Genregulation

Genregulation bei Prokaryoten

Gene: spezifische Abschnitte der DNA, die die Informationen für die Synthese von Proteinen enthalten.
Operon: Eine Einheit, die aus einem Promotor, einem Operator und Strukturgenen besteht und reguliert werden kann.

Promotor: Startsequenz für die DNA-Polymerase, wichtig für die Transkription.
Operator: Bindestelle für Regulatorproteine.
Strukturgene: Codieren für relevante Enzyme.
Beispiel: lac-Operon in E. coli mit den Genen lacZ, lacY und lacA, kodierenden für Enzyme des Laktoseabbaus.

Operon-Modell: beschreibt die Genregulation in Prokaryoten.
Substratinduktion: Wenn Laktose vorhanden ist, bindet sie an den Repressor des lac-Operons und inaktiviert ihn, wodurch die Genexpression für den Laktoseabbau ermöglicht wird.
Endproduktrepression: Hohe Konzentrationen von Tryptophan aktivieren den Repressor des trp-Operons, wodurch die Transkription der Strukturgenen unterdrückt wird.

Kontrolle der Chromatinstruktur: Unterschied zwischen Euchromatin (locker gepackt, zugänglich für Transkription) und Heterochromatin (dicht gepackt, inaktiv).
Methylierung: DNA-Methylierung und Histon-Methylierung verändern die Zugänglichkeit der DNA und hemmen die Genexpression.
Acetylierung: Histon-Acetylierung fördert die Lockerung der DNA und erleichtert die Genexpression.
Kontrolle durch Chromosomenlage: Aktive Gene sind zentral im Zellkern angeordnet, inaktive eher am Rand.

Beschleunigung der Proteinbiosynthese: Zellen regulieren die Herstellung von Proteinen, z.B. durch die Anzahl der Ribosomen.
Proteinaktivierungen/-inaktivierungen: Mechanismen zur Regulation der Proteinaktivität durch den gezielten Abbau von Polypeptidketten.

Untersuchung erblicher Veränderungen in der Genfunktion, die nicht auf DNA-Sequenzänderungen basieren.
Fähigkeit von Zellen, Informationen zu speichern und weiterzugeben.

Definition von Vektoren: Transportmoleküle zum Transfer fremder Gene.
Plasmide: Kleine ringförmige DNA-Moleküle aus Bakterien, die oft als Vektoren genutzt werden.

Definition: Wissenschaft der Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt.
Art: Mitglieder einer Gruppe, die fruchtbare Nachkommen erzeugen können.
Population: Alle Mitglieder einer Art in einem Lebensraum.
Biozönose: Verschiedene Populationen in einem gemeinsamen Lebensraum.
Ökosystem: Funktionale Einheit aus Biotop und Biozönose.
Biosphäre: Der Raum der Erde, in dem Leben existiert.

Definition: Alle Beziehungen zwischen einer Art und ihrer Umwelt.
Fundamentale Nische: Theoretischer Lebensraum einer Art.
Realisierte Nische: Tatsächlicher Lebensraum unter realen Bedingungen.
Konkurrenzausschlussprinzip: Arten mit identischen ökologischen Nischen können nicht koexistieren.
Nischendifferenzierung: Anpassung an unterschiedliche ökologische Nischen zur Vermeidung von Konkurrenz.