Regulation der Genaktivität bei der Tryptophan-Synthese?
Kann mir jemand erklären was ich bei Aufgabe 3 machen soll? Ich verstehe das nicht.
3 Antworten
Na ja, du sollst die Regulation der Genaktivität zur Tryptophan-Synthese, anhand der Abb.4 beschreiben und dabei die Fachsprache verwenden.
Sollen wir das mal zusammen machen und das nächste Mal übst du es selbst.
Links: Das Regulatorgen bewirkt die Bildung eines Repressors. Dieser ist jedoch inaktiv und lagert sich nicht an die DNA an. Die Strukturgene (S1-S5) können abgelesen werden und ihre Genprodukte gebildet werden (Enzym 1...3 und andere). So dass anschließend, mit Hilfe der Genprodukte (Enzyme), Tryptophan gebildet werden kann.
Rechts: Liegt bereits ausreichend Tryptophan vor, lagert sich dieses an die inaktiven Repressormoleküle. Der Repressor verändert seine Struktur. Als in seiner Form verändertes Repressormolekül, ist er nun aktiv und kann sich, im Bereich des Operators, an die DNA anlagern. Dadurch können die Strukturgene nicht mehr abgelesen werden. So können auch keine Genprodukte mehr gebildet werden. Die Herstellung von Tryptophan unterbleibt. Die Regulation der Genaktivität erfolgt durch das Zusammenwirken von Regulator-Gen, Promotor, Operator und Strukturgenen.
Du solltest für diese oder ähnliche Aufgaben also mindestens die Bedeutung folgender Begriffe kennen:
- Operon Modell nach Jacob und Monod
- Regulator-Gen
- Repressor
- Struktugene
- Operator
- RNA-Polymerase
- DNA
- mRNA
- Transkription
- Ribosom
- Translation
LG
Moin,
das ist eine Genregulation nach dem Operon-Modell.
Ein Operon ist eine Funktionseinheit auf der DNA. Es besteht aus einem Promotor (einer besonders geeigneten Ansatzstelle für die Polymerase), dem Operator (einem Abschnitt, der durch einen Repressor blockierbar ist) und den Strukturgenen, die bei der Transkription & Translation zu Enzymen führen). Außerdem gibt es auf der DNA (meist an einer ganz anderen Stelle) noch einen Abschnitt, der eine Vorstufe eines inaktiven Repressors herstellt.
Zur linken Abbildung:
Die Zelle ist bei dieser Art der Genregulation in der Lage, mit Hilfe von Enzymen die Aminosäure Tryptophan (Trp) selbst zu synthetisieren. Im Normalfall passiert das auch, weil die Repressorvorstufe, die hergestellt wird, inaktiviert ist. Weil sie inaktiviert ist, kann sie (in dieser Form) nicht an die Operatorregion binden und den Operator daher auch nicht blockieren. Deshalb dockt die Polymerase ständig am Promoter an und fährt die Strukturgene ab, was letztlich zur Synthese von (in diesem Fall) fünf Enzymen führt. Die Enzyme bilden eine Genwirkkette, was wiederum dazu führt, dass am Ende Tryptophan hergestellt wird.
Zur rechten Abbildung:
Wenn nun aber die Zelle zu viel Tryptophan herstellt oder auf eine Tryptophanquelle außerhalb der Zelle stößt, wäre es nicht gut, Zeit, Material und vor allem Energie darauf zu ver(sch)wenden, weiterhin Tryptophan selbst herzustellen. Darum müssen die Strukturgene, die zur Bildung der Enzyme führen, abgeschaltet werden. Das passiert so, dass sich das Produkt Tryptophan ab einer bestimmten Konzentration in der Zelle an den inaktivierten Repressor bindet. Dadurch wird der Repressor aktiviert. Das bedeutet, er verändert seine Konformation. In der neuen Konformation kann er nun an den Operator binden und diesen dadurch blockieren. Das führt dazu, dass die Polymerase zwar noch immer am Promotor andocken kann, aber weil sie dann am blockierten Operator nicht vorbeikommt, löst sie sich wieder ab, ohne die Strukturgene abgelesen zu haben. Aber dann werden auch nicht mehr die Enzyme 1 bis 5 hergestellt, die aber für die Tryptophansynthese nötig wären. Folglich unterbleibt die Tryptophansynthese.
Die Gene bleiben so lange abgeschaltet, wie der Operator blockiert ist. Wenn irgendwann der Tryptophanspiegel in der Zelle wieder sinkt (zum Beispiel weil die extrazelluläre Quelle ausgebeutet ist und / oder das vorhandene Tryptophan für die Synthese von Proteinen verbraucht wird), benötigt die Zelle irgendwann auch das Tryptophan, das an den Repressor gebunden ist. Verliert der Repressor aber das an ihn gebundene Tryptophan, ändert er erneut seine Konformation und kehrt in seinen inaktiven Zustand zurück. In dieser Form kann er aber nicht am Operator gebunden bleiben, so dass er sich wieder ablöst. Dadurch entsteht wieder die Situation, die auf dem linken Bild zu sehen ist: die Tryptophansynthese setzt wieder ein.
Weil hier also letztlich das Produkt, das am Ende von den Strukturgenen selbst hergestellt wird, für das Abschalten der Gene verantwortlich ist, bezeichnet man diese Form der Genregulation als Endprodukthemmung oder Endproduktrepression.
All das hätte man übrigens ziemlich leicht selbst im Internet herausfinden können...
LG von der Waterkant
Boah is das cool :-) Aber das Bild ist falschrum. Also ich hab da eh keine Ahnung von aber wenn, dann wärs leichter wenns richtigrum drinwäre.
Besser :-) Ja also ich lese daraus, dass das Endprodukt die Produktion seiner Einzelteile verhindert. Somit reguliert sich die Menge der Endprodukte: wenn wenig da, dann auch wenig Herstellungsunterdrückung. Wenn viel da, dann totaler Stopp. So ungefähr.
Ja das habe ich auch gesehen danke :)