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Biologie (Subject) / Molekulare Biologie - Mikrobiologie - Vorlesung 4 (Lesson)
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- BENENNEN SIE DREI VERSCHIEDENE CHEMISCHE MODIFIKATIONEN, DURCH DIE DIE AKTIVITÄT VON PROTEINEN BEEINFLUSST WERDEN KANN UND NENNEN SIE EIN BEISPIEL FÜR JEDE MODIFIKATION - Phosphorylierung (Serin, Threonin, Tyrosin, Histidin,…): P-Ser im Hpr Protein des PTS-Systems von B. subtilits - Methylierung (Glutamat): die Adaptation in der Chemotaxis wird durch Methylierung der Chemorezeptoren vermittelt - Adenylierung (Tyrosin): beteiligt an der Regulation der Glutamin Synthetase - Acetylierung: zentrale Proteine metabolischer Prozesse bei S. enterica - ADP-Ribosylierung (Ef-Tu): inhibiert eukaryontische Proteinbiosynthese (Diphteriatoxin)
- BESCHREIBEN SIE STICHWORTARTIG EINEN MECHANISMUS, MIT DEM IN BAKTERIEN KLEINE NICHT-CODIERENDE RNAs DIE EXPRESSION EINES GENS INHIBIEREN KÖNNEN! bacterial small RNAs (sRNA): während der statinären Phase herrscht eine hohe Konzentration an 6SRNA, die an das Holoenzym RpoD/Sigmafaktor 70 (Haushaltsgene) bindet, sodass die Transkription dieser Gene inhibiert wird
- WARUM STELLEN DIE BINDESTELLEN VON TRANSKRIPTIONSFAKTOREN AUF DER DNA IN DER REGEL „INVERTED REPEATS“ DAR? Weil die meisten Transkriptionsfaktoren als Homodimere vorliegen.
- WIE BINDET EIN TRANSKRIPTIONSFAKTOR SPEZIFISCH AN DIE DNA? BESCHREIBEN SIE KURZ EINE HÄUFIG DARAN BETEILIGTE PROTEINSTRUKTUR UND DIE ZU GRUNDE LIEGENDEN MOLEKULAREN WECHSELWIRKUNGEN! die Spezifität der Bindung resultiert aus Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Aminosäuren des Transkriptionsfaktors und den Basen der DNA - Helix-Turn-Helix(HTH)-Motiv - wird von zwei α-Helizes gebildet, die durch eine kurze gestreckte Aminosäurekette verbunden sind (→Turn) - die zwei Helizes werden vor allem durch die Wechselwirkungen zwischen den beiden Helizes in einem festen Winkel (90°) zueinander gehalten - die carboxyterminale Helix wird Erkennungshelix genannt, da sie in die große Furche der DNA passt (ihre Aminosäure-Seitenketten haben bei der Erkennung der spezifischen DNA-Sequenz einen entscheidenden Anteil) - die andere Helix dient der Stabilisierung des Komplexes
- WAS BEDEUTET DER BEGRIFF „ATTENUATION DER TRANSKRIPTION“? BESCHREIBEN SIE IN STICHWORTEN EINEN ZU GRUNDE LIEGENDEN MECHANISMUS! - Attenuation: alle Mechanismen, die die Termination der Transkription oder zumindest ein Pausieren der RNA-Polymerase (Regulation stromabwärts gelegener Gene) verursachen - Voraussetzung: Kopplung von Transkription und Translation - Ribosom-vermittelte Attenuation (z. B.: Tryptophan-Operon von E. coli): · Leader-Sequenz (Nukleotidsequenz vor den Strukturgenen eines Operons) codiert beim Tryptophan-Operon für ein Leitpeptid · Leitpeptid enthält sowohl zwei Codons für die Aminosäure Tryptophan als auch mehrere Bereiche mit gegenläufigen komplementären Basen, die sich miteinander paaren und Haarnadelstrukturen ausbilden können · die