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Zellbiochemie Zellgenetik > Kapitel 1.2 > Flashcards

Kapitel 1.2 Flashcards

(56 cards)

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1
Q

Stellen, an denen die Genexpression reguliert wird

A
  1. Transkritpion
  2. RNA Prozessierung im Kern
  3. RNA Transport und Lokalisation
  4. Translationskomtrolle
  5. Kontrolle des mRNA Abbaus
  6. Proteinaktivitätskontrolle
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2
Q

Transkriptionskontrolle durch spezifische Bindeproteine

A

Transkriptionsregulatoren rerkennen 5-10 nt lange DNA Sequenzen in großer Furche
cis-Regulationssequenzen werden erkennt und liegen auf gleichem Chromosom
Transkrtiptionsregulatoren: 10% der proteincodierenden Gene
jedes Basenpaar präsentiert Muster von Wasserstoffbrücken-Donatoren bzw. Akzeptoren und hydrophoben Stellen
Proteinoberfläche über weiten Bereich komplementär zu Oberflächeneigenschaften der DNA-Helix
jeder Regulator bildet ca. 20 Kontkate mit DNA aus

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3
Q

Strukturmotive in Transkriptionsrregulatoren

A

Helix turn Helix
Homöodomänenproteine
Leucin Zipper Proteine
beta-Faltblatt-DNA Erkennungsproteine
Zinkfingerproteine
Helix loop Helix Proteine

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4
Q

wie Affinität und Spezifität für DNA der Transkritponsregulatoren verbesssert

A

Dimerisierung
doppelte Länge an cis-Regualtionssequenzen erkannt

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5
Q

Bindung der Transkriptionsregulatoren an DNA ist

A

kooperativ
S-förmige Kurve
als Monomer schwach, als Dimer stark

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6
Q

wie unterstützt Nukleosom bindung des Transkritpionsrregulators

A

Nukleosom atmet: cis-Reguaotsequenz am Ende des Nukleosoms bewegt sich raus
in der Mitte des Nucleosoms selten
wenn Regulaotsequenz nicht zurückklappen kann, steigt Affinität eines 2. Regulatros zu cis-Regulationssequenz in der Nähe -> Kooperativität
Nucleosomen-Umformungskomplex sorgt auch für Kooperativität

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7
Q

cis Regulationssequenz

A

kurzer Abschnitt von 5-10nt in der Nähe des Promotors, der als Bindungsstelle für Proteine dient, das Genexpression steuert
liegen auf dem gleichen Chromosom

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8
Q

Operon

A

Cluster aus koordiniert transkribierten Genen
bei Eukaryoten selten

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9
Q

Transkriptionsrepressoren

A

schalten Gene ab
z.b. Tryptophanrepressor an Tryptophanoperator

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10
Q

Transkrptionsaktivetoren

A

schalten Gene an
müssen oft mit 2. Protein wechselwirken
wirken an Promotoren, die selbst RNA Polymerasen nur schwer binden

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11
Q

Schleifenbildung bei Genregulation

A

cis-Regulationssequenz und Gene liegen weit auseinander
wenn Transkriptionsaktiviator an Regulationssequenz binden, kommt es zur Aktivierung der Polymerase durch Schleifenbildung

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12
Q

Genkontrollregion

A

gesamte DNA, die an Kontrolle und Initiierung der Transkription eines eukaryotschen gens beteiligt ist

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13
Q

Promotor

A

DNA-Sequenz, an der sich allgemeine Transkriptionsfaktoren und polymerase sammeln

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14
Q

TATA-Box

A

DNA-Erkennungssequenz für allgemeinen Transkriptionsfaktor TFID

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15
Q

Worin unterscheiden sich Gene in Regulation

A

Mediatioren und allgemeine TF gleich
Transkriptonsregulatoren und relative Lage der Bindungsstellen verschieden

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16
Q

Eukaryotische Transkriptionsregulatoren

A

ein Transkriptionsregulator oft an mehreren Komplexen beteiligt (nicht gleichzeitig)
Funktion eines Regulaotrs hängt von Endzusammensetzung aller Kompotenten ab

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17
Q

Transkriptionsstart möglich durch Veränderung der Chromatinstruktur

A

Nucleosomengleiten = Nucleosomumformung
Histonbeseitigung
Ersetzen von Histonen = Histonvarianten
kovalente Histonmodifikationen

