Genregulation bei Prokaryoten (BS 36-38)
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Questions and Answers

Was ist die Aufgabe von Regulatorgenen?

  • Sie codieren für Proteine, die an das Substrat binden und dessen Aktivität beeinflussen.
  • Sie codieren für Proteine, die die Aktivität der RNA-Polymerase direkt beeinflussen.
  • Sie codieren für Proteine, die an den Operator binden und die Aktivität der RNA-Polymerase regulieren. (correct)
  • Sie codieren für Proteine, die als Substrate dienen und die Aktivität des Repressors beeinflussen.

Bei der Substratinduktion wird die RNA-Polymerase durch das Substrat direkt aktiviert.

False (B)

Was ist die Funktion des Operators?

  • An den Operator bindet der Repressor, um die Transkription zu blockieren oder zu ermöglichen. (correct)
  • Der Operator ist die Startstelle für die Replikation der DNA.
  • An den Operator binden Enzyme, die für die Synthese von Proteinen verantwortlich sind.
  • An den Operator bindet die RNA-Polymerase, um die Transkription zu starten.

Was versteht man unter Endproduktrepression?

<p>Bei der Endproduktrepression wird das Enzym für die Synthese eines bestimmten Produkts (z.B. einer Aminosäure) durch das Endprodukt selbst gehemmt. Dadurch wird eine Überproduktion des Produkts verhindert.</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Genregulation bei Prokaryoten zu?

<p>Prokaryoten besitzen ein einfaches System zur Genregulation, das durch das Vorhandensein oder Fehlen von Nährstoffen gesteuert wird. (D)</p> Signup and view all the answers

Verbinden Sie die folgenden Begriffe mit ihren jeweiligen Definitionen:

<p>Operon = Ein Stück DNA, das mehrere Gene enthält, die gemeinsam reguliert werden. Repressor = Ein Protein, das an den Operator bindet und die Transkription blockiert. Induktor = Ein Substrat, das die Aktivität des Repressors beeinflusst. Promotor = Die Startstelle für die RNA-Polymerase, an der die Transkription beginnt.</p> Signup and view all the answers

Die Genregulation bei Eukaryoten ist komplexer als die bei Prokaryoten.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheiden sich Modifikationen von genetischen Veränderungen?

<p>Modifikationen sind Veränderungen des Erscheinungsbildes eines Organismus, die durch Umwelteinflüsse hervorgerufen werden, ohne die genetische Information zu verändern. Genetische Veränderungen hingegen sind dauerhafte Veränderungen der Erbanlagen, die vererbt werden.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Genregulation bei Prokaryoten

Mechanismen, die die Genaktivität in Bakterienzellen steuern.

Substratinduktion

Aktivierung von Genen durch ein Substrat (z.B. Lactose), um Enzyme für dessen Abbau zu produzieren.

Operon

Funktionseinheit in Bakterien, welche mehrere Gene für einen Stoffwechselweg enthält.

Promotor

Bindungsstelle der RNA-Polymerase am Anfang eines Operons.

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Operator

Steuerungsstelle für die Genexpression, an der ein Repressor binden kann.

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Repressor

Protein, das die Genexpression blockiert, indem es an den Operator bindet.

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Strukturgene

Gene, die die Erbinformation für Proteine (z.B. Enzyme) enthalten.

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Regulatorgene

Gene, die Proteine (z.B. Repressoren) codieren, welche die Funktion anderer Gene kontrollieren.

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Lactose

Ein Zucker, dessen Abbau in Bakterienzellen reguliert wird.

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Induktion

Ein Prozess, der die Genexpression startet.

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Repression

Ein Prozess, der die Genexpression stoppt.

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Endproduktrepression

Die Unterdrückung der Genexpression durch ein Endprodukt eines Stoffwechselweges.

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Tryptophan

Eine Aminosäure, deren Synthese durch Endproduktrepression gesteuert wird.

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RNA-Polymerase

Enzym, das die DNA abliest und RNA synthetisiert.

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Genexpression

Der Prozess, bei dem die Information eines Gens in ein Protein umgesetzt wird.

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aktiver Repressor

Repressor, der an den Operator bindet und die Transkription blockiert.

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inativer Repressor

Repressor, der den Operator nicht bindet und die Transkription erlaubt.

