מולקולרית 4 רשף

Question 1

Helix-turn-Helix

זה מוטיב של חלבונים חיידקיים . התגלה בחיידקים אך קיים גם במאות פקטורי שעתוק יוקריוטיים.

מכיל 2 הליקסים אחד יותר אמיני והשני יותר קרבוקסילי.

ההליקס הקרבוקסילי הוא זה שמזהה את הרצף מאחר והוא מתאים לתעלה הגדולה.

פקטורי שעתוק שוניפ המכילים את המוטיב כוללים בתוכם רצף שונה של חומצות אמינו המאפשות זיהוי רצפים שונים בהתאם לתפקיד.

ההליקס עושה אינטראקציה עם הדנ”א

דוגמאות : שבהם יש את המוטיב

רפרסור של אופרון לטריפטופן

CAP

באופרון ללקטוז

Answer 1

חלבוני

Homeodomain

מה שיוצר אינטראקציה עם הדנ”א אלו אזורים הליקאליים וח”א הידרופיליות

חלבונים איוקריוטיים יחסית פרימיטיביים בעולם האיוקריוטי

מתבטאים כידי לתת לרקמות את סוג הרקמה.

דוגמאות: כאשר בני אדם מניצים מה שמבדיל בין הרגליים לידיים . מה שגורם לכל רקמה להתפתח אחרת זה בעיקר פקטורי שעתוק ממשפחת הומיאובוקסדומיין.

Question 2

רוכסן ליאוצין

מבנה דימרי , 2 הליקסים . הליאוצין מקשר בין 2 הליקסים (ליאוצין הידרופובי).

לאוצין תפקידו - אחראי על דימיריזציה ומבנה החלבון .

Answer 2

חלבוני זוהוי מסוג סדין בטא

נקשרים לתעלה הגדולה

Question 3

אצבע אבץ

יון אבץ אחראי לשמור על המברנה , עושה קשרי קורדינציה על 2 היסטדינים של אלפא הליקס

ו-2 ציסטאינים שהם חלק מ-

beta-sheets

אצבע אבץ - לא נקשר לדנ”א

Answer 3

Helix loop Helix

מוטיב איוקריוטי

Question 4

אופרטור

Answer 4

אופרטור

אתר קישור לרפרסור. אקטיבטורים לא יכולים להיקשר לאופרטור.

Question 5

אופרון ללקטוז

Answer 5

גלוקוז יודע לעכב את אדנילט ציקלאז

אדנילט ציקלאז מייצר

cAMP

מתוך

ATP

ולבסוף

cAMP

מפעיל

CAP

שהוא אקטיבטור בלאק-אופרון

כשיש גלוקוז

אין

CAP

Question 6

NtrC

Answer 6

הפולימראז תקוע על הפרומוטור

NtrC

נותן לו נוגרה

Question 7

CREB

Answer 7

CREB

cAMP response elements

הם אותו דבר כמו אינהנסור או סיילנסרים רק סמוכים לפרומוטור

Question 8

Bromodomain

Answer 8

Bromodomain

דומיין - שיודע לזהות את האתרים שיש בהם אצטילציה פוספורילציה … כל מיני מודיפיקציות.

Question 9

Insulator

Answer 9

Insulator

תפקידם לבודד את השפעתם של פקטורי השעתוק הספציפיים ומונע מפקטורי שעתוק להפעיל את כל הפרומוטורים שבסביבה.

ברגע שהם קושרים את החלבון היעודי הם מתקרבים אחד לשני , יוצרים לולאה ורק הגנים שתקועים בלולאה עם הפרומוטור ישועתקו והגנים שמחוץ ללולאה ישארו ללא פרומוטור.

יכולים לבקר בציס נדיר אבל גם בטראנס.

Question 10

רפרסור לטריפטופאן

Answer 10

רפרסור לטריפטופאן

הוא דימר

Question 11

פעילות רפרסורים באיוקריוטיים

Answer 11

בפרוקיוטיים מדובר על רפרסורים המתיישבים על אופרטורים.

