Genregulatorische Netzwerke Andreas Moll.

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1 Genregulatorische Netzwerke Andreas Moll

2 mehrere Alternativen Abbau !

3 ! Transkription Splicing Translation Enyzm-Aktivität Protein-Abbau
Transport Extrazelluläre Einflüsse !

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5 Ausdehnung von Netzwerken:
Organelle Zelle Gewebe Organ Organismus Diffusion und aktive Transporte durch Membranen zwischen Kompartementen erschweren das Verständis eines Netzwerkes.

6 Transkriptionsfaktoren (TF)
ATGCGTGAATGT AGGCACGCDATGA TGACGCA CACGTG GGGCGG CCAAT TATA ATG TGA Exon Intron Exon Promotor Transkriptions-Faktor Bindestellen (Transkriptions-Elemente TE) Erst durch das Binden von TF wird die Transkription ermöglicht. Es gibt zwei Arten von TF: generelle TF = GTF z.B. Polymerase, Abstandshalter regulatorische TF = RTF (sequenzspezifisch) Generelle TF binden meist nicht an der DNA selbst, sondern an anderen RTF. Die gebundenen TF definieren den Zustand eines TE. In bestimmten Zuständen kann die Transkription starten.

7 Transkriptionsfaktoren (TF)
ATGCGTGAATGT AGGCACGCDATGA TGACGCA CACGTG GGGCGG CCAAT TATA ATG TGA Exon Intron Exon Promotor Die einzelnen Zustände der TE bestimmen den Gesamtzustand des Promotors. Dadurch kann der Promotor u.U. sehr viele verschiedene Zustände annehmen. Chemische Reaktionen (z.B. Bindungen, Spaltungen, Modifikationen) bilden dabei die Übergänge zwischen den Zuständen. Zur kompletten Modellierung muß eine Datenstruktur gefunden werden, die alle Zustände und möglichen Übergänge beschreiben kann. Am besten eignet sich dazu ein Graph: Knoten = Zustände Kanten = Blätter

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9 Bending

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11 Beteiligte Enyzme: -Beta-Galactosidase -Lactose Permease -Thiogalactoside transacetylase

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28 Möglichkeiten der Histon-Modifikationen
Acetylierung /Deacetylierung Phosphorylierung Methylierung 2. Methylierung der Cytosine Diese Modifikationen verändern die Bindungsfähigkeit von Transkriptionsfaktoren durch: Direkte Wechselwirkung (z.B. Ladungsverteilung) Änderung der Sekundär- und Tertiärstruktur der DNA Epigenetik: Änderung der Nutzung genetischen Materials, teilweise vererbbar.

29 Modelle von genregulatorischen Netzwerken
Generegulation Genenet Using Artificial Genomes to model Genetic Networks Petrinetze