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Auf dieser Seite erklären wir euch, was es mit der Genregulation auf sich hat. Hierfür werden folgende Begriffe definiert und erklärt: Prokaryoten Substratinduktion am Beispiel des lac-Operons (Abbau von Laktose) Endproduktrepression am Beispiel des trp-Operons (Synthese von Tryptophan) Eukaryoten Die genetischen Informationen in den Zellen eines Organismus unterscheiden sich nicht voneinander. Dabei gibt es doch viele verschiedene Zelltypen mit unterschiedlichen Funktionen und Aufgaben! Dazu sind unterschiedliche Enzymausstattungen in den Zellen notwendig. Diese entstehen dadurch, dass nicht alle Gene in den Zellen immer zum Einsatz kommen, sondern diese zum Teil gehemmt werden, wenn die entsprechenden Enzyme nicht gebraucht werden. Zur Einführung in das Thema Prokatyoten solltest du dir das Lernvideo zu diesem Thema anschauen! Endprodukthemmung? (Schule, Musik, Biologie). Bei Prokaryoten, wie zum Beispiel dem Bakterium Escherichia coli, spricht man bei der Genregulation vom sogenannten Operon-Modell. Auf der Ebene der DNA liegen dabei in einem Operon bestimmte Genabschnitte hintereinander: Promotor: Bindungsstelle innerhalb des Operons für die RNA-Polymerase Operator: Bindungsstelle innerhalb des Operons für den Repressor Strukturgene: Codieren für spezifische Enzyme Vor diesem Operon gibt es noch ein sogenanntes Regulatorgen, welches für einen Repressor codiert und etwas weiter entfernt liegen kann.
Wichtige Inhalte in diesem Video Was ist die Genregulation eigentlich und wie funktioniert sie bei Prokaryoten und Eukaryoten? All das und was Operon-Modelle in der Biologie sind und welche Rolle Promoter spielen, erfährst du hier und im Video! Genregulation einfach erklärt im Video zur Stelle im Video springen (00:14) Die Genregulation ist für die Steuerung der Genaktivität verantwortlich. Unterschied zwischen Substratinduktion und Endproduktrepression? (Schule, Biologie, Bio). Sie bestimmt also, ob und wie oft ein Gen abgelesen wird und legt dadurch fest, welche Proteine hergestellt werden ( Genexpression). Der Vorgang ist notwendig, da zwar alle Körperzellen die gleiche genetische Ausstattung, jedoch unterschiedliche Funktionen haben. Durch die Regulation kann sichergestellt werden, dass nur die Proteine produziert werden, die der Körper braucht. Die restlichen Gene sind ausgeschaltet, um Energie zu sparen. Einige Gene sind deshalb nur in besonderen Situationen, beispielsweise beim Verzehr bestimmter Nahrungsmittel, aktiv. Die Genregulation kann an unterschiedlichen Punkten der Proteinbiosynthese, also der Herstellung von Proteinen aus den genetischen Informationen, stattfinden: direkt ins Video springen Genregulation Übersicht Genregulation Definition Der Begriff Genregulation bezeichnet die Regulation der Genexpression, also die Steuerung der Genaktivität.
So können zum Beispiel mehr oder weniger mRNA-Moleküle gebildet werden oder besonders schnell zerfallen, so dass nur wenige Translationsdurchläufe stattfinden. Auch das Spleißen stellt eine Form der Regulation dar. Auf der Ebene der Proteine kann außerdem die Aktivität ebendieser reguliert werden, indem sie durch bestimmte Faktoren aktiviert oder inaktiviert werden.
Das hat zur Folge, dass kein Tryptophan mehr produziert wird. Tryptophan-Operon mit Tryptophan Daraus ergibt sich folgender Zusammenhang: Je höher die Tryptophan Konzentration ist, desto mehr inhibiert es seine eigene Synthese. Genregulation bei Eukaryoten im Video zur Stelle im Video springen (03:28) Im Gegensatz zum Operon Modell bei Prokaryoten, dient die Genregulation bei Eukaryoten hauptsächlich dazu, die Entwicklung von Zellen zu steuern. Dafür muss dein Körper genau regulieren, wann welche Zelle welches Gen exprimiert. Das Operonmodell nach Jacob und Monod. Um das möglichst genau zu steuern, kontrollieren verschiedene Mechanismen die Genexpression auf jeder Ebene. Die wichtigste Ebene ist dabei die Transkription. Hierbei haben unter anderem folgende drei Arten von Regulationen einen Einfluss: Methylierung Transkriptionsfaktoren Stabilität der mRNA Eine Möglichkeit, die Genaktivität zu regulieren ist, die DNA dicht zu verpacken. Eine Methylierung der speziellen Proteine in der DNA ( Histone) beispielsweise führt zu einer kompakteren DNA Struktur.
Zusammengefasst: Es befindet sich keine Lactose in der Zelle: Repressor bindet am Operator und verhindert die Transkription von lactoseabbauenden Enzymen (Repressor aktiv) Es befindet sich Lactose in der Zelle: Lactose Moleküle binden am Repressor und verändern dadurch seine Struktur (Repressor inaktiv). Die RNA Polymerase kann ablaufen und synthetisiert die lactoseabbauenden Enzyme. Die Genregulation durch Endprodukt-Repression wird in einem eigenen Artikel behandelt. Zusammenfassung Bei der Substrat-Induktion wird ein benötigtes Enzym während der Anwesenheit des zu verarbeitenden Substrates hergestellt. Das lac-Operon sorgt bei Prokaryoten für den Abbau von Lactose. Lactose erhöht als Effektor die Synthese von lactose-abbauenden Enzymen.