באיוקריוטיים מדובר על הבאה של קו-רפרסורים שמדכאים את השעתוק במספר מנגנונים:

1. היקשרות במקום האקטיבטור
2. דיכוי פני השטח של האקטיבטור
3. אינטראקציה ישירה עם פקטורי שעתוק כלליים ועיכובם
4. גיוס קומפלקס

CRC

כנראה שסוגר את האופציה לשעתוק

5. גיוס אנזימים מסוג היסטון דה-אצטילאזות
6. גיוס אנזימים מסוג מתיל-טראנספראזות

Question 12

פעילות אקטיבטורים

Answer 12

לאקטיבטורים של גנים יש מנגנונים שונים:

1. חלקם מגייסים פקטורי שעתוק נוספים
2. חלקם מגייסים את הפולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים לפרומוטור
3. חלקם מאיצים את שחרור הפולימראז מקומפלקס האיניציאציה שלו
4. חלקם משחררים את הפולימראז מעצירות אותן הוא מבצע במהלך השעתוק

מקרים נוספים:

מודיפיקציות על הכרומטין

גיוס פקטורי אלונגציה \שעתוק לעיתים פקטור השעתוק הוא בעצם פקטור אלונגציה ויש להטעינו על הפולימראז כדי שיוכל להמשיך חשעתק. ישנו יתרון משמעותי לגייס את הפולימראז כבר לפאומוטר ושימתין שם לפקטור אלונגציה או שימתין לשחרור.ככה התא יכול להגיב במהירות לסיגנאלים חיצוניים ולשעתק רנ”א במהירות במקרה הצורך

Question 13

סינרגסטיות בשעתוק

Answer 13

1. האפיניות של שני פקטורי שעתוק ביחד יותר מסכום האפיניות של שני האקטיבטורים כשנמדד לחוד.
2. עוד חשוב לזכור : שהיכולת של פקטור שעתוק להפעיל ביטוי של גן היא רק לאחר שהם קשורים לדנ”א.

לכן הפעלת הגנים תלוי לחלוטין בקצב ההתרכבות שלהם עם הדנ”א . ודגם השעתוק הספציפי תלוי לחלוטין בדגם הקישור של פקטורי השעתוק לדנ”א.

Question 14

ישנם 4 דרכים עיקריות להשפיע על מבנה הכרומוטין ברמה המקומית.

כל אחת מיהם דורשת אינטראקציה עם קו-אקטיבטור היודע לבצע פעילות ספציפית:

Answer 14

1. מודיפיקציה קוולנטית על היסטונים- אנזימים המבצעים מודיפיקציה קוולנטית על היסטונים כמו

HAT

חלק מהמודיפיקציות מסייעות לגיוס חלבונים לפרומוטור . מודיפיקציות על היסטונים מגבירות גם את הקישור הקופאורוטיבי של פקטורי שעתוק.

2.רימודלינג של נוקלאוזומים -קומפלקס

CRC

המשתמש ב

ATP

3. הסרת נולקאוזומים -דורש צ’פרוניפ של היסטונים
4. החלפת היסטונים בתוך הנוקלאוזומים-צ’פרונים של היסטונים

Question 15

גורל המודיפיקציות

Answer 15

מה גורל המודיפיקציות:

חלק מהמודיפיקציות יוסרו לאחר עזיבת פקטורי השעתוק- זה יקרה בעיקר בגנים שהתא רוצה לבקר מקרוב מאוד על שעתוקם , למש פרוטואונקוגנים או כל גן שהפעלתו תלוי בסיגנאל חיצוני.

עם זאת בחלק מהמקרים המודיפיקציות האלה ישארו זמן רב אחרי שפקטורי השעתוק התנתקו מהדנ”א.

שינויים אלה גם יורשו לדרורות הבאים של אותו התא.

פעמים רבות מודיפיקציות על גבי היסטונים נעשות תוך כדי השעתוק כאשר אנזים המבצע אצטילציה על היסטונים רוכב על גבי הפולימראז . היסטונים אלו יעברו דה -אצטילציה ומתילציה מיד לאחר שהפולימראז יעבור על גביהם , בזכות קומפלקס נוסף שיבצע זאת וגם הוא רוכב על הפולימרראז. כך שהפולימראז משאיר אחריו נוקלאוזומים שהם עמידים מאוד לשעתוק. זהו מנגנון מדהים המונע רה-איניציאציה.

Question 16

Gene Control Region

Answer 16

סט של מולקולות דנ”א הפועלות אחת עם השניה , המווסתות ביטוי של גן ספציפי.

מולקולות דנ”א אלו כוללות פרומוטור ואזורים רגולטוריים הפועלים בציס , ששניהם נחוצים לאיניציאציה ושליטה בקצב השעתוק.

Question 17

התחלקות תאים ממוינים

Answer 17

התחלקות תאים ממוינים:

חלק מהתאים הממוינים לעולם לא התחלקו -למשל כמו נוירונים או תאי שריר מחוספס /שריר הלב. אלה תאים שנאמר עליהם

Terminally differentiated

מנגד , תאים כמו פיברובלסטים , תאי שריר חלק ותאי כבד , על אף היותם ממויינים הם כן מתחלקים , אף שני תאי הבת שיווצרו יהיו זהים לתא המקור. תכונה זו קרויה “זיכרון תאי “ במסגרתה כל תא זוכר את אוסף פקטורי השעתוק שלו שמשפיעים על הפנוטיפ. תאי הבת זוכרים זאת וכך גם הדורות הבאים.

