{"id":2300,"date":"2020-06-11T13:59:19","date_gmt":"2020-06-11T11:59:19","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=2300"},"modified":"2020-12-06T11:32:03","modified_gmt":"2020-12-06T10:32:03","slug":"das-operonmodell-die-regulierten-bakteriengene","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=2300","title":{"rendered":"Das Operonmodell \u2013 die regulierten Bakteriengene"},"content":{"rendered":"\n

Das Darmbakterium Escherichia Coli (E.coli) ern\u00e4hrt sich haupts\u00e4chlich von Glukose. Die f\u00fcr den Abbau der Glukose ben\u00f6tigten Enzyme sind in der Zelle vorhanden. Ist die Glukose alle, verhungert E.coli nicht, sondern der Zellstoffwechsel passt sich dem entsprechenden Nahrungsangebot an. Es werden dann nur diejenigen Enzyme produziert, die auf die vorhandene Nahrung (z.B. Milchzucker) spezialisiert sind. Es ist in der Bakterienzelle also geregelt, dass E.coli nur dann entsprechende Enzyme produziert, wenn sie wirklich ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n\n\n\n

Wie das funktioniert, erkl\u00e4rt das Operonmodell von JACOB und MONOD.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Worum gehts?<\/h2>\n\n\n\n

Als Erstes eine kurze \u00dcbersicht \u00fcber die beteiligten Strukturen und ihre Funktion. Da hat man erst einmal einen groben \u00dcberblick, der sich sp\u00e4ter noch ausbauen l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

Als Zweites wird erl\u00e4utert, wie grunds\u00e4tzlich mit dem Operon die Genaktivit\u00e4t reguliert wird.<\/p>\n\n\n\n

Auf den Folgeseiten wird anhand verschiedener Beispiel erl\u00e4utert, wie es funktioniert.<\/p>\n\n\n\n

Das Operon<\/h2>\n\n\n\n
\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
  • Abschnitt der DNA, der eine Einheit (Regulationseinheit) bildet.<\/li>
  • Innerhalb dieser Einheit k\u00f6nnen die Gene aktiviert (Anschalten) oder deaktiviert (Abschalten) werden.<\/li>
  • Es besteht aus einem Promoter, Operator sowie mehreren Strukturgenen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

    Promotor<\/h3>\n\n\n\n

    DNA-Abschnitt, der als Bindungsort f\u00fcr die RNA-Polymerase fungiert. Polymerasen ben\u00f6tigen solche Abschnitte, um ihre Arbeit aufnehmen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

    Operator (auch: Operator-Gen)<\/h3>\n\n\n\n

    DNA-Abschnitt mit Kontrollfunktion. Es ist der Bindungsort f\u00fcr das Regulatorprotein.<\/p>\n\n\n\n

    Strukturgene<\/h3>\n\n\n\n

    Gene, die die Information von Proteinen (Enzyme) enthalten und deren Aktivit\u00e4t reguliert wird. Strukturgene eines Operons werden in eine gemeinsame m-RNA transkripiert.<\/p>\n\n\n\n

    Regulatorprotein – Regulatorgen<\/h2>\n\n\n\n

    Regulatorprotein<\/h3>\n\n\n\n
    • Das Regulatorprotein kann sich am Operator anlagern.<\/li>
    • Dadurch kontrolliert es die Arbeit der RNA-Polymerase: Darf sie ablesen oder darf sie nicht. Das Protein verhindert oder bef\u00f6rdert somit den Ablesevorgang durch die RNA – Polymerase und damit die Proteinsynthese.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

      Regulatorgen<\/h3>\n\n\n\n
      • Das Regulatorgen enth\u00e4lt die Information f\u00fcr das Regulatorprotein und kann in der N\u00e4he des Operons liegen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

        Effektor<\/h2>\n\n\n\n
        • Das Regulatorprotein wird durch den Effektor kontrolliert.<\/li>
        • Geht der Effektor mit dem Regulatorprotein eine Verbindung ein, ver\u00e4ndert das Protein seine r\u00e4umliche Struktur (allosterischer Effekt).<\/li>
        • Durch diese Effektor-Regulatorprotein-Wechselwirkung bindet das Regulatorprotein am Operon oder l\u00f6st sich von diesem.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

          Die Kontrolle des Operons – Das An- und Abschalten der Proteinsynthese<\/h2>\n\n\n\n

          Es gibt zwei M\u00f6glichkeiten, wie das Operon beeinflusst wird. Dabei geht es um die Wirkung des Regulatorproteins:<\/p>\n\n\n\n

          • Bei der negativen Kontrolle <\/strong>wird immer durch das Anlagern<\/strong> des Regulatorproteins, die Proteinsynthese unterdr\u00fcckt.
            • Bei der Unterteilung in Enzyminduktion und Enzymrepression geht es um den Einfluss des Effektors (Substrat oder Produkt eines Stoffwechselvorganges)<\/li><\/ul><\/li>
            • Bei der positiven Kontrolle<\/strong> wird durch das Anlagern<\/strong> des Regulatorproteins, der Proteinsynthese angeschoben. Die Gene werden vermehrt abgelesen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

              Die positive Kontrolle des Operons wird in der Regel im schulischen Unterricht nicht vermittelt. Es ist deshalb f\u00fcr schulische Zwecke ausreichend, sich nur mit der negativen Kontrolle zu besch\u00e4ftigen. Eine akademische Ausbildung erfordert sicherlich Kenntnisse \u00fcber die positive Kontrolle.<\/p>\n\n\n\n

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