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Bakteriengenetik Teil 9

Genexpression

Genexpression


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Flashcards 16
Language Deutsch
Category Biology
Level University
Created / Updated 28.01.2015 / 31.05.2017
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Erläutern die den Vorgang der intrinischen Termination der Genexpression.

  • Rho-unabhängige Termination
  • Am Ende des Gens sorgen komplementäre Basen für eine Hairpin-Ausbildung. Dabei ist diese besonders stabil, wenn der Stamm G-C reich ist.
  • Weiterhin sorgt ein polyU-Schwanz für eine Schwache Wechselwirkung mit dem DNA-Strang wodurch die Polymerase und die mRNA nur schwach wechselwirken.
  • Terminationseffizienz sehr variabel: 2-90%

Erläutern die den Vorgang der extrinsischen Termination der Genexpression

  • Rho-abhängige Termination
  • Rho-Faktor bindet an mRNA-Concensus Region am 5‘-Ende der mRNA. Der Rho-Faktor ist eine ATPase Komplex, welcher unter ATP die mRNA nach oben zieht bis er in Kontakt mit der RNA-Polymerase kommt. Kommt es zu diesem Kontakt, so fällt die RNA-Polymerase ab
  • Terminationseffizienz: 100%

Was versteht man unter Anti-Termination?

Proteine, die Termination verhindern durch die gleichzeitige Bindung an DNA und mRNA à dadurch binden sie gleichzeitig an RPo und Terminator und es kommt nicht zu einem Abbruch der Elongation à Transkription über ein Operon hinaus

Welches genetische Element führt zur Attenuation der Transkription bei Operons vieler Aminosäuresynthesen? Wie ist der Mechanismus?

Schigimat-Weg der AS-Synthese: Enzyme der Trp.-Synthese besitzen alle gleiches Operon

  • upstream des 1. Gens liegt „Kontrollregion“ auf mRNA, bestehend aus Promotor::Operator::Leader::Attenuator::----Gene für Enzyme----->; bei Deletion erhöhte Transkription des nachfolgenden Gens
  • Attenuator ist G-C-reiche Region mit Poly-U; ähnlich der Terminatorformation mit hairpin + Poly-U
  • Ausbildung unterschiedlicher Strukturen des Attenuators + Leader, meistens unterschiedliche Anzahl/Größe an hairpins; können als Terminator fungieren
    • Bsp. Tryptophan: bei Abwesenheit von Trp stoppt RPo kurz an Trp-Codon, keine Ausbildung eines 2. hairpins; bei Anwesenheit von Trp rückt RPo weiter, es kommt zu einer Anlagerung des Poly-U an vorher durch freien Strang gebundenen Strang à hairpin und Ablösen der RPo

Wie kann die Shine-Dalgarne Sequenz die Translation einer mRNA beeinflussen?

  • SD-Sequenz ist AG-reich à Positionierung der 16S rRNA wird erreicht durch Abstand zwischen SD-Sequenz und AUG-Initiations-Sequenz
  • Regulation durch den Abstand: je größer/kleiner der Abstand, desto schlechtere Bindung der 16S rRNA
  • Komplementarität der SD-Sequenz zur 16S rRNA

Was versteh man unter translationaler Repression?

  • Bindung eines Repressors an mRNA, sodass SD_Sequenz verdeckt wird
  • Bsp: Threonyl-tRNA-Synthase: erkennt seine eigene große 5‘-UTR als Substrat an (ähnliche Sekundärstruktur wie tRNA selbst), bindet diese und verdeckt damit die SD-Sequenz

Sie haben die Aufgabe, ein auf einem Plasmid kloniertes, komplettes Operon heterolog in E. coli zu exprimieren. Obwohl Sie feststellen, dass das Plasmid in E. coli stabil repliziert, können Sie keine Genprodukte nachweisen. Nennen Sie drei mögliche Ursachen.

  • Codon-Usage unterschiedlich (Nutzungsgrad der Codons unterschiedlich, resultierende geringere tRNA-Konzentrationen bestimmter Codons)
  • Promotor wird nicht erkannt
  • SD-Sequenz nicht im richtigen Abstand zu Initiations-Sequenz oder keine Erkennung durch zu hohe Basenunterschiede zu 16S-rRNA

Wie kann die Genexpression über die Temperatur reguliert werden?

  • Regulator prfA = Masterregulator für Virulenzfaktoren
  • 20°C: prfA-mRNA bildet hairpin mit ds-SD-Sequenz (verdeckt)
  • 37°C: SD-Sequenz liegt frei vor (Sekundärstruktur geht auf), Expression von prfA