bung 11

1. Viele eukaryotische (und auch prokaryotische) Transkriptionsfaktoren besitzen eine DNA-bindende Domne, die an eine ganz bestimmte DNA-Sequenz binden kann. Aufgrund von hnlichkeiten in der Struktur der DNA-bindenden Domne knnen diese Transkriptionsfaktoren zu Familien gruppiert werden. Nennen Sie vier verschiedene Familien.

Homodomnen Proteinehelix-turn-helix Motif;kontrollieren viele grund-legende Entwicklungs-programme

Helix-Loop-Helix Proteinezwei -Helices durch flexible Schleife getrennt;basische HLH Proteine

Leucin Zipper Motifzwei lange -Helices bilden eine pinzettenartige Struktur.Dimerisierung ber LeucinZipper

Zink Finger (TFIIIA)Zink Cluster (Gal4)

Zink bindende Domnen

Zinc koordiniert durch zwei Hisin einer -Helix und zwei Cysin einem -Faltblatt

Aktivierungsdomnen sind im Gegensatz zu DNA-Bindedomnen keine genau definierten Strukturen (klebrige Oberflchen)

Eukaryontische DNA-BindedomnenRegulation II

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2. Welche verschiedenen Klassen von Transkriptionsfaktoren sind bei der Transkription in Eukaryoten beteiligt?

generelle Transkriptionsfaktoren: TFIID (TBP) TFIIATFIIB TFIIFTFIIE TFIIH

spezifische Transkriptionsfaktoren: z.B. Gal4

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3. Was ist ein Enhancer? Was ist ein Silencer?

Silencer: DNA-Sequenz distal zum Promotor vor oder nach dem eigentlichen Gen. Sie gehren zu den cis-Elementen. Sie setzen, im Zusammenspiel mit Transkriptionsfaktoren, die Transkriptionsaktivitt eines Gens herab. Ihr Wirkmechanismus entspricht dem der Enhancer, jedoch mit entgegengesetztem Ergebnis.

Enhancer (engl. enhance "verstrken" dt. Transkriptionsverstrker): Abschnitte mit charakteristischer Basenabfolge in der DNA, die (wie auch die Silencer), zu den cis-Elementen gehren. Sie beeinflussen die Anlagerung des Transkriptionskomplexes an den Promotor und verstrken somit die Transkriptionsaktivitt eines Gens. Entscheidend fr diese Transkriptionsverstrkung ist die rumliche Orientierung des Enhancers zum Promoter (Enhancer-Promoter-Wechselwirkung). Somit kann der Enhancer viele tausend Kilobasen vor (upstream) oder hinter (downstream) dem Promoter entfernt liegen und trotzdem durch die dreidimensionale Supercoil-Struktur der DNA in die rumliche Nhe der Promotersequenz gebracht werden.

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4. Beschreiben Sie die verschiedenen molekularen Mechanismen, wie Transkriptionsaktivatoren die Transkription eines Zielgens in eukaryotischen Zellen stimulieren.

1. Rekrutierung der RNAP II durch direkte Interaktion mit Transkriptionsfaktoren

Regulation II

Funktion des Gal4 Aktivatorproteins

- Gal4 bindet an das TBP (TATA binding protein) und erleichtert dadurch die Anlagerungan den generellen Transkriptionsfaktor TFIID und die Rekrutierung der RNAP II

- Ebenfalls Interaktion mit dem Mediator Komplex, der als Coaktivator fungiert

1. Rekrutierung der RNAP II durch direkte Interaktion mit Transkriptionsfaktoren

bung 11

4. Beschreiben Sie die verschiedenen molekularen Mechanismen, wie Transkriptionsaktivatoren die Transkription eines Zielgens in eukaryotischen Zellen stimulieren.

