Vorlesung 10a

Question 1

Welche Regulatarischen Ebenen gibt es?

Answer 1

• Proteine: Modifikation von Enzymaktivitäten
• Transkription
• Translation

Question 2

Welche regulatorischen Prinzipien kommen auf Proteinebene vor?

Answer 2

-posttranslationale Modifikationen:
reversibel (Phoshorylierung,Adenylierung…);
permanent (Abbau; Oxidation von FeS-Zentren)
-allosterische Veränderungen

Question 3

Welche regulatorischen Prinzipien kommen auf Transkriptionsebene vor?

Answer 3

• positiv: Aktivierung
• negative: Repression
• ncRNAs
• Riboswitches

Question 4

Welche regulatorischen Prinzipien kommen auf Translationsebene vor?

Answer 4

• ncRNAs
• Riboswitches
• Attenutation (Trp-Operon)

Question 5

Operonkonzept:

Answer 5

• nur bei Prokaryoten
• Serie von hintereinandergeschalteten Genen
• Alle Gene in einer einzigen mRNA transkribiert: –> polycistronische mRNA
• Besteht aus: Regulator, Operator und Promotor, Strukturgenen

Question 6

Was ist RNA -Seq-Technologie?

Answer 6

Bestimmung der Nukleotidabfolge der RNA bezeichnet, die auf Hochdurchsatzmethoden (Next-Generation Sequencing) basiert
-misst die Konzentration der mRNA in verschiedenen experimentellen Bedingungen

Question 7

Eigenschaften DNA-Bindende Proteine:

Answer 7

• bestehen aus Helix-turn-helix Motif aus 60 AS
• aus stabilisierenden Helixes (2) und Erkennungshelix (1)
• Binden an DNA z.B. Aktivatoren/ Repressoren

Question 8

Aktivator:

Answer 8

• sitzt vor RNA-Polymerase
• Aktivatorprotein bindet am Promotorbereich
• Promotoren von aktivierbaren Genen oft schwach affin zu RNA-Polymerase
• Aktivator verbessert Affinität zu RNA-Polymerase –> Ablesen Strukturgene

Question 9

Welche zwei Fälle lassen sich beim Repressor unterscheiden?

Answer 9

• Repression

- Induktion

Question 10

Repression

Answer 10

• es liegt ein inaktiver Repressor vor
• durch anstieg Konzentration Tryptophan (Endproduktrepression), Bindung davon an Repressor
• aktiver Repressor bindet an Operator
• kein Ablesen RNA-Polymerase –> keine Transkription

Question 11

Induktion:

Answer 11

• esliegt ein aktiver Repressor vor, der an Operator gebunden ist
• -> keine Transkription
• Substratinduktion (Lactose) bidet an Repressor –> Inaktivierung
• -> Transkription

Question 12

Wodurch erhöht sich die Anzahlt an Regulationsmöglichkeiten?

Answer 12

-Das Aktivatoren bis zu 200 bp stromaufwärts vom Promotor binden können, somit auch RNA-Polymerase

Question 13

Schleifenbildung

Answer 13

-durch Wechselwirkung Promotor mit RNA-Polymerase

Question 14

Funktion Schleifenbildung

Answer 14

• zur verstärkten repression (mehrer Lac Repressoren zwischen mehreren Operons)
• spezifische Abschnitte auf Operon können abgelesen werden

Question 15

welche Strukturgene besitzt das Lac-Operon? (in Reihenfolge)

Answer 15

• lacZ –> ß-Galactoisdase
• lacY –> Permease
• lacA –> Acetylase
• lacI –> Sitz Repressor

Question 16

Diauxie?

Answer 16

-Abbau zucker besser zu verstoffwechseln
-dann umschalten auf anderen Zuckerabbau
-In Gegenwart mehrerer Kohlenhydratquellen werden zunächst die energie-
reichsten Substrate verwertet

Question 17

Katabolitrepression?

Answer 17

-Anwesendheit einer bevorzugten Kohlenhydratquelle verhindert die
Synthese von Enzymen für die Verwertung anderer Kohlenhydrate

Question 18

Was ist der Indukter beim Lac-Operon?

Answer 18

-Allolaktose bindet an Repressor –> der inaktiv

Question 19

Wie entsteh die Allolaktose?

Answer 19

-Transferasenebenaktivität der ß-Galactosidase

Question 20

Was ist der Trivialname der ß-Galactosidase

Answer 20

-Lactase – > Spaltung Lactose an ß-1-4 -Bindung

Question 21

Was macht die CRP-Selle und wo liegt sie?

Answer 21

• Auf dem Operon vor dem Promotor
• wichtig bei Anwesenheit Glucose
• wichtig bei Katabolitrepression

Question 22

Was passiert bei der Katabolitrepression am Lac-Operon?

Answer 22

• Glukose nicht vorhanden wird ATP zu cAMP durch Adenylatzyklase
• bei viel cAMP bindet es an CRP-Dimer (Aktivator)
• volle Trankription der Lac-Gene

Question 23

Was machen Aktivatoren?

Answer 23

• erhöht die Frequenz um Genabzulesen

- ohne dauert das Ablesen länger

Question 24

Was beeinflusst die Lac-Operon Transkription also:

Answer 24

• Anwesenheit von Glukose

- Anwesenheit von Allolactose

Question 25

Wann ist das Lac-Operon aktiv bzw. nicht aktiv?

Answer 25

• nicht aktiv: keine Glukose und keine Lactose
• -> Repressor aktiv, bindet an Operator
• nicht aktiv: Glukose und keine Lactose –> Repressor aktiv, kaum cAMP
• aktiv: keine Glucose, aber Lactose –> cAMP ausreichend da, inaktiver Repressor
• vermutlich auch aktiv : Glucose und Lactose vorhanden –> nur sehr langsam, kaum cAMP

Question 26

Wie viel cAMP müssen an ein CRP binden?

Answer 26

2

Question 27

Wie wird die Tryptohanbiosynthese reguliert?

Answer 27

• Attenuation

- -> Loop-Bildung

Question 28

Wo befindet sich die Promotorsequenz ?

Answer 28

-35 bis -10 oder Pribnow Box

Question 29

Was in der RNA-Polymerase erkennt den Promotor?

Answer 29

-σ-Faktor

Question 30

Woraus besteht die RNA-Polymerase?

Answer 30

-2 alpha, 2betta, ein ohmega-Einheit und einem sigma-Faktor

Question 31

die 7 wichtigsten Sigmafaktoren in E. coli:

Answer 31

• σ70 der wichtigste houSe keeping (exp. Wachstum), rpoD
• σ54 Stickstoffregulation (Nitrogen) rpoN Promotorregion: -24 bis -12 (Ausnahme)
• σ32 (H) heatshock roH für Reperaturmechanismen
• σ28 Gene für Flagellen-Synthese
• σ38 (S) stationäre Phase rpoS
• σ24 Membranaufbau E
• σ18 Eisentransport Fecl

Question 32

Was machen σ-Faktorne

Answer 32

Regulieren unterschiedliche Prozesse