Prokaryotic Gene Expression

00:00 Zuerst werden wir uns das prokaryotische System ansehen, da es natürlich ein wenig einfacher ist und uns eine gute Grundlage bietet, um die eukaryotische Regulation zu untersuchen.

00:15 Prokaryotische Genexpression wird hauptsächlich auf der Ebene der Transkription reguliert.

00:21 Das ergibt Sinn, denn dort sind die meisten Akteure beteiligt.

00:27 Zudem sind in prokaryotischen Zellen ohne Zellkern die Transkription und Translation räumlich nicht voneinander getrennt, sodass direkt auf der Transkriptionsebene reguliert werden muss. Ansonsten würde an den Ribosomen sofort mit der Übersetzung in ein Protein begonnen werden.

00:38 Das ist die primäre Ebene der Regulierung.

00:43 Schauen wir uns die Struktur eines polycistronischen Gens an. Hier haben wir eine Ansammlung von Genen, die durch Promotoren und Operatoren reguliert werden.

01:03 Im Ganzen nennt man das ein Operon. Prokaryoten haben also Operons. Diese umfassen alle Komponenten, die zusammen die Genexpression ermöglichen. Das Operon beinhaltet eine regulatorische Region, die die Genexpression reguliert, und zusätzlich eine kodierende Region. In der regulatorischen Region gibt es einen Promoter. Dort bindet die RNA-Polymerase.

01:30 Zudem haben wir eine Operatorregion. Dort können Repressorproteine binden, die die Wanderung der Polymerase entlang der DNA verhindern. Dann wird keine mRNA gebildet.

01:46 Weiter vorne gibt es ein Regulatorgen. Dieses Gen codiert für die Regulationsfaktoren, die an die Operatorregion binden können. Die regulatorischen Proteine haben eine eigene Promotorsequenz. Wir könnten uns eine weitere komplexere Ebene ansehen, wie diese aktiviert werden.

02:10 Das lassen wir aber lieber, da das nur zu Verwirrung führt.

02:14 Das vorgelagerte Regulatorgen hat seinen eigenen Promotor und kann transkribiert werden.

02:21 Es kann allerdings sowohl eine negative Kontrolle über die Genexpression als auch eine positive Kontrolle bewirken.

02:30 Bei negativen Kontrollmechanismen codiert dieses Gen für Repressoren, die an den Operator binden und die Transkription inhibieren.

02:43 Bei der positiven Kontrolle wird ein Aktivator hergestellt, das die Transkription stimuliert.

02:51 Wir werden uns einige der negativen Kontrollmechanismen noch etwas detaillierter ansehen.

02:56 Weiter hinten haben wir die eigentlichen Gene, die alle in eine mRNA transkribiert werden. Aus dieser entstehen letztendlich verschiedene Proteintypen.