Lac-operon og kortisolbinding i E. coli

Lac-operon genregulering i E. coli

• I løsning uten sukker:

  • cAMP-CRP/CAP fungerer som en aktivator.
  • Lac-repressoren binder til operatorsetet.
  • Ingen transkripsjon av lac-operonet.

• I en laktose løsning:

  • Det er lite eller ingen glukose til stede, så cAMP-CRP/CAP fungerer som en aktivator.
  • Allo-laktose binder til lac-repressoren, som dissosierer fra operatorsetet.
  • Transkripsjon av lac-operonet skjer i full hastighet.

• I en løsning med både laktose og glukose:

  • Allo-laktose binder til lac-repressoren, som dissosierer fra operatorsetet.
  • Glukose forårsaker lav cAMP-konsentrasjon.
  • Lite cAMP bindes til CRP/CAP-aktivatoren.
  • Lite eller ingen transkripsjon av lac-operonet.

Kortisol-binding til glukokortikoid-reseptor

• Kortisol-binding til glukokortikoid-reseptoren fører til en konformasjonsendring.
• Denne endringen tillater reseptoren å transporteres inn i kjernen.
• Inne i kjernen binder reseptoren til hormonrespons-elementet (HRE).
• Bindingen rekrutterer koaktivatorproteiner.
• Koaktivatorproteiner stimulerer transkripsjon av målgener.

Epigenetikk

• Epigenetikk er studiet av arvbare, reversible endringer i genaktivitet.
• Disse forandringene skjer uten endringer i DNA-sekvensen.

Michaelis-Menten-ligningen

• Vmax: Den maksimale hastigheten for en enzymkatalysert reaksjon.
  • Oppnås når alle enzymets aktive seter er mettet med substrat.
• Km: Substratmengden som gir halvparten av Vmax.
  • Representerer substratkonsentrasjonen der halvparten av enzymets aktive seter er mettet.

Hemoglobin og Myoglobin

• Struktur:

  • Hemoglobin er et tetramert protein med to alfa- og to beta-kjeder.
  • Myoglobin er et monomerisk protein med en enkelt polypeptidkjede.

• Funksjon:

  • Hemoglobin er optimalisert for oksygentransport i blodet.
  • Myoglobin er tilpasset for oksygenlagring i muskelvev.

• Heme-gruppe:

  • Både hemoglobin og myoglobin inneholder jernholdige heme-prostesiske grupper som binder oksygen.

• Kooperativ binding:

  • Hemoglobin viser kooperativ binding av oksygen, som forbedrer dets evne til å ta opp og frigjøre oksygen i lungene og vevene.
  • Myoglobin, med sin enkelt underenhet, viser ikke kooperativ binding.

Lac-operon genregulering i E. coli

• Uten sukker: cAMP-CRP/CAP fungerer som en aktivator, men lac-repressoren binder til operatorsetet, og hindrer transkripsjon av lac-operonet.
• Med laktose: cAMP-CRP/CAP fungerer fortsatt som en aktivator. Allolaktose binder til lac-repressoren, som dissosierer fra operatorsetet, slik at transkripsjon av lac-operonet kan skje fullt ut.
• Med både laktose og glukose: Allolaktose binder til lac-repressoren, og den dissosierer fra operatorsetet. Men siden glukose er tilgjengelig er konsentrasjonen av cAMP lav, noe som reduserer bindingen av cAMP til CRP/CAP-aktivatoren. Dette resulterer i lite eller ingen transkripsjon av lac-operonet.

Kortisol-binding til glukokortikoid-reseptor

• Kortisol binder til glukokortikoid-reseptoren og induserer en konformasjonsendring i reseptoren. Dette gjør at reseptoren kan transporteres inn i cellekjernen.
• I kjernen binder reseptoren til hormonrespons-elementet (HRE) på DNA, og dette rekrutterer koaktivator-proteiner.
• Samspillet mellom reseptoren, koaktivatorer og HRE fører til aktivering av genet.

