Overview
In dieser Crashkurs-Einheit wurde die Genregulation bei Prokaryoten behandelt, insbesondere anhand der Mechanismen der Substratinduktion und der Endproduktrepression.
Einführung in die Genregulation
- Für das Bio-Abitur sind Basiswissen, Verständnis der Konzepte und die richtigen Keywords entscheidend.
- Genregulation bei Prokaryoten gliedert sich in Substratinduktion und Endproduktrepression.
- Wichtige Begriffe sind Strukturgene, Regulatorgen, Repressor, Promoter, Operator und Operon-Modell.
- Ziel ist, dass nur benötigte Proteine zu bestimmten Zeiten synthetisiert werden.
Substratinduktion (am Beispiel Laktose-Abbau)
- Ohne Laktose bindet der aktive Repressor an den Operator und verhindert die Transkription der Strukturgene.
- Die RNA-Polymerase kann die Strukturgene nicht ablesen, es werden keine Enzyme für den Laktoseabbau gebildet.
- Ist Laktose vorhanden, bindet sie an den Repressor, dieser wird inaktiv und kann nicht mehr am Operator binden.
- Die RNA-Polymerase transkribiert die Strukturgene; so entstehen Enzyme, die Laktose abbauen.
- Laktose wirkt hier als Induktor und ermöglicht die Enzymsynthese nur bei Bedarf.
Endproduktrepression (am Beispiel Tryptophan-Synthese)
- Ohne Tryptophan ist der Repressor inaktiv, die RNA-Polymerase kann die Strukturgene transkribieren.
- Die resultierenden Enzyme synthetisieren Tryptophan aus Ausgangsstoffen.
- Bei hoher Tryptophan-Konzentration bindet Tryptophan als Co-Repressor an den Repressor und aktiviert ihn.
- Der aktivierte Repressor bindet an den Operator, verhindert die Transkription und stoppt die Tryptophan-Bildung.
- Die Bildung von Tryptophan wird durch negative Rückkopplung reguliert.
Key Terms & Definitions
- Strukturgene — Gene, die für die eigentlichen Enzyme oder Proteine kodieren.
- Regulatorgen — Gen, das Informationen für einen Repressor liefert.
- Repressor — Protein, das die Transkription reguliert, indem es am Operator bindet.
- Promoter — DNA-Bereich, an den die RNA-Polymerase bindet.
- Operator — DNA-Abschnitt, an dem der Repressor bindet, um die Genexpression zu steuern.
- Operon — Funktionelle Einheit aus Promoter, Operator und Strukturgene.
- Induktor — Molekül (z.B. Laktose), das einen Repressor inaktiviert.
- Co-Repressor — Molekül (z.B. Tryptophan), das einen Repressor aktiviert.
Action Items / Next Steps
- Handbuch herunterladen und durcharbeiten.
- Videotutorial zur Nutzung des Handbuchs ansehen.
- Materialbeispiele zu Substratinduktion und Endproduktrepression selbständig analysieren.