzögerung

Bestimmte Transkriptionsfaktoren binden an Silencer-Sequenz: Transkriptionsrate wird vermindert

Question 8

Welche Formen der Regulation der Translation gibt es?

Answer 8

1. Blockade durch mikro-RNAs (miRNA)
2. Modifizierung der cap-Gruppe am 5’-Ende der mRNA
3. direkte Blockade durch Repressorproteine

Question 9

Regulation der Translation: Blockade durch mikro-RNAs

Answer 9

Einige der nicht-codierenden Regionen werden transkribiert

1. miRNAs werden als längere Vorstufen transkribiert und in mehreren Schritten durch Dicer-Proteinkomplexe zu doppelsträngigen miRNAs zerschnitten werden
2. Durch weitere Proteine in einzelsträngige RNA-Fragmente zerlegt und zu ihrer Ziel-mRNA geleitet
3. einzelsträngige miRNA zur Ziel-mRNA komplementär: Translation der mRNA wird blockiert und enzymatisch abgebaut

Question 10

Regulation der Translation: Modifizierung der cap-Gruppe am 5’-Ende der mRNA

Answer 10

mRNA, die ein unmodifiziertes GTP-Molekül enthält, wird nicht translatiert

Question 11

Regulation der Translation: direkte Blockade durch Repressorproteine

Answer 11

Repressorproteine können Translation direkt hemmen

Bestimmte Stoffe, die sich an den Repressorproteine binden sorgen dafür, dass der Repressor seine Struktur verändert und sich von der mRNA löst

Stoffe sorgen selber dafür, dass Enzyme hergestellt werden, die sie abbauen

Enzyme werden nur dann synthetisiert, wenn sie gebraucht werden