Epigenetikk

• Epigenetikk er studiet av arvbare, reversible endringer i genaktivitet som skjer uten å endre DNA-sekvensen.

Michaelis-Menten ligning

• Vmax: Den maksimale reaksjonshastigheten for en enzymkatalysert reaksjon. Oppnås når alle enzymets aktive seter er mettet med substrat.
• Km: Substratmengden som gir en reaksjonshastighet (V0) som er halvparten av Vmax. Den representerer substratkonsentrasjonen der halvparten av enzymets aktive seter er mettet. Høyere Km indikerer lavere affinitet mellom enzymet og substratet, mens lavere Km indikerer høyere affinitet.

Hemoglobin og myoglobin

• Hemoglobin: Et tetramert protein sammensatt av fire underenheter: to alfa- og to beta-kjeder. Transport av oksygen i blodet.
• Myoglobin: Et monomert protein med en enkelt polypeptidkjede. Lagring av oksygen i muskelvevet.
• Heme-grupper: Begge proteinene har jernholdige heme-grupper som binder oksygen.
• Kooperativ binding: Hemoglobin viser kooperativ binding av oksygen, noe som øker proteinets evne til å ta opp oksygen i lungene og frigjøre det i vevet. Myoglobin viser ikke kooperativ binding.

Lac-operon genregulering i E.coli

• Uten sukker: cAMP-CRP/CAP fungerer som en aktivator, men lac-repressoren binder til operatorsetet. Transkripsjon av lac-operonet skjer ikke.
• Laktose løsning: cAMP-CRP/CAP fungerer som en aktivator. Allo-laktose binder til lac-repressoren, som dissosierer fra operatorsetet. Transkripsjon av lac-operonet skjer fullt ut.
• Laktose og glukose løsning: Allo-laktose binder til lac-repressoren, som dissosierer fra operatorsetet. Men, fordi glukose er tilstede, er cAMP-konsentrasjonen lav. Lite cAMP binder seg til CRP/CAP aktivatoren, og transkripsjon av lac-operonet vil være lav eller ikke eksisterende.

Kortisol-binding og genaktivering

• Steroidhormon binding til kjernereseptor induserer en konformasjonsforandring som muliggjør transport inn i kjernen.
• Bindingen til reseptor bindingsete (hormonrespons element) og koaktivator proteiner skjer.

Epigenetikk

• Epigenetikk refererer til arvbare, reversible endringer i genaktivitet uten at DNA-sekvensen endrer seg.

Michaelis-Menten ligning

• Vmax: Den maksimale reaksjonshastigheten for en enzymkatalysert reaksjon. Vmax oppnås når alle enzymets aktive seter er mettet med substrat.
• Km: Substratmengden som gir en hastighet (V0) som er halvparten av Vmax. Km representerer substratkonsentrasjonen hvor halvparten av enzymets aktive seter er mettet. Høyere Km indikerer lavere affinitet mellom enzymet og substratet, mens lavere Km indikerer høyere affinitet.

Hemoglobin og Myoglobin

• Hemoglobin: Tetramert protein med fire underenheter: To alfa og to beta kjeder. Optimal for oksygentransport i blodet.
• Myoglobin: Monomert protein med en enkelt polypeptidkjede. Designet for oksygenlagring i muskelvev.
• Hemgruppen: Både hemoglobin og myoglobin inneholder jernholdige heme-prostetiske grupper som binder oksygen.
• Hemoglobinets kvaternære struktur: Muligjør kooperativ binding av oksygen, forbedrer evnen til å ta opp og frigi oksygen i lungene og vevene.
• Myoglobinets enkelt underenhet: Fører til at den ikke viser kooperativ binding, noe som gjør den egnet for oksygenlagring i muskelceller.

Denne quizen tester kunnskapen om lac-operon genregulering i E. coli, spesielt i forhold til tilstedeværelsen av laktose og glukose. Den dekker også hvordan kortisol binder seg til glukokortikoid-reseptoren og hvordan dette påvirker cellens funksjoner. Bli kjent med viktige prosesser innen genregulering og hormonell respons.