Genetik an der TU München

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Was versteht man unter Masterregulatoren?

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Was versteht man unter einer positiven Regulation?

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Was versteht man unter negativer Regulation?

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Was versteht man unter der allosterischen Regulation? Und wie hängt sie mit der positiven und negativen Regulation zusammen?

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Was versteht man unter einem Operon?

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Welche Rollte spielt die Glucose im lac operon model?

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Was versteht man unter cis-Elementen?

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Was versteht man unter trans Elementen?

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Was versteht man unter reverted repeats? Und wozu sind sie wichtig?

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Warum ist die Sequenzspezifität so wichtig bei der DNA?

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Wie funktioniert Transkriptions Regulation wenn das cis acting element und der Promoter weiter entfernt voneinander liegen?

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Was ist die Besonderheit der Kaskademechanismen bei den genetischen Schaltern?

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Genetik

Was versteht man unter Masterregulatoren?

Ein Transkriptionsfaktor reicht, um die Entwicklungsgeschichte einer Zelle komplett zu ändern = Master regulator 


In der Genetik ist ein Hauptregulator ein Gen an der Spitze einer Genregulationshierarchie, insbesondere in Regulationswegen, die mit dem Schicksal und der Differenzierung von Zellen zusammenhängen

Genetik

Was versteht man unter einer positiven Regulation?

Eine positive Regulation fördert die Transkription. 

An einer zusätzlichen DNA Sequenz, der sogenannten Activator binding side, in der nähe des Promoters, bindet ein Activator (=Transfaktor) --> Protein DNA Interaktion.


Ein Genwird bei Anwesenheit eines Induktors angeschaltet, indem dieser an die
Regulationsregion der DNA bindet und dadurch die Transkription initiiert.

Genetik

Was versteht man unter negativer Regulation?

Eine positive Regulation verhindert die Transkription. 

An einer DNA Sequenz, dem sogenannten Operator, in der nähe des Promoters, bindet ein Repressor (=Transfaktor) --> Protein DNA Interaktion. 



Das Gen ist normalerweise durch einen Repressor,
der an die Regulationsregion bindet, inaktiviert. Wird das Repressormolekül
durch einen Induktor so modifiziert, dass es nicht mehr an die DNA binden
kann, wird die Regulationsregion des Gens freigegeben und es kann eine
Transkription des Gens initiiert werden.

Genetik

Was versteht man unter der allosterischen Regulation? Und wie hängt sie mit der positiven und negativen Regulation zusammen?

Allosterische Effekte lassen katalytische Aktivitäten von Enzymen, Bindeaktivitäten von Transportproteinen oder Regulationsproteinen durch Kleinmoleküle regulieren.


positive Regulation: Indem ein Effektor (kleines Protein) an den Aktivator bindet, kommt es zur Konformationsänderung und er wird aktiv. Er kann also die Transkription aktivieren.


negative Regulation: Indem ein Effektor an den Repressor bindet, kann dieser durch eine Konformationsänderung nicht mehr am Operator binden und inhibiert damit nicht mehr die Transkription.

Genetik

Was versteht man unter einem Operon?

Promotor + Operator + mehrere Gene, die für Proteine mit typischerweise verwandten Funktionen codieren. (Beispiel: lac operon)

Genetik

Welche Rollte spielt die Glucose im lac operon model?

Die Glucose inhibiert die Produktion von cAMP. 

cAMP stellt einen Kofaktor für die Komplexbildung mit CAP dar. 

Der Komplex aus cAMP und CAP führt zur Stimulation der Transkription des lac-Operators.


Glucose stellt also einen negativen Regulator des lac-Operons dar.

Genetik

Was versteht man unter cis-Elementen?

Ein cis-Element bezeichnet in der Biologie einen bestimmten Abschnitt in der Erbinformation, genauer sind es zu einem Gen gehörende Abschnitte. (z.B. Promoter und Operator) Diese können vor, nach oder direkt im Gen liegen. Das Vorhandensein dieser Abschnitte vor einem Gen führt, zusammen mit dazugehörenden Transkriptionsfaktoren (trans-Elemente), zu einer Regulierung der Transkription des Gens.

Genetik

Was versteht man unter trans Elementen?

= ein regulatorisch wirksamer DNA-Abschnitt (z. B. Start- oder Stoppsignal), der seine Wirkung nicht nur auf Gene desselben DNA-Moleküls ausüben kann wie das Cis-Element, sondern auch auf Gene anderer DNA-Moleküle.


Cis-element liegt auf dem zu trankribierenden DNA Strang, während das trans Element (z.B. ein Protein) erst an die DNA bindet und damit zur Transkription beiträgt. z.B. Repressor und Activator.

Genetik

Was versteht man unter reverted repeats? Und wozu sind sie wichtig?

Ein inverted Repeat ist eine Nukleotidsequenz in einer doppelsträngigen Nukleinsäure, die sich auf dem anderen Strang in umgekehrter Reihenfolge wiederholt. Aufgrund der Basenpaarung kommt ein inverted Repeat strangabwärts auf demselben Strang revers komplementär vor.


Es gibt dabei broken/imperfect Palindrome und perfect Palindrome. 

Imperfect bedeutet, dass zwischen den inverted repeats auch sich nicht wiederholende Basenpaare liegen. 

Bei perfect Palindromen sind nur inverted repeats vorhanden. 


Die inverted repeats sind sehr wichtig für die Erkennung zwischen Proteinen und DNA Sequenzen.

Genetik

Warum ist die Sequenzspezifität so wichtig bei der DNA?

Wenn sich nur eine Base ändert, reicht das aus um die Funktion des Transkripts auf null zu setzen, da die Sequenz dann nicht mehr vom Protein erkannt werden kann.

Genetik

Wie funktioniert Transkriptions Regulation wenn das cis acting element und der Promoter weiter entfernt voneinander liegen?

Sobald ein trans acting element an das cis element der DNA bindet kommt es zur Generierung eines Loops in der DNA und somit kommen sich der Promoter, an der die RNA Polymerase bindet und das trans acting element so nahe, so dass die RNA Polymerase und das trans acting element direkt miteinander interagieren können.

Genetik

Was ist die Besonderheit der Kaskademechanismen bei den genetischen Schaltern?

Es gibt einen Super Transkriptionsfaktor, der dann weitere Gene aktiviert, die wiederum für Transkriptionsfaktoren codieren. 

Diese regulieren dann weitere Prozesse wie z.B. metabolische Enzyme, etc. --> Kaskadeneffekt.

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