Genregulation bei Prokaryoten - Operon-Modell (veraltet)
Biologie - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=IuqjY5tpyvQ

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 eine prokarotische eekolizelle hat in etwa 3000 Gene allerdings sind nur 600 ständig aktiv die anderen 2400 Gene können nach Bedarf an und abgeschaltet
0:10 werden aber wie funktioniert das in diesem Video erklären wir euch die Genregulation von Prokaryoten anhand vom
0:20 [Musik] operonmell Genregulation was ist das noch mal in nicht jeder Zelle können alle vorhandenen Gene immer aktiv sein
0:30 wenn Genner aktiv sind müssen sie allerdings keinen Sport machen oder so aktiv oder inaktiv sagt nur ob die transkriptionsrate hoch oder niedrig ist
0:39 einfach gesagt ob die Übersetzung der Gene in Proteine oft oder nicht so oft stattfindet weil nicht immer alle Proteine gebraucht werden und die Zelle
0:47 ja nichts verschwenden oder umsonst arbeiten will muss die Proteinbiosynthese auch verhindert werden können deshalb wird dann die
0:55 Aktivität der Gene gesenkt diese Kontrolle der Genaktivität bzw der transriptionsrate nennt man Genregulation das ganze funktioniert
1:04 übrigens natürlich auch andersrum die Aktivität kann auch gesteigert werden bei prokaryioten also Einzellern ohne Zellkern kann man die Genregulation mit
1:13 dem operon Modell erklären dieses Modell wurde 1961 von den französischen Wissenschaftlern franois Jacob und Jacques monau entwickelt das operon ist
1:24 erstmal einfach ein Abschnitt der DNA dieser Abschnitt besteht aus drei Teilen dem Start Punkt der RNA polymerase der wird auch Promotor genannt dem Operator
1:34 und den strukturgen in der Nähe vom operon befindet sich das regulatorgen das regulatorgen schickt dann den Repressor los wenn er gebraucht wird der
1:44 Repressor ist eben ein Protein dass die RNA polymerase blockiert und damit die Proteinbiosynthese verhindert der Operator ist jetzt die DNA Sequenz an
1:53 die sich der Repressor binden kann die Strukturgene sind einfach die Gene die an oder abgeschaltet werden sollen der Promotor und der Operator plus der
2:02 Regulator sind für das an und abschalten vom dritten Teil des Operons den strukturgenen verantwortlich kein aktiver repressorinicht bedeutet also
2:11 dass die Proteinbiosynthese ganz normal ablaufen kann die strukturgenene können von der RNA polymerase abgelesen werden und die Transkription findet statt ist
2:21 der Repressor allerdings aktiv bindet er sich an den Operator und verhindert die Bindung der DNA polymerase an die DNA diese Bindung wir unmöglich weil der
2:30 Repressor die Struktur vom Operator und nebenliegenden Promotor verändert die RNA polymerase kann nicht mehr loslegen jetzt gibt es zwei Möglichkeiten der
2:40 Genregulation mit dem operon Modell die erste nennt sich substratinduktion die zweite heißt endproduktrepression keine Panik sind
2:49 zwar komplizierte Begriffe aber wir erklären Sie jetzt einfach mal einzeln und langsam zuerst geht's um die substratinduktion um die
2:57 substratinduktion relativ einfach zu erklären nehmen wir als Beispiel einfach die Bakterien an denen das operonmell entwickelt wurde ecoli sind die kleinen
3:06 Dinger die im Darm von Menschen und Tieren vorkommen sie produzieren Enzyme die zum Abbau von Substraten gebraucht werden Substrat ist einfach ein
3:14 Nährstoff der von Enzymen abgebaut werden muss zum Abbau von Laktose also Milchzucker sind zusätzliche Enzyme notwendig warum zusätzlich ecoli ist
3:24 normalerweise mit Glucose als Nährstoff happy aber kann auch Zucker die ein bisschen komplizierte aufgebaut sind wie Laktose zersetzen und verwerten dafür
3:34 werden allerdings eben ein paar mehr Enzyme benötigt so mal ganz langsam sagen wir jetzt mal dass keine Laktose im nähboden enthalten ist damit sind
3:43 auch keine extra Enzyme nötig die die Laktose abbauen müssten die Produktion dieser Enzyme muss abgestellt werden dafür ist dann eben die Genregulation
3:52 zuständig das regulatorgen wird aktiviert und stellt daraufhin den Repressor her der bindet an den Operator und die RNA polymerase wird blockiert
4:02 der andere Fall ist dass Laktose im nähboden vorhanden ist dann brauchen wir ja plötzlich die Enzyme die Laktose abbauen damit die Enzyme produziert
4:11 werden können muss der Repressor blockiert werden das funktioniert dann so die Laktose bindet sich an den Repressor diese Bindung ist spezifisch
4:20 das heißt einfach nur dass das schlüsselschlossprinzip gilt nur Laktose kann sich an den laktoserepressor binden was das schlüsselschlossprinzip ist ist
4:29 euch noch nicht klar okay eine kurze Zusammenfassung für euch der Name trifft es schon mal ziemlich gut nur der richtige Schlüssel passt in das
