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Wie sieht ein Enzym-Substrat-Komplex aus? Enzyme sind Proteine und besitzen eine bestimmte räumliche Struktur (Tertiärstruktur). In den Bereich der Struktur, der das Substrat bindet, passt dieses wie ein Schlüssel ins Schloss, daher die Bezeichnung "Schlüssel-Schloss-Prinzip". Das Schloss ist die katalytische Bindungsstelle, auch Substratbindungszentrum genannt, der Schlüssel das Substrat bzw. die Substrate. Genregulation • Pro- und Eukaryoten, Operon-Modelle · [mit Video]. Die Substrate werden z. B. über ionische Wechselwirkungen mit den Aminosäureseitenketten in der Bindungsstelle gehalten. Häufig sind spezielle funktionelle Aminosäuren im Bereich der Bindungsstelle vorhanden, beispielsweise saure Aminosäuren, die mit ihrem Carbonsäurerest das Substrat binden können, oder auch basische Aminosäuren, die eine zusätzliche Aminogruppe zur Bindung eines Substrates besitzen. Regulation der Enzymaktivität Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Aktivität von Enzymen zu beeinflussen. Wenn außer dem Substrat andere Stoffe an das Enzym binden, kann die Aktivität gehemmt werden.
Aufgabe: Entwerfen Sie ein ähnliches Modell für den Fall einer allosterischen Aktivierung!
Unter Methylierung verstehst du eine chemische Modifikation. Dadurch wird die Struktur des Chromatins verändert. Das macht die DNA für die RNA-Polymerase unzugänglich. Als Chromatin bezeichnest du DNA, die um Histone gewickelt ist. Bestimmte Enzyme können aber auch direkt Basen in der DNA methylieren. Das verhindert die Transkription und diese Gene sind sozusagen 'stummgeschaltet'. Wenn du noch mehr Details zur Methylierung erfahren möchtest, ist hier das richtige Video für dich. Zum Video: Methylierung Transkriptionsfaktoren im Video zum Video springen sind Proteine, die an die DNA binden. So können sie Gene an- und ausschalten. Damit regulieren sie die Genexpression. Die Bindung an einen sogenannten Enhancer beschleunigt dabei die Transkription. Dagegen verlangsamt die Bindung an einen Silencer die Transkription. Willst du noch mehr über die Regulation durch Transkriptionsfaktoren wissen? Die Genregulation vollständig erklärt - StudyHelp Online-Lernen. Dann schau dir dieses Video an! Zum Video: Transkriptionsfaktoren mRNA Stabilität Auch auf der Ebene der mRNA kann eine Zelle die Proteinherstellung beeinflussen.
Daraus kann man schließen, dass die Lactose selbst die Synthese bestimmter Enzyme zu ihrem Abbau auslöst. Die Lactose wird daher auch als Induktor verstanden. Allgemein handelt es sich hierbei um eine Enzyminduktion. Der Induktor ist als ein Wirkstoff zu verstehen, der die Enzymproduktion anregt. Lactose ist als Induktor dafür verantwortlich, dass sich die Konzentration des Enzyms Lactase erhöht. Abbildung 2: Das Lac-Operon Quelle: Genregulation durch Endproduktrepression Bei der Genregulation durch Endproduktrepression aktiviert das Endprodukt einen Repressor und unterdrückt somit die Transkription der Strukturgene. Ein Beispiel für die Genregulation durch Endproduktrepression ist die Tryptophan-Synthese bei E. Die Strukturgene des Tryptophan-Operons codieren für Enzyme, die für die Synthese der Aminosäure Tryptophan notwendig sind. Je mehr Tryptophan hergestellt wird, desto stärker wird die Synthese dieser Enzyme unterdrückt, denn Tryptophan selbst aktiviert erst den Repressor. Abbildung 3: Beispiel der Endproduktrepression Quelle: Das Endprodukt der Reaktionen, Tryptophan, unterdrückt also die Synthese der Enzyme, die zu seiner Herstellung gebraucht werden.
Struktur-, Regulator- und Operatorgene haben bei der Endproduktrepression prinzipiell die gleiche Funktion wie bei der Substratinduktion. Der Unterschied ist, dass der Repressor zunächst inaktiv ist. Erst durch die Verbindung mit Tryptophan wird er aktiviert und kann sich an den Operator anlagern. So hemmt er die Transkription der Strukturgene. Sinkt die Konzentration von Tryptophan in der Zelle, trennen sich Repressor und Tryptophan, die Transkription kann wieder stattfinden. Genregulation bei Eukaryoten Bei Eukaryoten kann die Genregulation auf unterschiedlichen Ebenen und auf viele Arten stattfinden. Die Genregulation dient insbesondere der Steuerung der Entwicklung einer Zelle. Hierfür ist es wichtig, dass zum richtigen Zeitpunkt die richtigen Proteine hergestellt werden, die für die Entwicklung benötigt werden. Zuerst können Gene bei der Transkription des komplementären RNA-Strangs zum codogenen DNA-Strang reguliert werden. In diesem Stadium der Proteinbiosynthese beeinflussen Transkriptionfaktoren die Transkription von Genen.
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