Prinzipien der Genregulation mit 1 Farbfolie - School
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Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Prinzipien der Genregulation mit 1 Farbfolie Das komplette Material finden Sie hier: Download bei School-Scout.de Prinzipien der Genregulation Reihe 4 Verlauf Material S1 LEK Glossar Mediothek Stunde 6 Krebsentstehung durch eine Störung in der Genregulation Material Verlauf M7 Onkogene und Tumor-Supressor-Gene stehen im Mittelpunkt der letzten Stunde dieser Unterrichtseinheit. Diese Gene, welche durch Mutationen ihre regulatorischen Funktionen verlieren und dadurch Krebs auslösen können, lernen die Schülerinnen und Schüler anhand des Arbeitsblattes M 7 kennen. Materialübersicht M1 (Ab) Die Genomorganisation der Organismen M2 (Ab) Genregulation bei Prokaryoten: Das Lactose-Operon M3 (Fo) Das Lactose-Operon M4 (Tx) Genregulation bei Eukaryoten M5 (Ab) Transkriptionsfaktoren sind an der Genregulation beteiligt M6 (Ab) Genregulation durch RNA-Moleküle M7 (Ab) Krebsentstehung durch eine Störung in der Genregulation Die Erläuterungen und Lösungen finden Sie ab Seite 16. 48 RAAbits Biologie April 2006 II/B2 Prinzipien der Genregulation Reihe 4 Verlauf Material S4 LEK Glossar Mediothek M 2 Genregulation bei Prokaryoten: Das Lactose-Operon II/B2 E.coli besitzt etwa 3000 Gene. Schätzungsweise 600 von ihnen sind dabei gleichzeitig aktiv. Viele dieser Gene werden dauerhaft transkribiert. Andere Gene werden nur bei Bedarf transkribiert, d. h. sie können an- bzw. ausgeschaltet werden. Bei Bakterien dient die Regulation solcher Gene vor allem der Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen. Erhöht sich die Temperatur oder ändert sich das Nährstoffangebot, so reagieren sie mit dem An- oder Ausschalten bestimmter Gene. Bereits 1961 stellten die beiden Forscher Jacques L. Monod und François Jacob ihr Genregulationsmodell für Bakterien vor: Das Lactose-Operon-System (lac-Operon). Lactose (Milchzucker) besteht aus den Einfachzuckern Glucose und Galactose. Beides sind Zuckermoleküle, die Bakterien als Energiequelle verwenden können. Werden Bakterien von einem Nährmedium ohne Lactose in ein Nährmedium mit Lactose überführt, so bilden sie sofort spezifische Enzyme aus, welche die Lactose abbauen können: Die ß-Galactosidase (lac Z) spaltet die Lactose in Glucose und Galactose. Die Permease (lac Y) transportiert die Lactose aus dem Medium ins Bakterium. Außerdem ist noch das Enzym Transacetylase beteiligt, dessen Funktion aber noch nicht geklärt ist. Diese drei Enzyme sind in einem Operon organisiert. Ein Operon besteht aus Promotor, Operator und Strukturgenen. Die drei Strukturgene des lac- Operon teilen sich einen gemeinsamen Promotor und bilden eine Transkriptionseinheit. Es entsteht also eine einzige mRNA, die abschnittsweise in die drei Enzyme translatiert wird. An- und ausgeschaltet werden die Strukturgene durch den Operator, einer kurzen DNA-Sequenz, die sich zwischen dem Promotor und den Strukturgenen befindet. Keine Lactose im Nährmedium: Die drei Strukturgene werden nicht exprimiert, da die RNA-Polymerase daran gehindert wird, die drei Gene zu transkribieren. Das ist durch die Bildung des so genannten Repressors möglich, einem Protein, das von einem Regulationsgen kodiert wird. Es befindet sich direkt neben dem lac-Operon. Der lac-Repressor bindet an den Operator und blockiert damit den Zugang zu den drei Genen (siehe Abbildung 1). Abbildung 1: Ausgeschaltetes lac-Operon 48 RAAbits Biologie April 2006 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Prinzipien der Genregulation mit 1 Farbfolie Das komplette Material finden Sie hier: Download bei School-Scout.de