כיצד מתקיים זיכרון התאי במסגרתו תאי הבת זוכרים מאיזה תא באו?

1. הגורם העיקרי הוא בעצם משוב חיובי במסגרתו פקטור שעתוק שהוא

master regulator

אחראי לשעתוק של הרבה גנים ספציפיים לפנוטים של אותו התא אבל גם של עצמו.

2.המשוב החיובי הוא בעצם המרכיב העיקרי ליצירת מעגל של

Self renewal

גם כאשר הזכרנו את ה

iPSC=induce prolifiration stem cell

ראינו שה-

master regulation

משעתקים גם את עצמם וזה בעצם מאפשר לתאים הפלוריפוטנטיים לשמר את היכולת הפלוריפוטנטית שלהם.

3.בנוסף , יתכן גם משוב חיובי לא ישיר , כך שאם הפקטור

A

משעתק את

B

הפקטור

B

ישעתק את

A

ולכן יש כאן משוב חיובי נוסף .

Question 18

מודיפיקציות לדנ”א

Answer 18

מודיפיקציות לדנ”א-

1. מתילציה - מאפשרת זיהוי יחודי של חלבון שמזהה את המתילציה.
2. מתיל על רצף ציטוזין מנטרל את האופציה של חלבון להיקשר לרצף הזה

מתיל פונה לתעלה הגדולה.

Maintanace methyl transferase

ממתל ציטוזין בתא בת של הגדיל הלא ממותל.

Question 19

למה

GPC ilands

לא עובר מתילציה

Answer 19

סיבות

1. שמים מעכבים של מתיל טראנספראזות
2. חלבונים שמגייסים דה מתילאזות.

Question 20

החתמה

מה זה?

Answer 20

החתמה זה תהליך שהדנ”א עובר בו מתילציה.

כתוצאה מכך רק אחד מהאללים יבטא את הגן.

כלומר החתמה גנומית גורמת רק לגן 1 להיות מבוטא.

בדוגמא הנ”ל רק האבא עובר מתילציה האימא באופן הפוך מורידה מתילציה.

Question 21

דוגמא ספציפית א’ על מתילציה.

igf2-insulin like grouth factor 2

היעדר ביטוי של

Igf2
העובר יהיה חצי מגודלו של עובר

האבא ממתל (החתמה) את רצף האינסולטור . האימא שלא עושה החתמה ולכן האינסולטור שלה לא עובר מתילציה.

אצל האימא

insulating binding protein that called CTCF

נקשר האימא תוקעת טריז ומונעת מרצף בקרה של ציס להשפיע ולגרום לביטוי של

IGF2

ולכן האלל שמגיע מהאימא מושתק אבל ההחתמה הייתה אצל האבא.

ההחתמה = זה איפה שאני עושה מתילציה

מנגנון החתמה נוסף:

Kcnq1 gene

מקודד לתעלת סידן , התעלה הזאת קריטית בהתפתחות העוברית של סינפסות ותחזוקה של סינפסות

המתילציה לא תוקעת את רנ”א פולימראז. מצד שני היא המתילציה בציור מונעת שעתוק של

LNC RNA

ברגע שאין מתילציה : נוצר

LNC RNA

שמגייסת מספר רב של חלבונים. החלבונים האלה נקשרים ומתחילים לעשות מודיפיקציה על גבי היסטונים.

ובעצם סוגרים את הגן

Answer 21

X-inactivation

המנגנון

על גבי כרומוזום “איקס” יש גן שנקרא

Xist

שממנו מקודד

LNC-RNA

שיודע לבקר את הגנום ולעבור בין הלולאות של הדנ”א ולעשות אינאקטיבציה.

וזאת הסיבה למה הכרומוזום נסגר כל כך מהר

זה סוג של הורשה אפיגנטית . כי תאי הבת יבטאו כולם את העותק הפטרנאלי או המטרנאלי

Question 22

הורשה אפיגנטית בטראנס

Answer 22

הורשה אפיגנטית בטראנס

master regulator

בקר מסוים יודע לבקר את עצמו

ואז תאי הבת מקבלים את הבקר ,הם יבטאו את הבקר בעצמם

גם פריונים הם הורשה אפיגנטית מסוג טראנס

Question 23

הורשה אפיגנטית- דפוס מודיפיקציות שמורש לצאצאים הבאים ובעצם משמר את הזיכרון התאי.

