F29: Transkriptionel genregulering Flashcards
Redegøre for transskriptions regulatorer
Binder til regulatoriske sekvenser i DNA. Disse kan således tænde og slukke gener. Regulatoriske sekvenser kan være fra 10 nt. og op til 10.000 nt og kan enten være on-off-sekvenser eller integrere information fra mange signaler. De fungerer ved at transkriptionsregulatorer binder ved DNA-proteininteraktioner.
Repressorer og aktivatorer kan også tiltrække enzymer, der modificerer kromatinstruktur, så det er lettere for TF’er og RNAP at binde. Mediatoren integrerer stimulerende og hæmmende signalet til et resultat.
TR’er kan inducere ekspression af andre TR’er og derved give en kaskade.
Eukaryote aktivatorer binder til enhancers, og disse regulatoriske sekvenser kan være placeret meget langt fra promoter. De virker oftest ved at danne et loop, så aktivator kan interagere med andre bundne proteiner på promoteren gennem mediatoren, der hjælper med at etablere et større proteinkompleks og integrerer mange forskellige proteiner, hvoraf mange kommer langt fra promoterregionen (ofte adskilt af spacer DNA). Repressorer virker ved at forhindre denne kompleksdannelse.
TR’er er vigtige for embryonaludviklingen
Redegøre for og skitsere enhancer funktion
Def.: et DNA-område, der binder en aktivator og som virker uafhængigt af placering og orientering
De fleste er cellespecifikke
Eukaryote aktivatorer binder til enhancers, og disse regulatoriske sekvenser kan være placeret meget langt fra promoter. De virker oftest ved at danne et loop, så aktivator kan interagere med andre bundne proteiner på promoteren gennem mediatoren, der hjælper med at etablere et større proteinkompleks. Mediatoren integrerer mange signaler, der søger for at genet udtrykkes det rigtige sted på det rigtige tidspunkt på den rigtige måde i den rigtige mængde.
Hvad gør transkriptionel genregulering?
At celler kan differentiere sig gennem forskellige RNA-molekyler og derved forskellige proteiner. Ved at udtrykke forskellige gener, kan celler respondere på forskellig vis til signaler udefra. Det er det første niveau (opstrøms), der regulerer, hvor meget protein, der dannes. Det er smart at regulere her, så man ikke laver protein, der alligevel skal nedbrydes eller mRNA, der ikke skal translateres.
Redegøre for forskelle og ligheder mellem pro- og eukaryot gen-organisation og
genregulering (herunder begrebet operon)
Eukaroter har mange flere transkriptionsregulatorer. Disse kan også rekruttere enzymer, der regulerer kromatinstruktur. I stedet for operons kan eukaryoter tænde for mange geners transkription ved at lade 1 master TR regulere mange gener. Sker ofte langt væk fra i genomet med enhancers.
Prokaryoter kan regulere og transkribere flere gener på samme tid ved at have dem placeret i operons De transkriberes til 1 mRNA. Det er sjældent i eukaryoter, hvor der normalt sker individuel regulering og transkription af hvert gen. Der er forskellige sigmafaktorer, der genkender promoterer til specifikke proteingrupper, fx dem der skal bruges ved heat shock.
Redegøre for protein-DNA genkendelse
Proteiner binder ofte i major groove, hvor der er god mulighed for at skelne mellem de forskellige basepar (modsat minor groove) og binde til dem med H-bindinger. 10-20 bindinger gør interaktionen både stærk og specifik. De binder ofte som dimerer, fx leucinzippers og mange zinkfingre sammen. Herved bliver der cirka dobbelt så meget interaktion –> højere specificitet. Specificitet for en sekvens kan reguleres allosterisk, hvor binding af ligand kan øge affiniteten af en binding af repressor.
Helix-loop-helix har DNA-bindende homeodomæne.
Hvordan kan genekspression undersøges?
Med massespek, gelelektroforese og ved at studere RNA i en celle.
Hvad er housekeepinggener? Og hvilke andre klasser af gener findes der? (transkriptionsperspektiv)
Gener, der udtrykkes i alle celler (i hvert fald på et tidspunkt) fordi de er essentielle, fx for kromosomstruktur, transkription, DNA repair, cytoskelet m.m. Cirka halvdelen af alle gener udtrykkes på et givent tidspunkt i en celle.
Inducerbare gener, stokastisk udtrykte gener og koordinerede gener samt genetiske programmer (embryonaludvikling)
Hvad gør repressorer og aktivatorer?
Repressorer forhindrer binding af RNAP, mens aktivatorer muliggør binding af RNAP til sekvenser, der ellers har lav affinitet for RNAP.
Aktivatorer skal også tit have bundet ligand for at binde til DNA, fx cap-protein i lac-operon, er skal have bundet cAMP (lavt glucose) og samtidig skal repressoren dissociere bort (kræver laktose).
Hvad gør repressorer og aktivatorer?
Repressorer forhindrer binding af RNAP, mens aktivatorer muliggør binding af RNAP til sekvenser, der ellers har lav affinitet for RNAP.
Aktivatorer skal også tit have bundet ligand for at binde til DNA, fx cap-protein i lac-operon, er skal have bundet cAMP (lavt glucose) og samtidig skal repressoren dissociere bort (kræver laktose).
Hvordan påvirker kromatinstruktur genekspression?
Nukleosomer kan spærre for genekspression ved at være positioneret over promoter - måske så de ikke udtrykkes ved en fejl. Mange genaktivatorer rekrutterer kromatinremodelling complexes og istonmodificerende enzymer. Histonacetyltransferaser rekrutteres eksempelvis og øger tilgang til underliggende DNA og acetylgrupper tiltrækker fx TF’er. Deacetylaser virker omvendt. Det påvirker enten enkelte gener eller større områder, fx X-kromosomer.
Hvad er nødvendigt for at opretholde differentierede celler? Hvordan opnås det?
Hukommelse!
Hvad er nødvendigt for at opretholde differentierede celler? Hvordan opnås det?
Hukommelse! Det sker ved at transkriptino af TR’er bliver givet videre til efterfølgende generationer. Det kan ske gennem positivt feedbackloop, hvor TR stimulerer transkription af sig selv og andre cellespecifikke gener. Regulatoren kommer ud i datterceller, hvorved differentieringen bliver opretholdt.
Det kan også ske ved methylering af DNA på cytosiner 5me-C, hvilket betyder, at methylbindende proteiner rekrutteres og blokerer transkription. Methyleringsmønster gives også videre til næste generation gennem enzymer, der virker under DNA-repl. Sker ved CG-sekvens.
Det kan også ske ved histonmodifikatoner, der nedarves med 50% til hver dattercelle, hvilket motiverer enzymer til at udbrede disse modifikationer til nye histoner.
Hvordan kan Eve udtrykkes i 7 striber?
Hver stribe reguleres af et segment, der indeholder nogle særlige regulatoriske sekvenser, der binder forskellige kombinationer af TR’er. Disse TR’er er fordelt forskelligt i embryoet.
Hvad er iPS?
Celler, der er dedifferentierede gennem ydre påvirkning og nu er pluripotente stamceller på samme måde som ES.
Hvordan kan man måle genekspression?
Man kan se på fænotype, måle mængden af mRNA, måle mængden af protein, se på aktiviteten (assay).