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Schlüssel-Schloss-Prinzip

Repressor bindet nur an den Operator, wenn dessen Struktur passt.

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Study Notes

Genregulation bei Prokaryoten (BS 36-38)

  • Lebewesen müssen sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen.
  • Beispiel Bakterien reagieren schnell auf neue Situationen (z.B. erhöhte Nährstoffangebot).
  • Genregulation am Beispiel E. coli: Das Darmbakterium nutzt Glucose als Energiequelle und produziert die dazugehörigen Enzyme. Bei Zugabe von Lactose beginnt es nach kurzer Zeit, diese zu verwerten.
  • Jacques Monod und Francois Jacob erkannten, dass Gene eines Stoffwechselweges gemeinsam und reguliert abgelesen werden (Operon).
  • Ein Operon besteht aus Promotor (Startstelle), Operator (An-Aus-Schalter) und Strukturgenen (für Proteine/Enzyme).
  • An den Operator bindet ein Repressor-Protein, das die RNA-Polymerase reguliert.
  • Substratinduktion: Das Substrat (z.B. Lactose) bindet an den Repressor, verändert dessen Form und inaktiviert ihn. Die RNA-Polymerase kann die Strukturgene nun ablesen.
  • Endproduktrepression: Ein ausreichende Menge eines Endprodukts (z.B. Tryptophan) aktiviert den Repressor und blockiert die Enzymsynthese.

Genregulation bei Eukaryoten

  • Genregulation ist wichtig für die Spezialisierung von Zellen, da alle Zellen die gleiche genetische Information haben, aber unterschiedliche Aufgaben erfüllen.
  • Jeder Zelltyp hat bestimmte Gene aktiviert/inaktiviert.
  • Siehe BS 38-39!

Gene und Merkmalsausbildung (BS 40-43)

  • Individuen einer Art weisen unterschiedliche Erscheinungsbilder (Phänotypen) auf.
  • Unterschiede können genetisch bedingt oder durch Modifikation durch Umweltfaktoren beeinflusst sein.
  • Modifikation: Veränderung des Phänotyps durch Umwelteinflüsse, ohne die Erbinformation zu verändern.
  • Beispiel Löwenzahn: Unterschiedliche Blattgrößen in mineralstoffreichen und mineralstoffarmen Standorten.
  • Reaktionsnorm: Bereich, in dem ein Merkmal ausgeprägt werden kann; die Spannbreite des Merkmals.
  • Löwenzahn Beispiel: Der Genotyp legt die Spannbreite fest, die Umwelt beeinflusst die tatsächliche Ausprägung (z.B grösser/kleiner).
  • Fließende Modifikation: Merkmale verändern sich kontinuierlich um einen Mittelwert herum (z.B. Pantoffeltierchengröße).
  • Umschlagende Modifikation: Merkmale ändern sich schlagartig an einem Umschlagpunkt (z.B. Fellfarbe bei Siamkatzen).
  • Umwelteinflüsse können Merkmale beeinflussen, aber nicht alle Merkmale sind durch Umwelteinflüsse veränderbar (z.B. Blutgruppe).

Epigenetik

  • Epigenetik untersucht, wie Umwelteinflüsse Gene an- oder abschalten können.
  • Zwei wichtige epigenetische Prozesse:
    • DNA-Methylierung: Methylgruppen binden an Cytosin und verhindern die Lesbarkeit der nachfolgenden Sequenz, wodurch das Gen ausgeschaltet wird.
    • Histon-Acetylierung: Acetylgruppen binden an Histone, was die Chromatinstruktur gelockert und zugänglich macht. Dadurch können Transkriptionsfaktoren und Polymerasen an die Gene binden und die Genexpression starten.
  • Umwelteinflüsse aktivieren oder deaktivieren diese chemischen Gruppen.
  • Beispiel Bienen: Bienentrophung beeinflusst die Entwicklung in Arbeiterin versus Königin.

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Description

In diesem Quiz wird die Genregulation bei Prokaryoten, insbesondere bei E. coli, untersucht. Lernen Sie, wie Bakterien auf Umweltveränderungen reagieren und welche Mechanismen, wie Operons und Repressor-Proteine, dabei eine Rolle spielen. Entdecken Sie die Konzepte der Substratinduktion und Endproduktrepression in der Genexpression.

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