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18
Q

Dauer der lokalen Chromatinstrukturänderung

A

unterschiedlich lang
Umkehrung nach Lösen des Transkriptionsregulators
Gedächtnis des Genexpressionsmusters

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19
Q

transkriptionale Synergie

A

mehrere DNA-gebundene Aktivatorproteine arbeiten zusammen, um Transkriptionsgeschwindigkeit zu erzeugen, die weit höher ist als die Summe der allein wirkenden Transkriptionsgeschwindigkeiten

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20
Q

Wirkweisen von Transkriptionsrepressoren

A

kompetitive DNA Bindung
Maskieren der Oberfläche des Aktivators
WW mit allgemeinen TF
Hinzuziehen von Chromatin-Umformungskomplexen
Hinzuziehen von Histon-Deacytylasen
Rekrutierung von Histon-Methyltransferase

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21
Q

Isolatoren, Sperrsequenzen

A

gliedern Genom in eigene Regulationsdomänen auf
Ziel: Kontrollregionen verschiedener Gene stören sich nicht; Transkriptionsregulator kann nur in eine Richtung Schleife bilden

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22
Q

Sperrseqeunz

A

verhindert, dass sich Heterochromatin in Gene ausbreitet

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23
Q

Isolator

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A

bewahrt cis-Regulationssequenz davor, unpassende Gene zu aktivieren

24
Q

Even skipped Gen

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A

für Entwicklung des Drosophila embryos wichtig
aktiv, wenn Embryo einzige vielkerinige Zelle
Gene werden unterschiedlichen TF ausgesetzt -> unterschiedliche Gene aktiviert
DNA-Regualtionssequenzen des Eve-Gens lesen Konzentration von TR über Gesamtlänge -> Einteilung in 7 Streifen

