Vorlesung 10a Flashcards

Regulationsmechanismen in Bacteria und Archaea Sensen von Umweltsignalen -DNA Bindeproteine -Operonkonzept -Lac-Operon -Katabolitregulation -Attenuation (Schleifenbildung)

1
Q

Welche Regulatarischen Ebenen gibt es?

A
  • Proteine: Modifikation von Enzymaktivitäten
  • Transkription
  • Translation
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2
Q

Welche regulatorischen Prinzipien kommen auf Proteinebene vor?

A

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

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3
Q

Welche regulatorischen Prinzipien kommen auf Transkriptionsebene vor?

A
  • positiv: Aktivierung
  • negative: Repression
  • ncRNAs
  • Riboswitches
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4
Q

Welche regulatorischen Prinzipien kommen auf Translationsebene vor?

A
  • ncRNAs
  • Riboswitches
  • Attenutation (Trp-Operon)
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5
Q

Operonkonzept:

A
  • nur bei Prokaryoten
  • Serie von hintereinandergeschalteten Genen
  • Alle Gene in einer einzigen mRNA transkribiert: –> polycistronische mRNA
  • Besteht aus: Regulator, Operator und Promotor, Strukturgenen
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6
Q

Was ist RNA -Seq-Technologie?

A

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

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7
Q

Eigenschaften DNA-Bindende Proteine:

A
  • bestehen aus Helix-turn-helix Motif aus 60 AS
  • aus stabilisierenden Helixes (2) und Erkennungshelix (1)
  • Binden an DNA z.B. Aktivatoren/ Repressoren
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8
Q

Aktivator:

A
  • 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
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9
Q

Welche zwei Fälle lassen sich beim Repressor unterscheiden?

A
  • Repression

- Induktion

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10
Q

Repression

A
  • 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
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11
Q

Induktion:

A
  • esliegt ein aktiver Repressor vor, der an Operator gebunden ist
  • -> keine Transkription
  • Substratinduktion (Lactose) bidet an Repressor –> Inaktivierung
  • -> Transkription
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12
Q

Wodurch erhöht sich die Anzahlt an Regulationsmöglichkeiten?

A

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

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13
Q

Schleifenbildung

A

-durch Wechselwirkung Promotor mit RNA-Polymerase

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14
Q

Funktion Schleifenbildung

A
  • zur verstärkten repression (mehrer Lac Repressoren zwischen mehreren Operons)
  • spezifische Abschnitte auf Operon können abgelesen werden
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15
Q

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

A
  • lacZ –> ß-Galactoisdase
  • lacY –> Permease
  • lacA –> Acetylase
  • lacI –> Sitz Repressor
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16
Q

Diauxie?

A

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

17
Q

Katabolitrepression?

A

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

18
Q

Was ist der Indukter beim Lac-Operon?

A

-Allolaktose bindet an Repressor –> der inaktiv

19
Q

Wie entsteh die Allolaktose?

A

-Transferasenebenaktivität der ß-Galactosidase

20
Q

Was ist der Trivialname der ß-Galactosidase

A

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

21
Q

Was macht die CRP-Selle und wo liegt sie?

A
  • Auf dem Operon vor dem Promotor
  • wichtig bei Anwesenheit Glucose
  • wichtig bei Katabolitrepression
22
Q

Was passiert bei der Katabolitrepression am Lac-Operon?

A
  • Glukose nicht vorhanden wird ATP zu cAMP durch Adenylatzyklase
  • bei viel cAMP bindet es an CRP-Dimer (Aktivator)
  • volle Trankription der Lac-Gene
23
Q

Was machen Aktivatoren?

A
  • erhöht die Frequenz um Genabzulesen

- ohne dauert das Ablesen länger

24
Q

Was beeinflusst die Lac-Operon Transkription also:

A
  • Anwesenheit von Glukose

- Anwesenheit von Allolactose

25
Wann ist das Lac-Operon aktiv bzw. nicht aktiv?
- 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
26
Wie viel cAMP müssen an ein CRP binden?
2
27
Wie wird die Tryptohanbiosynthese reguliert?
- Attenuation | - -> Loop-Bildung
28
Wo befindet sich die Promotorsequenz ?
-35 bis -10 oder Pribnow Box
29
Was in der RNA-Polymerase erkennt den Promotor?
-σ-Faktor
30
Woraus besteht die RNA-Polymerase?
-2 alpha, 2betta, ein ohmega-Einheit und einem sigma-Faktor
31
die 7 wichtigsten Sigmafaktoren in E. coli:
- 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
32
Was machen σ-Faktorne
Regulieren unterschiedliche Prozesse