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Bei Prokaryoten, wie zum Beispiel dem Bakterium Escherichia coli, spricht man bei der Genregulation vom sogenannten Operon-Modell<\/strong>.<\/p>\n\n
Auf der Ebene der DNA liegen dabei in einem Operon bestimmte Genabschnitte hintereinander:<\/p>\n
\nPromotor:<\/strong> Bindungsstelle innerhalb des Operons f\u00fcr die RNA-Polymerase<\/li>\nOperator:<\/strong> Bindungsstelle innerhalb des Operons f\u00fcr den Repressor<\/li>\nStrukturgene :<\/strong> Codieren f\u00fcr spezifische Enzyme<\/li>\n<\/ul>\nVor diesem Operon gibt es noch ein sogenanntes Regulatorgen<\/strong>, welches f\u00fcr einen Repressor codiert und etwas weiter entfernt liegen kann.
Bei dem Operon-Modell unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Formen der Genregulation:<\/p>\n
\nSubstratinduktion, welche am Beispiel von Laktose verdeutlicht wird<\/li>\n Endproduktrepression, welche am Beispiel von Tryptophan veranschaulicht wird<\/li>\n<\/ul>\nSubstratinduktion am Beispiel des lac-Operons (Abbau von Laktose)<\/h3>\n Laktose, oder auch Milchzucker, wird von Bakterien mithilfe des sogenannten lacOperons abgebaut. Zun\u00e4chst wird aber beschrieben, wie das Operon funktioniert, wenn keine Laktose (also kein Substrat) vorhanden ist.<\/p>\n
Das Regulatorgen f\u00fcr das lac-Operon codiert, wenn keine Laktose vorhanden ist, f\u00fcr einen aktiven Repressor. Dieser bindet an den Operator innerhalb des Operons und blockiert den Weg f\u00fcr die RNA-Polymerase, die eigentlich die Strukturgene ablesen und in mRNA umschreiben w\u00fcrde. Die Enzyme, die f\u00fcr den Abbau von Laktose zust\u00e4ndig sind, werden also nicht hergestellt, wenn keine Laktose da ist. Dadurch spart die Zelle viel Energie.<\/p>\n
Steht dem Bakterium nun Laktose zur Verf\u00fcgung, bindet der Milchzucker an den (eigentlich) aktiven Repressor und inaktiviert ihn, indem die Raumstruktur ver\u00e4ndert wird. Dadurch kann er nicht mehr an den Operator binden und die RNAPolymerase kann die Strukturgene, die f\u00fcr den Abbau von Laktose ben\u00f6tigt werden, ablesen. Die Enzyme, die dann synthetisiert werden, bauen den Milchzucker ab, der Repressor wird nicht mehr inaktiviert und verhindert dann wieder die Synthese weiterer Abbauenzyme.<\/p>\n
Endproduktrepression am Beispiel des trp-Operons (Synthese von Tryptophan)<\/h3>\n Die Aminos\u00e4ure Tryptophan wird f\u00fcr den Aufbau vieler Proteine ben\u00f6tigt. Bakterien sind (im Gegensatz zu Menschen) dazu in der Lage, diese Aminos\u00e4ure selbst herzustellen. Die Regulation der Synthese geschieht dabei \u00fcber das trp-Operon.<\/p>\n
Das dem Operon vorgelagerte Regulatorgen codiert f\u00fcr einen inaktiven Repressor. Ist in der Zelle kein oder nur sehr wenig Tryptophan vorhanden, bindet der Repressor nicht an den Operator, sodass die RNA-Polymerase ungehindert die Strukturgene ablesen kann. Aus diesen werden Enzyme synthetisiert, welche f\u00fcr die Produktion von Tryptophan verantwortlich sind.<\/p>\n
Steigt nun die Konzentration an Tryptophan, so bindet dieses an den Repressor und aktiviert ihn durch eine Ver\u00e4nderung der Raumstruktur. Der Repressor bindet nun an den Operator und verhindert dadurch, dass die RNAPolymerase die Strukturgene ablesen kann. Die Enzyme, die eigentlich Tryptophan synthetisieren, werden dann nicht mehr hergestellt.<\/p>\n
Eukaryoten<\/h2>\n Bei Eukaryoten verl\u00e4uft die Genregulation etwas anders. Hier wird vor allem danach unterschieden, auf welcher Ebene die Regulation stattfindet. <\/p>\n
Schau dir zur Einf\u00fchrung in das Thema das passende Lernvideo von Die Merkhilfe an:<\/strong><\/div><\/div>
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Bestimmte Bereiche der DNA oder der Chromosomen k\u00f6nnen be sonders dichtverpackt werden, so dass keine Transkription stattfinden kann. Dies kann durch eine Methylierung von Cytosinbasen oder Histonschw\u00e4nze geschehen. Beides verhindert die Anlagerung sogenannter Transkriptionsfaktoren (regulatorische Proteine), welche daf\u00fcr zust\u00e4ndig sind, die Genexpression einzuleiten oder zu unterbinden. Dies tun sie, indem sie normalerweise entweder an einen Enhancer binden, der das Ausma\u00df der Transkription beschleunigt, oder an einen Silencer, der es verlangsamt.<\/p>\n
