VL 12: Positive/negative Transkriptionsregukation

Question 1

Wann findet Genregulation statt?

Answer 1

nur, wenn Rate der Produktion eines Proteins limitiert ist

Kann auf allen Etappen von Gen zum Protein erfolgen

Question 2

Welche Ebenen der Regulation gibt es?

Answer 2

Regulation der Gendosis

Transkriptinosregulation

Question 3

Über welche Prozesse wird die Gendosis reguliert?

Answer 3

Differenzierung von Zellen und Geweben: Gene werden entfernt die nicht benötigt werden

Amplifikaiton: Vermehrung der Gene wenn viel Genprodukt gebraucht wird (nicht vererbbar)

Question 4

Wodurch können rRNAs in der Froschoozyte amplifiziert werden?

Answer 4

Rolling-Cicle-Replikation

–> bilden Extranukleoli (ca. 1000fache Vermehrung der rRNA Gene)

Question 5

Wie funktionieren repressierende Transkriptionsfaktoren?

Answer 5

Negative Kontrolle:

die Transkription wird durch einen Repressor verhindert oder stark eingeschränkt

Question 6

Wie funktionieren aktivierende Transkrpitionsfaktoren

Answer 6

Positive Kontrolle:

die Transkription wird durch einen Aktivator ermöglicht oder sehr verstärkt

Question 7

Welche Faktoren können als Repressoren/Aktivatoren fungieren?

Answer 7

• Proteine
• regulatorische RNAs
• Chromatinzustand

Question 8

Wie sind Transkriptionsfaktoren aufgebaut?

Answer 8

zusammengesetzt aus:
DNA-binding-domain

activation-domain

flexible-protein-domain

Question 9

nenne 4 Beispiele von DNA-bindenden Domänen

Answer 9

Helix-turn-helix (dominierende Familie in Bakterien)

Zinkfinger – dutzende Subtypen

Leucine-zipper / basischer zipper (bZip)

Basische helix-loop-helix (bHLH; auch mit Zipper)

Question 10

Was sind die Eigenschaften von Transkriptionsfaktoren?

Answer 10

modular organisier

aktiv als Dimer (kombinatorisch)

mit spezifischen DNA-Erkennungsstellen

Question 11

Was ist ein Dimer?

Answer 11

Makromolekül, das sich aus zwei gleichartigen Bausteinen (Monomeren) zusammensetzt

Question 12

Wie ist ein Leucin-Zipper TF aufgebaut?

Answer 12

Leu alle 7 AS => gleiche Posi in Helix

2 Helices zusammen bilden Zipper

Zipper hält Helices zusammen, basischer Rest bindet an DNA

Regulation des zellwachstums

Question 13

Welche Typen DNA-bindender Domänen gibt es?

Answer 13

Zinkfinger TF

Leucin-Zipper TF

Helix-turn-helix

Question 14

Wie funktionieren Steroid-Hormonrezeptoren

Answer 14

LBD ist durch Inhibitor blockiert

Hormon wandert aus benachbarter Zelle ein und verdrängt den INhibitor –> bindet selbst an LBD

Hormonrezeptor wandert mit gebundenem Hormin in Zellkern und bindet dort an entsprechende Stelle (Response element) an DNA

Question 15

Was bedeutet LBD

Answer 15

Ligand-Binding-Domain (Hormonrezeptoren)

Question 16

Was bedeutet DBD?

Answer 16

DNA-Binding-Domain (Hormonrezeptoren)

Question 17

Was bedeutet AD?

Answer 17

Variable Region (Hormonrezeptoren)

Question 18

Wie werden Transkriptionsfaktoren aktiviert?

Answer 18

alle Domänen erforderlich –> fehlt Kopf: keine Aktivität

Question 19

Wo binden Transkriptionsfaktoren an der DNA?

Answer 19

im major-groove (10.5 BP)

Question 20

Was ist ein Zinkfinger?

Answer 20

Zwei grundsätzliche Typen:
cys-cys: Steroidhormonrezeptor, 2 Finger
cys-his: 3 finger

Alle koordinieren zink

Können sowohl RNA als auch DNA binden

DNA Bindung durch Alpha helikale strukturen, greifen in die Major Groove der DNA helix

Question 21

Aktivierung von TF in euka / proka

Answer 21

Euka:

• AD wird durch ligand/phosphorilyierung entmaskiert
• TF wir durch Lokalisation aus cytosol in zellkern aktiviert

Proka:
- allosterische Moleküle, verändern DNA Bindung

Question 22

Repression der transkription

Answer 22

Konkurrenz zw aktivator und Repressor

Repressor binden: inhibiert aktivator

Repressor inaktiviert generellen TF

Question 23

Wie wird Spezifität der

Transkription erreicht?

Answer 23

– Transkriptionsfaktor (TF) wird nur dort synthetisiert (Gewebe;
Zelle) wo benötigt
• TFs in der Ontogenese
– TF immer da, muss aber durch Modifikation aktiviert werden
• Heat shock Faktoren - phosphoryliert
• -catenin/armadillo - dephosphoryliert
– Ein Ligand wird für Aktivität/Inaktivität des TFs benötigt
• Hormonrezeptor-TFs im Kern
– TF wird durch Lokalisation inaktiviert (zur Membran)
• Sterol response Faktoren
– TF wird von spezifischem Inhibitor gebunden
• NF-B und I-B
– TF Dimere: Partner bestimmt Aktivität
• eg bHLH und bZip Proteine

Question 24

Allgemeines zu Hormonen

Answer 24

• Hormone sind chemische Botenstoffe
• Aktionsweise
– endokrin – auf distale Zellen
– parakrin – auf benachbarte Zellen
– autokrin – auf die hormonproduzierende Zelle selbst
• Aktiv bei sehr niedrigen Konzentrationen (wenige nM)
• Anzahl: hunderte im Menschen; Funktionen:
– Reproduktion - Östrogen, Testosterone, Progesterone
– Metabolismus - Thyroidhormon, TSH, GH
– Stress - Glucocorticoide, ACTH, CRF
– Blutdruck - Aldosterone, Renin, Angiotensin, Vasopressin
– Calcium-Homöostase - Vitamin D3, Calcitonin, PH
• Vitamine als Hormone
– Vitamin A/ Retinsäure
– Vitamin D3

Question 25

Erbkrankheiten basierend auf Mutationen in Hormonzeptoren:

Answer 25

Steroidhormonrezeptoren:

• ÜberproduktionACTH (AdrenocorticotropesHormon): Cushing’s Syndrom
• Unterproduktionvon ACTH: Addison’s disease

•NichtfunktionellerAndrogenrezeptor:
–Genoptypmännlich, aberäußerlichweiblich

•Glukocorticoidrezeptordefekt: Bluthochdruck; Nierenschäden

AndereRezeptoren:

• Thyroidhormonrezeptordefekt: Attention deficit hyperactivity disorder(ADHD)
• Retinsäurerezeptordefekt: Leukämie