Auswirkungen von Mutationen auf Expression der Strukturgene

[Caraluna]

Hallo,

ich habe eine Aufgabe, bei der man die Auswirkungen der Mutationen auf die Expression der Strukturgene des lac - Operons bei An - und Abwesenheit von Lactose angeben soll. (und begründen)

Als Erstes ist von einer Deletion im Operator die Rede, der Repressor kann also nicht mehr gebunden werden.

Meine Überlegungen:

Also erstmal zur Begriffsklärung: Strukturgene kodieren meines Wissens nach für die Enzymproteine, sind also für die Bildung von Proteinen zuständig. Der lac - Operon sind Strukturgene und der Operator / Operatorgene zusammen....
Lactose ist Ein Disaccharid, das normalerweise bei Zugabe den Repressor bindet, die Folge davon ist, dass der Operator wieder aktiv wird, die RNA Polymerase am Promotor auf die DNA aufspringen kann und die Strukturgene abliest.

Wenn der Repressor jetzt nicht gebunden kann, können doch die Strukturgene sowieso nicht abgelesen werden, oder, Lactose hin- oder her ist jetzt egal. Weil der Repressor ja von Lactose gebunden wird, und wenn er nicht gebunden werden kann, ist die An-bzw. Abwesenheit von Lactose von keiner Bedeutung.

Als Zweites (unabgängig von 1) findet eine Mutation im Promotor statt, eine Insertion, sodass die RNA Polymerase nicht mehr binden kann.

Meiner Meinung nach können die Strukturgene dann weder mit, noch ohne Lactose abgelesen werden.

Als Letztes dann noch eine Deletion im Operatorgen, sodass der Repressor keine Lactose binden kann.
Wenn jetzt Lactose hinzugegeben wird, müsste sie einfach durch die Enzyme abgebaut werden, in Galactose und Glucose, aber die Strukturgene können so oder so nicht abgelesen werden, weil der Repressor den Operator inaktiv hält.

Na ja, für Bestätigung bzw. Korrektur wäre ich sehr dankbar.... und vll. hab ich ja auch den Begriff Genexpression falsch verstanden....

Ganz liebe Grüße, Lena

 

[Mandy88]

Hi...also ich hoffe, dass dies hier dir weiterhilft!!!
Zur Genregulation:
Zuerst findet die Transkription statt, wobei das Regulatorgen, das der Produktion von Repressorproteinen dient, abgelesen wird und mRNA entsteht. Als Genprodukt, der darauf folgenden Translation liegt der Repressor vor.

Bei der Substratinduktion ist dieser zunächst aktiv und bindet sich somit an den Operator, der die Wanderung der RNA-Polymerase über die Strukturgene kontrolliert. Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor, doch die Bindung des Repressor mit dem Operator verhindert das Wandern der RNA-Polymerase und die Enzymsynthese. Bei Anwesenheit eines Substrates (Lactose) bindet dieses an den repressor und inaktiviert diesen. Damit verändert sich die Struktur des Repressors, sodass er sich nicht an den Operator binden kann. Die RNA-Polymerase kann somit über die Strukturgene wandern und es kommt zur Enzymsynthese. Die gebildeten Enzyme bauen das Substrat (Lactose) ab.

Bei der Endproduktrepression ist der Repressor bei Abwesenheit des Endprodukts inaktiv und kann sich aufgrund seiner Struktur nicht an den Operator binden. Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor und kann über die Strukturgene wandern. Es kommt zur Enzymsynthese, wobei die gebildeten Enzyme das Endprodukt herstellen. Liegt das Endprodukt nun in hoher Konzentration vor, so bindet sich dieses an den Repressor und aktiviert ihn. Durch die Strukturveränderung des Repressors bindet sich dieser an den Operator. Die RNA-Polymerase kann nicht weiter wandern und es werden keine Enzyme gebildet.

 

[Elsi]

hmm, also der Repressor VERHINDERT die Transkription der Strukturgene. Wenn der Repressor also nicht mehr binden kann werden die ganze Zeit die Gene abgelesen und die Enzyme hergestellt.
Beim 2. Punkt würde ich dir voll und ganz zustimmen. Polaymerase kann nicht mehr binden, also keine Transkription

Bei Punkt 3 denke ich du meinst eine Mutation im Regulatorgen und nicht im Operator, da der Operator nichts damit zu tun hat, ob der Repressor Laktose binden kann oder nicht...
Wenn der Repressor NICHT an Laktose binden kann wird er die ganze Zeit an die DNA binden und die Transkription verhindern. Es wird also NIE zur Expression der Gene kommen, das der Repressor nicht durch den Inducer gehemmt wird. Ich nehme an du hast da was verwechselt denn Aufgabe 1 und 3 sind genau falsch herum gelöst.

Dazu gibt es hier übrigens auch schon einen guten Link mit nem kleinen Film, der das alles ganz gut erklärt:
http://www.bio-interaktiv.de/lac-operon.html

Hoffe das hilft