Overview
In der Vorlesung wurde die Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten erläutert, wobei verschiedene Mechanismen entlang der Proteinbiosynthese und deren Bedeutung vorgestellt wurden.
Grundkonzepte der Genregulation
- Gene codieren für Proteine und ihre Aktivität wird als Genexpression bezeichnet.
- Genexpression kann auf verschiedenen Ebenen der Proteinbiosynthese reguliert werden: vor, während und nach Transkription sowie Translation.
Regulation vor der Transkription
- DNA-Methylierung (Anheften von Methylgruppen an Cytosin-Basen) hemmt die Transkription.
- Histonacetylierung lockert das Chromatin und fördert die Transkription.
- Histonmethylierung verdichtet das Chromatin und hemmt so die Transkription.
- DNA-Methylierung und Histonmodifikationen sind epigenetische Mechanismen und reversibel.
Regulation während der Transkription
- Transkriptionsfaktoren sind regulatorische Proteine, die für die Initiation der Transkription benötigt werden.
- Transkriptionsfaktoren binden an die Tata-Box im Promotor.
- Weitere regulatorische DNA-Sequenzen: Enhancer (Aktivatoren erhöhen Transkription) und Silencer (Repressoren hemmen Transkription).
- Interaktion von Enhancern/Silencern mit der RNA-Polymerase ist auch über große Distanzen möglich.
Regulation nach der Transkription: RNA-Prozessierung
- PrämRNA enthält Exons (codierend) und Introns (nicht codierend).
- Introns werden bei der RNA-Prozessierung herausgeschnitten.
- Alternatives Spleißen ermöglicht aus einem Gen die Bildung verschiedener Proteine.
- Die Vielfalt menschlicher Proteine wird maĂźgeblich durch alternatives SpleiĂźen erzeugt.
Weitere regulatorische Mechanismen
- Mikro-RNA entsteht aus nicht-codierenden DNA-Bereichen und kann Translation gezielt blockieren.
- Nach der Proteinbiosynthese können Proteine durch das Proteasom abgebaut werden.
- Ubiquitin markiert Proteine zur Erkennung und Abbau durch das Proteasom.
Zusammenfassung & Bedeutung
- Regulation der Genaktivität findet auf allen Ebenen der Proteinbiosynthese statt.
- Transkriptionelle Regulation ist energetisch am effizientesten.
- Regulation ermöglicht Zelldifferenzierung und spezialisierte Zellfunktionen.
Key Terms & Definitions
- Genexpression — Umsetzung genetischer Information in funktionelle Proteine.
- DNA-Methylierung — Anheften von Methylgruppen an DNA, hemmt Transkription.
- Histonacetylierung — Anheften von Acetylgruppen an Histone, fördert Transkription.
- Transkriptionsfaktor — Protein, das die Transkription reguliert.
- Enhancer/Silencer — DNA-Abschnitte, die Transkriptionsrate erhöhen (Enhancer) oder hemmen (Silencer).
- Alternatives Spleißen — Unterschiedliches Zusammensetzen von Exons aus einer PrämRNA.
- Mikro-RNA — Kurze RNA, die Translation von mRNA hemmt.
- Ubiquitin — Protein, das andere Proteine für den Abbau markiert.
Action Items / Next Steps
- Tabelle zur Genregulation und Proteinbiosynthese aus dem Vortrag durchgehen.
- Weiteres Video ĂĽber Epigenetik anschauen fĂĽr vertiefende Informationen.