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<p></p> <p><b>Neue Seite</b></p><div>{{DISPLAYTITLE:ara-Operon}}<br /> [[Datei:ara-operon.png|mini|Schematische Darstellung des Arabinose-Operons]]<br /> Das &#039;&#039;&#039;Arabinose-Operon&#039;&#039;&#039;, kurz ara-Operon, ist ein [[Operon]], das beim Abbau von [[Arabinose|L-Arabinose]] in Bakterien, beispielsweise &#039;&#039;[[Escherichia coli]]&#039;&#039;, eine wichtige Rolle spielt. Es besteht aus zwei [[Promotor (Genetik)|Promotoren]] (P&lt;sub&gt;C&lt;/sub&gt; und P&lt;sub&gt;BAD&lt;/sub&gt;), zwei Operatoren (araO&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt; und araO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), einem Induktor (araI), bestehend aus I&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt; und I&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, und drei Strukturgenen:<br /> #araA (Arabinose-Isomerase; wandelt [[Arabinose]] in [[Ribulose]] um)<br /> #araB (Ribulokinase; phosphoryliert die [[Ribulose]] zu [[Ribulose-5-phosphat]])<br /> #araD (Ribulose-5-phosphat-Epimerase; wandelt Ribulose-5-phosphat in [[Xylulose-5-phosphat]] um, das über den [[Pentosephosphatweg]] verarbeitet wird)<br /> <br /> == Funktionsweise ==<br /> Das ara-Operon verfügt über vier wichtige regulatorische Bereiche, die durch das Regulatorprotein AraC (codiert durch &#039;&#039;araC&#039;&#039;), das sowohl als Antiaktivator als auch als Aktivator wirken kann, reguliert werden:<br /> *&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;araO&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt;&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;: ist ein Operator; das durch &#039;&#039;araC&#039;&#039; codierte Regulatorprotein AraC kann hier anbinden und unterdrückt die Synthese der mRNA, die das Regulationsprotein (auch C-Protein genannt) kodiert. Es handelt sich also um eine negative Regulation: Das C-Protein ist ein negativer Regulator von araC, d. h. es hemmt die Bildung von sich selbst (vorausgesetzt, es ist keine Arabinose vorhanden).<br /> *&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;araO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;: ist ebenfalls ein Operator; ist das Regulatorprotein sowohl an diese Stelle als auch an araI (genauer: I&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt;) gebunden, wird die Transkription am Promotor P&lt;sub&gt;BAD&lt;/sub&gt; unterdrückt. In Abwesenheit von Arabinose bindet AraC bevorzugt an araO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; und I&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt;, wodurch ein DNA-Loop entsteht, durch den P&lt;sub&gt;C&lt;/sub&gt; inaktiviert wird. Außerdem kann so AraC nicht an I&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt; und I&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; binden, so dass P&lt;sub&gt;BAD&lt;/sub&gt; nicht aktiviert werden kann.<br /> *&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;araI&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;: ist ein Induktorbereich; in Anwesenheit von Arabinose unterstützt AraC an dieser Stelle (genauer: I&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt; und I&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;) gebunden die Aktivierung der Transkription am Promotor P&lt;sub&gt;BAD&lt;/sub&gt;. Außerdem ist der Promotor P&lt;sub&gt;C&lt;/sub&gt; nun für die RNA-Polymerase zugängig und kann abgelesen werden.<br /> *&#039;&#039;&#039;CAP&#039;&#039;&#039;: [[Catabolite Activator Protein|CAP]]-Bindungsstelle; bei Abwesenheit von Einfachzuckern wie Glucose leitet CAP die Neuanordnung des C-Proteins ein und unterbindet die DNA-Schleifenbildung und aktiviert so die Transkription am Promotor P&lt;sub&gt;BAD&lt;/sub&gt;.<br /> <br /> &#039;&#039;&#039;araC&#039;&#039;&#039; unterdrückt seine eigene [[Genexpression|Expression]], um eine zu starke Anhäufung zu vermeiden. Dieser Mechanismus wird als Autoregulation bezeichnet. Fällt die Konzentration an araC, wird araO&lt;sub&gt;1&lt;/sub&gt; frei- und die araC-[[Transkription (Biologie)|Transkription]] setzt wieder ein, bis ein ausreichender Konzentrationswert erreicht ist.<br /> <br /> In Anwesenheit von [[Arabinose]] wird diese vom Regulatorprotein gebunden. Durch &#039;&#039;&#039;[[Allosterie|allosterische Veränderung]]&#039;&#039;&#039; des Regulatorproteins bindet dieses nur noch an araI und nicht mehr an araO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Ist außerdem keine [[Glucose]] vorhanden, bindet das CAP-Protein an die CAP-Bindungsstelle und verhindert die [[DNA]]-Schleifenbildung und erleichtert die Bindung des Regulatorproteins an araI. Sind weder C-Protein noch cAMP-CAP-Komplex vorhanden, oder ist das C-Protein vorhanden, aber kein cAMP-CAP-Komplex, so wird keine Transkription eingeleitet.<br /> <br /> == Weblinks ==<br /> * [http://dwb4.unl.edu/Chem/CHEM869N/CHEM869NLinks/www.mun.ca/biochem/courses/3107/Lectures/Topics/Ara_operon.html Biochemistry 3107 - Fall 1999: The Arabinose Operon]<br /> <br /> == Siehe auch ==<br /> * [[Katabolitrepression]]<br /> <br /> === Weitere Operons ===<br /> * [[lac-Operon]]<br /> * [[trp-Operon]]<br /> <br /> [[Kategorie:Genexpression]]</div>

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