Genregulation bei Prokaryoten?
Hallo!
Habe vor kurzem die Schule gewechselt und habe daher kein Nachschlagewerk/Schulbuch.
Kann mir jemand bei der 3. Aufgabe also helfen?
Die ersten beiden habe ich durch das Internet schon.
Danke im Voraus!
3 Antworten
In der Aufgabe 3 ist nicht ganz klar, warum es im Diagramm drei Phasen gibt, nämlich die Phasen a, b und c. Sinn macht eigentlich nur die folgende Interpretation:
In Phase a befinden sich die Bakterien in einem Arginin-losen Mangel-Medium. Sie synthetisieren dann eine große Menge des Enzyms Arginin-Synthetase, und diese wiederum sorgen für einen großen Anstieg der Konzentration von Arginin in den Bakterien.
In Phase b hat man die Bakterien in ein Arginin-reiches Medium umgesetzt, und die Herstellung der Arginin-Synthetase geht deutlich zurück, da sie ja jetzt nicht mehr gebraucht wird, weil im Medium ja genug Arginin vorhanden ist. Selbstverständlich steigt die Konzentration des Arginins in den Bakterienzellen trotzdem weiter an.
In Phase c befinden sich die Bakterien wieder in einem Arginin-losen Mangelmedium, wodurch zunächst die Arginin-Konzentration in den Zellen etwas abnimmt, aber schon kurz darauf wird wieder Arginin-Synthetase von den Bakterien hergestellt, so dass die Arginin-Konzentration nicht mehr weiter zurück geht, obwohl es ja für die Protein-Synthese verbraucht wird: die Arginin-Synthetase liefert immer wieder Arginin nach ...
Und jetzt zu dem Modell von Jakob und Monod: wenn sich die Bakterien in dem Mangel-Medium befinden, wird das Gen für die Arginin-Synthetase stark aktiviert, da der Arginin-Repressor ohne gebundenes Arginin, und solches ist ja nicht vorhanden, inaktiv ist. Nach dem Umsetzen in Arginin-reiches Medium bindet der Repressor Arginin und wird dadurch aktiv - in der ja in der Aufgabe verlangten Zeichnung kannst Du das so darstellen, dass der Repressor nach binden von Arginin seine Form derart verändert, dass er jetzt auf den im Promotor gelegenen Operator passt - so wird dann die Ablesung des Arginin-Synthetase-Gens blockiert.
Nach einer weiteren Umsetzung zurück in das Arginin-Mangel-Medium verlieren die Repressor-Moleküle die an sie gebundenen Arginin-Moleküle wieder und werden dadurch wieder inaktiv - das Arginin-Synthetase-Gen wird dann wieder abgelesen ...
Wenn du das- wie in der Aufgabe gefordert- nun mit dem Operon Modell erläutern willst, könntest du zum Beispiel noch erwähnen, dass die Arginin- Synthetase durch die Endprodukthemmung reguliert wird. Das heißt, die Strukturgene, die für die Synthetase codieren werden nur abgelesen, wenn nicht genügend Arginin vorhanden ist. Ansonsten werden sie vom Repressor (an den das Arginin bindet) blockiert. So kommt es am Ende (Phase C) zur Ausbalancierung.
a: Produktion der Arg-Synthease steigt stark an
das hat natürlich zur Folge, dass der Arg-Gehalt auch ansteigt
b: Arg-Gehalt steigt, erreicht ein Maximum
da genügend Arg vorhanden ist, wird Synthese des Enzyms verringert (vgl. Endproduktrepression)
c: Arg-Gehalt sinkt, daraufhin wird Synthese der Arg-S wieder angekurbelt
dann wird Arg-Sythease gleichmäßig produziert ---> der Arg-Gehaltbleibt gleich
Phase a.Overshot der Enzymproduktion