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Genregulation bei Prokaryoten Zusammenfassung
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Genregulation bei Prokaryoten„Regulation/ regulieren“ = Aufrechterhaltung von Vorgängen, die den Ablauf geplanter Aktivitäten
gewährleisten
Genregulation bezeichnet in der Biologie die Steuerung der Aktivität von Genen, genauer die
Steuerung der Genexpression (also der Proteinbiosynthese).
Sie bestimmt, ob das von dem Gen codierte Protein in der Zelle gebildet wird, zu welcher Zeit und
in welcher Menge. Bei Prokaryoten dient die Genregulation zu großen Teilen einer Anpassung an
eine wechselnde Umgebung, zum Beispiel an ein vermindertes Sauerstoff- oder ein wechselndes
Nährstoffangebot.
So werden nur die Proteine/Enzyme hergestellt, die gerade benötigt werden, wodurch Energie
gespart wird.
Die Regulation der Genexpression erfolgt bei Prokaryoten meist durch sogenannte Operons.
Ein Operon ist eine Funktionseinheit auf der DNA, die aus unterschiedlichen Bestandteilen
besteht:
• Promotor: kurze Basenabfolge, die den Start der Transkription durch Wechselwirkung mit
der RNA-Polymerase reguliert/ signalisiert
• Operator: reguliert die Transkription durch Bindung von Regulationsfaktoren (Repressor/
Aktivator)
→ Repressor = bindet sich an den Operator in der DNA bindet und damit die Bindung der
RNA-Polymerase an den Promotor blockiert. Dadurch wird die Transkription eines innerhalb
des Operons gelegenen Gens verhindert und es entsteht keine mRNA und Polypeptid
→ Aktivator = bindet an die Operator-Bindestelle, in 3'-Richtung vor dem Operator und
erhöht dadurch die Affinität der RNA-Polymerase an den Promotor, wodurch die
Transkription des Gens (oder Operons) aktiviert wird
Affinität = Ähnlichkeit & die dadurch bedingte Anziehung
• Strukturgene: Gene, die durch das Operon reguliert werden, codieren für Enzyme
abbauender (kataboler) oder aufbauender (anaboler) Stoffwechselwege
katabol = Abbau körpereigener Substanzen
anabol = den Aufbau von Eiweiß in einem Organismus steigernd
• Regulatorgen: Gen, das für Repressoren codiert
Abbildung 1: Modell nach Jacob und Monod
Man unterscheidet bei der prokaryotischen Genregulation zwischen der Substratinduktion und
der Endproduktrepression.
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