Translation des Leitpeptids beginnt bereits während der Transkription · falls Tryptophan und die Tryptophan-beladene tRNA fehlen, bleibt das Ribosom an der entsprechenden Position der mRNA stehen → Bildung einer Haarnadelstruktur, welche die weitere Transkription durch die Polymerase nicht behindert · hohe Konzentrationen an Tryptophan: Ribosom kann die Trp-Codons passieren → es bildet sich eine andere Haarnadelstruktur, die mit der RNA-Polymerase und der DNA in Wechselwirkung tritt und den Abbruch der Transkription bewirkt
- BENENNEN SIE WENIGSTENS DREI VERSCHIEDENE SIGMA-FAKTOREN VON E. COLI UND IHRE ROLLE FÜR DIE ZELLPHYSIOLOGIE! - σ70: aktiviert Haushaltsgen, wird unabhängig von Zelltyp, Zellstadium und äußeren Einflüssen exprimiert; codiert Strukturmoleküle und Enzyme, die mit dem Grundstoffwechsel von Zellen zusammenhängen (Glucose-Stoffwechsel,…) - σ32: aktiviert Gene, deren Produkte während der Hitzeschockreaktion benötigt werden - σ54: wird bei Stickstoffmangel hergestellt; aktiviert unter anderem die Expression der Glutaminsynthetase (Schlüsselenzym für die Stickstoff-Assemblierung) - σ38: generelle Stressantwort (z. B. beim Übergang in die stationäre Phase)
- BENENNEN SIE DREI MECHANISMEN DURCH DIE DIE HALBWERTSZEIT EINES PROTEINS IN DER ZELLE BEEINFLUSST WERDEN KANN! - Chaperone: Verhelfen Proteine zur Bildung von Tertiärstrukturen → erhöht Stabilität - Chemische Modifikationen: z.B. Phosphorylierung - Interaktion mit anderen Enzymen, z. B. Proteasen (Abbau)
- WELCHE TRANSKRIPTIONSFAKTOREN SIND AM REGULATORISCHEN BEREICH DES LAC OPERONS VON E. COLI GEBUNDEN, WENN KEINE GLUCOSE IM MEDIUM VORHANDEN IST, DAFÜR ABER LACTOSE? - CAP (catabolite activator protein) gebunden an cAMP bindet an CAP site des lac Operons - lac Repressor ist nicht an den Operator des lac Operons gebunden → hohe Transkriptionsrate
- WOHER STAMMT DER PHOSPHATREST VON GLUCOSE-6-PHOSPHAT NACH AUFNAHME DURCH DAS PTS-SYSTEM? - hochenergetischer Phosphatrest von Phosphoenolpyruvat (PEP) wird über mehrere Proteinkinasen (Signaltransduktion) zunächst auf „Vermittlerproteine“ (E1, HPr und E2) und schließlich auf Glucose übertragen - Glucose wird durch Membranproteine (Translokasen) ins Cytoplasma eingeschleust, wo es direkt phosphoryliert wird → dadurch wird das Glucose-Molekül dem Gleichgewicht entzogen, denn der Transporter kann nur unphosphorylierte Moleküle binden und translozieren - Zelle kann Glucose gegen den Konzentrationsgradienten aufnehmen
- WAS SIND SIGMA-FAKTOREN UND WELCHE FUNKTION HABEN SIE? - bakterielle Proteine, die für die Initiation der Transkription notwendig sind - weisen eine hohe Affinität zur Pribnow-Box und der -35-Sequenz des Promotors auf - bilden mit dem Core-Enzym das Holoenzym
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- WODURCH UNTERSCHEIDET SICH DAS TRANSPORTSYSTEM FÜR EINEN EISENBELADENEN SIDEROPHOR GRUNDSÄTZLICH VON ANDEREN TRANSPORTSYSTEMEN IN E. COLI? aktiver Transport über die äußere Membran
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