1. Rekrutierung der RNAP II durch direkte Interaktion mit Transkriptionsfaktoren

2. Interaktion mit Modifikatoren der Chromatinstruktur: Chromatin Remodellierungs Komplex SWI-SNF

Regulation II

Funktion des Gal4 Aktivatorproteins1. Rekrutierung der RNAP II durch direkte Interaktion mit Transkriptionsfaktoren2. Interaktion mit Modifikatoren der Chromatinstruktur:

Chromatin Remodellierungs Komplex SWI-SNF- durch Remodellierungen der Chromatin-struktur werden regulatorische Sequenzen(z.B. Promotor) zugnglich

blockiert

zugnglich

HATs: Histon Acetyl Transferasen

Regulation II

- Acetylierung (Auflockerung des Chromatins) bzw. Deacetylierung(Verdichtung des Chromatins) der N-terminalen Enden der Histonproteine: Histon-Code

- die Chromatinstruktur kann auch durch Modifizierung der Histone verndet werden

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5. Beschreiben Sie die verschiedenen molekularen Mechanismen, wie Transkriptionsrepressoren die Transkription eines Zielgens in eukaryotischen Zellen inhibieren.

Repressoren- der gngigste Mechanismus in Bakterien, die Bindung eines Repressors imBereich des Promotors und die resultierende Inhibition der Transkriptions-initiation, ist in Eukaryonten nicht prsent!

stattdessen: Kompetition, Inhibition, direkte / indirekte Repression

Regulation II

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6. Wie wirken sich die folgenden Mutationen auf die Transkription von GAL1in Gegenwart von Galactose aus?

a. Deletion einer Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

b. Deletion aller vier Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

c. Deletion der Mig1-Bindestelle stromaufwrts von GAL1.

d. Deletion der Gal4 aktivierenden Domne.

e. Deletion des GAL80 Gens.

f. Deletion des GAL1 Promotors.

g. Deletion des GAL3 Gens.

Regulation II

Gal4 als Beispiel eines eukaryontischen Transkriptionsaktivators

- 17 bp lange Gal4 Bindestelle wird von einem Gal4 Dimer besetzt- 2 bzw. 4 dieser Gal4 Bindestellen vor den Genen der Enzyme

- 2 bzw. 4 dieser Gal4 Bindestellen vor den Genen der Enzyme

bung 11

6. Wie wirken sich die folgenden Mutationen auf die Transkription von GAL1in Gegenwart von Galactose aus?

a. Deletion einer Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

b. Deletion aller vier Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

c. Deletion der Mig1-Bindestelle stromaufwrts von GAL1.

d. Deletion der Gal4 aktivierenden Domne.

e. Deletion des GAL80 Gens.

f. Deletion des GAL1 Promotors.

g. Deletion des GAL3 Gens.

Transkriptionsrate geringfgig schwcher

keine Transkription von Gal1

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Mig1: Reperssor, aktiv nur in Gegenwart von Glukose; rekrutiert Tup1 (Histon Deacetyladse)

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6. Wie wirken sich die folgenden Mutationen auf die Transkription von GAL1in Gegenwart von Galactose aus?

a. Deletion einer Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

b. Deletion aller vier Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

c. Deletion der Mig1-Bindestelle stromaufwrts von GAL1.

d. Deletion der Gal4 aktivierenden Domne.

e. Deletion des GAL80 Gens.

f. Deletion des GAL1 Promotors.

g. Deletion des GAL3 Gens.

Transkriptionsrate geringfgig schwcher

keine Transkription von Gal1

normale Transkription von Gal1

Regulation II

Regulation der Gal4 Aktivitt

- in GAL80 Mutanten sind die katabolenGal-Gene konstitutiv aktiv

- in GAL3 Mutanten sind die katabolenGal-Gene auch in Gegenwart vonGalaktose inaktiv

- Gal80 blockiert die Gal4 Aktivierungs-domne

- Gal3 fungiert als Sensor: macht nachGalaktose und ATP Bindung eineKonformationsnderung durch undbindet damit Gal80

Gal4-Aktivierungsdomne ist frei

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6. Wie wirken sich die folgenden Mutationen auf die Transkription von GAL1in Gegenwart von Galactose aus?

a. Deletion einer Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

b. Deletion aller vier Gal4 Bindestelle im GAL1-UAS Element.

c. Deletion der Mig1-Bindestelle stromaufwrts von GAL1.

d. Deletion der Gal4 aktivierenden Domne.

e. Deletion des GAL80 Gens.

f. Deletion des GAL1 Promotors.

g. Deletion des GAL3 Gens.

Transkriptionsrate geringfgig schwcher

keine Transkription von Gal1

normale Transkription von Gal1

keine Transkription von Gal1

Transkription von Gal1

keine Transkription von Gal1

keine Transkription von Gal1

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