4:37 zugehörige Schloss das kennt ihr ja vielleicht von den Enzymen in unserem Beispiel werden von den strukturgenen Enzyme kodiert die Laktose abbauen ihr
4:46 Substrat ist hier die Laktose die sie nach dem schlüsselschlossprinzip Binden die Laktose bindet sich jetzt an ihren entsprechenden Repressor nach dem
4:54 gleichen Prinzip es ist ihr nur möglich sich an diesen einen speziellen zu binden so funktioniert das schlüsselschlossprinzip zurück zum Thema
5:03 die Laktose hat sich jetzt also an den Repressor gebunden deswegen kann er nicht mehr an den Operator andocken und kann die RNA polymerase nicht mehr
5:12 blockieren diese setzt also am Promotor an um die Strukturgene abzulesen und um dabei die RNA für die Proteinbiosynthese der Enzyme zum laktoseabbau zu
5:22 synthetisieren einfach gesagt sind die Strukturgene in diesem sogenannten lackoperon jetzt ablesbar und die Laktose kann so wieder abgebaut werden
5:31 weil die entsprechenden Enzyme hergestellt werden der Vorgang geht direkt vom Substrat aus das abgebaut werden soll deshalb ist in diesem
5:39 Beispiel Laktose ein Induktor der Name substratinduktion kommt auch daher das Substrat selbst ist der Induktor der den Vorgang auslöst noch mal zum
5:49 Mitschreiben wenn kein Substrat vorhanden ist das extra Enzyme zum Abbau benötigt blockiert der Repressor was das Zeug hält und die Proteinbiosynthese
5:59 diese Enzyme findet nicht statt der Repressor bindet an den Operator und stellt sich mitten in den Weg von der RNA polymerase die deshalb nicht weiter
6:09 kann und die Proteinbiosynthese kann dann auch nur noch Ciao Leben sagen jetzt zum anderen Fall es ist ein Substrat vorhanden das mit Enzymen
6:17 abgebaut wird die die Strukturgene in unserem operon codieren dann klammert sich das Substrat an den zuständigen Repressor so verändert es die Form des
6:27 repressors der Repressor kann nicht mehr am Operator ansetzen und die Proteinbiosynthese läuft wieder das war die substratinduktion jetzt kommen wir
6:36 zum anderen Begriff der endproduktrepression bei der endproduktrepression bleiben die Aufgaben des Regulators und des gesamten
6:44 Operons gleich vorher bei der substratinduktion wurde der Abbau von Stoffen kontrolliert diesmal wird der Aufbau von Stoffen reguliert als
6:53 Beispiel nehmen wir hier mal die Aminosäure Tryptophan jetzt soll reguliert werden wie oft die vor en ist anders als bei der substratinduktion
7:02 chillt der Repressor in diesem Beispiel jedoch so lange bis das Endprodukt oft genug in der Zelle vorhanden ist davor wird tryptopan ohne Limit oder Kontrolle
7:12 synthetisiert noch mal langsam das Endprodukt ist erstmal das was die Enzyme der Strukturgene in diesem operon herstellen in unserem Beispiel tryptopan
7:22 bevor der Repressor aktiv ist wird einfach am laufenden Band tryptofan hergestellt erst wenn die Konzentration in der Zelle hoch genug ist wird der
7:31 Repressor aktiviert das passiert so das Endprodukt also Tryptophan bindet sich an den Repressor er wird dadurch aktiv und lagert sich wie bei der
7:41 substratinduktion an den Operator an so wird die Proteinbiosynthese blockiert aber natürlich nicht die Proteinbiosynthese der gesamten Zelle
7:50 sondern es wird nur der Teil larm gelegt der Tryptophan synthetisiert das Tryptophan wird weiter verarbeitet und das Level der Konzentration sinkt
8:00 deswegen ist auch nicht mehr so viel Tryptophan da um sich an den Repressor zu binden jetzt liegt der Repressor wieder öfter in seiner originalen
8:08 inaktiven Form vor und kann sich nicht mehr an den Operator binden die Strukturgene sind wieder bereit für die Transkription und das Endprodukt kann
8:16 wieder herergestellt werden für euch zu merken ist wichtig dass hier das Endprodukt für die Kontrolle zuständig ist das Endprodukt aktiviert den
8:24 Repressor erst wenn genug davon in der Zelle ist und legt dann dadurch die Trans ption der Struktur Genen l zusammengefasst müsst ihr wissen dass
8:32 das operon Modell aus Regulator und operon besteht das operon hat selbst noch mal seine drei Teile den Promotor den Operator und die Strukturgene bei
8:43 der substratinduktion wird der Repressor durch den Induktor ausgenockt damit die Transkription möglich ist ist kein Induktor da na ja dann macht der
8:52 Repressor halt das einzige was er kann er unterdrückt die Proteinbiosynthese indem er am Operator andockt und die apolymerrase abblitzen lässt wenn das
9:02 Endprodukt den Repressor aktiviert weil genügend in der Zelle ist wird die Transkription blockiert diesen Vorgang nennt man
9:09 endproduktrepression wenn ihr noch mehr Themen braucht oder irgendwo Hilfe braucht dann geht einfach auf unsere Lernplattform
9:15 www.simpelkpp.de und benutzt dort die Suchzeile dort findet ihr jeden Scheiß Leute ohne Witz das ist brutal ansonsten bis zum nächsten Video
9:25 also Leute bis gleich