25
Aufbau der Eve-Genkontrollregion
ca 20 kbp modularer Aufbau 7 cis-Regulationssequenzen
26
spezialisierte -> pluripotente Zellen, wie?
durch Manipulation von TR künstliche Expressiob von 3 spezifischen TR: Oct4, Sox2, Klf4 = Transkriptions-Master-Regulatoren: ihre Expression reicht aus, um Änderung der Zellidentität auszulösen
27
endgültig differenzierte Zellen
hoch spezialisiert teilen sich niemals wieder
28
Zellgedächtnis
proliferierende Zelle behält Identität durch erinnern und weitergeben von Expressonsmustern an Tochterzellen
29
indirekte positive Rückkopplungsschleife
TR A aktiviert TR B und umgekehrt
30
Netzwerkmotive
in Genregulationsschaltkreisen positive und negative Rückkopplungsschleifen positiv: Gedächtnisvorrichtung negativ: hält Expressio eines Gens eng bei Standardrate
31
Zellgedächtnis
ermöglicht proliferierenden Zelle, ihre Identität durch nachfolgende Zellteilungen beizubehalten
32
DNA Methylierung
hauptsähclich an Cytosin in CG Genexpressionsmuster so weitervererbt Muster verändlich in Entwicklung: de-novo-DNA-Methyltransferasen nach Befruchtung Demethylierungswelle Erhaltungs-Methyltransferasen synergitischer Effekt mit anderen Genespressionskontrollmechanismen
33
CG-Inseln - Entstehung
methylierte Cytosine gehen im Verlauf der Evolution verloren: Desaminierung eines nicht-methyierten Cytosins-> Uridin -> Reparatur mit Uravil-DNA-Glycosylase Desaminierung eines 5-Methyl-Cytosins -> Thymin vergleibenede CG-Reste konzentrieren sich in best. Abschnitten des Genoms als CG-Inseln
34
CG Inseln - Eigenschaften
CG INseln geringe Mutationsrate nicht-methylierter Zustand durch sequenzspezifische DNA-Bindeproteine aufrechterhalten Methylgruppen nahe großer Furche; beeinträchtigen Transkriptionsstart
35
Genomische Prägung
bei einer kleinen Minderheit der gene hängt die Expression davon ab, ob Gen von Vater oder Mutter vererbt wurde es wird entweder das eine oder das andere Allel exprimiert, je nachdem, wo die Prägung festgelegt wurde -> Nachkommen gleicher Eltern unterscheiden sich Prägung wird in Meiose aufgehoben
36
Dosiskompensation
Ausgleich der X-chromosomalen Genprodukte zwischen Männchen und Weibchen -> X-Inaktivieurng
36
X-Inaktivierung
Transkriptionelle Inaktivierung eines X-Chromosoms in somatischen Zellen zu Dosiskompensation
36
X-Inaktivierungszentrum
Stelle der X-Chromsomeninaktivierug in der Nähe des X- Chromosoms hier lncRNA (Xist) beim inaktiven X-Chromosom, bindet Histonmodifizierende Proteine
37
epigenetische Vererbung
vererbbare Änderung im Phänotyp, die nicht von Änderungen der Nukleotidsequenz herrührt
38
posttranskriptionelle Kontrolle
findet statt, nachdem RNA Polymerase an Promotor gebunden hat und RNA Synthese gestartet ist
39
Riboswitch
kurze RNA Sequenz, die bei Bildung kleiner Moleküle ihre Konformation ändert jeder Riboswithc hat für spezielles Molekül hohe Affinität und Spezifität oft in der Nähe des 5'-Endes der mRNA falten sich bei mRNA Synthese v.a. bei Bakterien
40
alternatives Spleißen
liefert verschiedene Polypeptidketten aus dem gleichen Gen Anzahl der Gene deshalb nicht Maß für Komplexität
41
Intronsequenzmehrdeutigkeit
normaler Spleißosomenmechanismus zur Entfernung von Introns ist nicht in der Lage, zwischen 2 oder mehr alternativen Paarungen zu unterscheiden -> mehrere Versionen des Proteins eines Gens
42
negative Kontrolle des alternative Spleißens
Repressor binden an spezifische Sequenz des prä-mRNA-Transkripts -> Zugang der Spleißmaschinerie zu Spleißverbindung blockiert es wird nicht gespleißt
43
positive Kontrolle des alternativen Spleißens
aktivator ist nötig, damit Spleißmaschinerie eine bestimmte Intronsequenz entfernen kann sonst wird nicht gespleißt
44
heutige Gen-Definition
DNA Sequenz, wenn sie als Einheit transkribiert wird und für einen Satz von nahe verwandten Polypeptidketten codiert
45
RNA Editierung
Veränderung der mRNA Nukleotidsequenz nach deren Synthese, wodurch sich ihre codierte Botschaft verändert Desaminierung von Adenin zu Inosin durch Adenosindesaminasen (ADARs) Desaminierung von Cytosin zu Uracil
46
RNA-Transport aus dem Zellkern
nur im gespleißten Zustand
47
Retrovirus
RNA-Virus, das in der Zelle angekommen Bildung einer dsDNA seines Genoms steuert, die dann in Wirts-Genom eingebaut wird
48
Lokalisation von mRNAs in Zelle
an den Ort transportiert, wo später das codierte Protein benötigt Errichtung von Asymmetrien im Cytosol Genexpression in verschiedenen Teilen unabhängig reguliert Signalsequenzen in 3' UTR nötig weitere Komponenten blockieren bis zur richtigen Lokalisation die Translation
49
Mechanismen zur Lokalisation der mRNA
am Cytoskelett ausgerichteter Transport zufällige Dissusion und Abfangen allgemeiner Abbau in Verbindung mit örtlichem Scuhtz durch Abfangen
50
mRNA-Abbau-Mechanismus
Verkürzung poly-A-Schwanz bis zu 24 nt dann Entfernen der CAP Struktur und Abbau von 5' nach 3' oder Fortgesetzter Abbau von 3' nach 5'
51
3' UTR & mRNA Lebensdauer
haben Bindungsstellen für bestimmmte Proteine, die Geschwindigkeit der poly-A-Verkürzung, des Dacappings oder 3' -> 5'-Abbaus steigern oder drosseln
52
Eisenmangel, Aconitase und mRNA-Stabilität
Aconitase blockiert 5' UTR der Ferritin-mRNA -> keine Ferritinsynthese Aconitase blockiert 3' UTR der Trnasferrinrezeptor mRNA -> Transferrinrezeptor Synthese
53
Aconitase
Citrat <-> Isocitrat bindet Eisen-transportierende Transferrin
54
Aconitase + Eisenüberschuss
Eisen bindet an Aconitase -> dissoziiert ab Ferritinsynthese gesteigert, um Eisen zu binden Synthese des Transferrinrezeptors gesenkt, weniger Aufnahme

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