לא כל מודיפיקציה על היסטונים מורשת הלאה ולכן הורשה אפיגנטית היא לא מודיפיקציה על היסטונים כי חלקם עשויים לעבור אתחול.

Answer 23

מנגנוני הורשה אפיגנטית יכולים להיות בציס או בטראנס

בציס: מתילציה על הדנ”א

מודיפיקציה על היסטונים

בטראנס:משוב חיובי של פקטורי שעתוק

פריונים -הורשה של מצב קיפול של חלבונים

Question 24

genomic imprinting

Answer 24

genomic imprinting

גנים שיבטאו רק מכרומוזום שהיגיע מהאבא וגנים אחרים יבטאו רק מכרומוזום שהגיע מהאימא.

תופעה זו נקראת

Genomic Imprinting

דוגמא מושלמת היא תסמונת אנגלמן הנגרמת בגלל שיש מחיקה של עותק אחד של גן בכרומוזום 15. והחתמה גנטית הסוגרת את הביטוי של העותק התקין על הכרומוזום ההומולוג.

תסמונת אנגלמן מתאפיינת בפיגור שכלי עמוק ובעיות קשות בדיבור

Question 25

הורשה אזור הכרומטין

Answer 25

איך לעורר זיכרון תאי ?

ע”י הורשה של אזור הכרומוטין!

האנזים

Maintenance methyl transferase

מבצע מתילציה על רצפים אלו כאשר הם מזדווגים עם רצפים שהם כבר ממותלים.תבנית הסינתזה שהיא ממותלת משמשת כמקור מידע לכך שהרצף החדש אמור לעבור מתילציה .

עם זאת דפוס המתילציה בחולייטנים הוא דיי דינאמי . כך למשל לאחר ההפריה ישנו גל של דה מתילציה כך שמרבית הדנ”א עובר דה מתילציה. הגל הזה מתרחש בשני אופנים:

ע”י עיכוב פעילות האנזים

Maintenance methyl transferase

או ע”י הפעלת אנזימים מסוג דה מתילאזות.

Question 26

Piwi or argonate

Answer 26

Piwi or argonate

מזהים דו גדיל של רנ”א , לוקחים את אחד הגדילים. ולהישתמש בה בתור

guide rna

ולטרגט בעזרתה את הרנ”א לעשות קומפלמנטציה עם רנ”א אחר.

יש 3 אופציות :

1. ביקוע מולקולה רנ”א , היא לא תוכל לעבור תרגום ותעבור דגרדציה מהירה.
2. חוסמים אותה מלעשות אינטראקציה עם הריבוזום ואחרי זה נשלח אותה לתהום הנשייה של מולקולות הרנ”א בתא מה קוראים אותו

P-body

ואז שם נעשה שם

דה -אדנילציה ודי-קאפינג ודגרדציה.

3.אופציה שלישית היא לטרגט למולקולות רנ”א תוך כידי שהם משועתקות בזמן השעתוק בגרעין ונדכא את הביטוי שלהם בזמן השיעתוק למנגנון הזה קוראים “ריטס”

Question 27

RNA interference

Answer 27

3 סוגים

RNAI

גורמים לפירוק רנ”א

micro-RNA

עובר שעתוק ואז עיבוד בגרעין. התהליך נקרא קרופינג ונעדה ע”י “דורשה” ו”פאשה”. מבקעים את המולקולה ומקבלים מולקולה שהיא סיכת ראש. מערכת של אקספורטין מוציע את הרנ”א בצורה של

stem and loop

החוצה. והוא (סטם אנד לופ )הולך לפגור את הקומפלקס החלבונים שקוראים לו דייסר. דייסר מוריד לו את הראש . ואז נקבל דאבל סטרנד רנ”א.

קומפלקס חלבוני שקוראים לו

RISC

חלק מהחלבונים שם שייכים למשפחת ארגונט. הוא בוחר את אחד מהגדילים באופן אקראי ומשתמש באחד מהגדילים כ-

guide RNA

הוא יכול לעשות זיווגים חלקיים (עוצר את התרגום ומשם יעבור לתהום הנשיה ) או כמעט מושלמים ואז הריסק יבקע באמצע ומולקולה רנ”א תעבור דגרדציה

זהו גן שקיים בגנום בכדי לדכא גנים אחרים. גן יעודי שאמור למנוע ביטוי של גן אחר . בקרה..

SiRNA

אין לו גן יעודי , לא מגיע מגן יעודי . רנ”א יכול להגיע מגנום ויקראלי

PiRNA