Auch auf der Ebene der mRNA (Regulation der Translation) kann eine Regulierung stattfinden. So k\u00f6nnen zum Beispiel mehr oder weniger mRNA-Molek\u00fcle gebildet werden oder besonders schnell zerfallen, so dass nur wenige Translationsdurchl\u00e4ufe stattfinden. Auch das Splei\u00dfen stellt eine Form der Regulation dar. Auf der Ebene der Proteine kann au\u00dferdem die Aktivit\u00e4t ebendieser reguliert werden, indem sie durch bestimmte Faktoren aktiviert oder inaktiviert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Auf dieser Seite erkl\u00e4ren wir euch, was es mit der Genregulation auf sich hat. Hierf\u00fcr werden folgende Begriffe definiert und erkl\u00e4rt: 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 […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"parent":10174,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"categories":[59],"tags":[],"yoast_head":"\n
Die Genregulation vollst\u00e4ndig erkl\u00e4rt - StudyHelp Online-Lernen<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Auf dieser Seite erkl\u00e4ren wir dir vollst\u00e4ndig das Thema Genregulation! Hierzu z\u00e4hlt z.B. auch die Erkl\u00e4rung der Begriffe Eukaryoten und Prokaryoten!\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow\" \/>\n<meta name=\"googlebot\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<meta name=\"bingbot\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Die Genregulation vollst\u00e4ndig erkl\u00e4rt - StudyHelp Online-Lernen\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Auf dieser Seite erkl\u00e4ren wir dir vollst\u00e4ndig das Thema Genregulation! Hierzu z\u00e4hlt z.B. auch die Erkl\u00e4rung der Begriffe Eukaryoten und Prokaryoten!\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"StudyHelp Online-Lernen\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2018-11-15T15:54:33+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/10\/Operon.jpg\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/#website\",\"url\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/\",\"name\":\"StudyHelp Online-Lernen\",\"description\":\"\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/?s={search_term_string}\",\"query-input\":\"required name=search_term_string\"}],\"inLanguage\":\"de-DE\"},{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/#primaryimage\",\"inLanguage\":\"de-DE\",\"url\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/10\/Operon.jpg\",\"width\":1136,\"height\":279,\"caption\":\"Operon\"},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/#webpage\",\"url\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/\",\"name\":\"Die Genregulation vollst\\u00e4ndig erkl\\u00e4rt - StudyHelp Online-Lernen\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/#primaryimage\"},\"datePublished\":\"2018-10-08T12:46:33+00:00\",\"dateModified\":\"2018-11-15T15:54:33+00:00\",\"description\":\"Auf dieser Seite erkl\\u00e4ren wir dir vollst\\u00e4ndig das Thema Genregulation! Hierzu z\\u00e4hlt z.B. auch die Erkl\\u00e4rung der Begriffe Eukaryoten und Prokaryoten!\",\"inLanguage\":\"de-DE\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/biologie\/genregulation\/\"]}]}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/10192"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10192"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/10192\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11474,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/10192\/revisions\/11474"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/10174"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10192"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10192"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10192"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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