Reglering Transkription

Question 1

Hur vet cellen vilka gener den ska uttrycka?

Answer 1

10% av alla proetinkodande gener regleras av transkriptionsfaktorer

Transkriptionsfaktorerna binder till ett cis-regulatorisk sekvens på DNA:t

Question 2

Hur vet transkriptionsfaktorerna till vilken cis-regulatorisk sekvens de ska binda?

Answer 2

Varje transkriptionsfaktor binder till en/flera sekvenser som är specifika för just denna transkriptionsfaktor

De flesta transkriptionsfaktorer binder in till major groov på DNA:t i olika typer av DNA-bindande motif

Question 3

Några exempel på DNA bindande motif?

Answer 3

Zink-finger
Helix-turn-helix
Leucin-zipper
Basic helix-loop-helix

Question 4

Vad är NF(kappa)B?

Answer 4

En transkriptionsfaktor som aktiverar immuna reaktioner som inflammation och cellväxt.

Har en viktig roll i t.ex. astma och diabetes

Ligger inaktiv i cytoplasman och aktiveras av t.ex. bakteriella produkter, oxidanter, UV-strålning
- när den aktiveras får den komme in i cellkärnan och starta transkription

Question 5

Vad är p53?

Answer 5

An transkriptionsfaktor som vanligtvis alltid uttrycks i cellen men bryts ner av ubiquitinering av Mdm2 när den inte behövs

Aktiveras vid DNA skada av ATM och vid överdriven prolifiering av ARF (genom inhibering av Mdm2)

Leder till aktivation av p21 (blockerar cellcykel)
Bax, Puma = apoptos

Question 6

Vad kallas en cis-regulatorisk sekvens dit en aktivator binder?

Answer 6

Enhancer

Question 7

Vad kallas de cis-regulatorisk sekv dit en repressor binder?

Answer 7

Silencer

Question 8

Hur binder coaktivatorer och corepressorer in till en cis-regulatorisk sekv?

Answer 8

De känner inte själv igen cis-regulatoriska sekv utan binds in av aktivatorn/repressorn

Question 9

Vad är ett operon?

Answer 9

Ett operon är flera gener som ligger efter varandra i ett genom och styrs av samma promotor

Question 10

Varför bildas transkriptionsfaktorerna ofta heterodimerer?

Answer 10

Därför att den cis-regulatoriska seknv den så måste känna igen/baspara med blir större och inbindingen mer noggrann

Question 11

Hur fungerar en transkriptionsaktivator

Answer 11

Aktiverar transkription av genen genom:

Att hjälpa till att binda in och attrahera DNA-pol II vid promotorn

De kan antingen binda in direkt till promotorregionen eller binda in via en mediator

Kan binda in och frigöra DNA:t från histoner

Hjälpa till att frisläppa DNA-pol från promotorsekvensen /eller om DNA-pol har fastnat ngnstanns

Question 12

Hur fungerar en transkriptionsrepressor?

Answer 12

Konkurrera med en aktivator om att binda till en cis-regulatorisk sekvens

Blockera aktivatorns funktion

Blockera inbindning av GTF

Rekrytera ett histonmodifiernade komplex som packar kromatinet vid promotorsekv

Rekrytera deacetylas - eftersom acetylering av histoner initierar transkription får detta motsatt effekt

Rekrytering av metyltransferas som metylerrar histoner - vilket attreherar proteiner som binder in och stabiliserar

Question 13

Vad menas med synergi mellan transkriptionsregulatorerna?

Answer 13

Att flera transkriptionsfaktorer får en starkare effekt tillsammans än var för sig

Question 14

Vad är en insulatorsekvens?

Answer 14

Bildar loopar av en gen i DNA:t för att hålla isär de från andra gener

Blockerar kommunikation så att transkriptionsregulatorn för en gen inte påverkar genuttrycket för en annan gen.

Question 15

Vad är en barriärsekvens?

Answer 15

Bildar en barriär som förhindrar spridning av heterokromatin

Question 16

Hur kan transkriptionsfaktorer som binder långt från promotorn påverka genuttrycket av en gen?

Answer 16

Genom så kallad ”DNA-looping”

När transkriptionsfaktorer binder in genom att bilda en loop kan ge antingen interagera genom Mediatorn, GFT eller RNA-pol

Question 17

Vad är Mediatorn?

Answer 17

En mellanhand mellan transkriptionsfaktorer/Co-faktorer och RNA-pol

Question 18

Vad är Locus control region?

Answer 18

En DNA-region med flera cis-regulatoriska sekvenser som påverkar genuttrycket av flera länkade gener

Question 19

Nämn ett sätt för cellen att överföra genexpressionsmönster till dottercellen

Answer 19

Metylering

Question 20

Hur går överföring av genexpressionsmönster mha Metylering till?

Answer 20

Metylering sker på Cystein och vanligtvis i sekvensen CG

När cellen delar på sig kommer de metylerade strängarna att fungera som templat för dottercellen som får samma metyleringsmönster mha enzymet Mainteinance metyl transferas

Question 21

Vad gör Mainteinance Metyl Transferas?

Answer 21

Metylerar dottercellen efter de metyleringsmönster som ärvts av modercellen (templatet)

Question 22

Hur kan metylering på cystein reglera genuttrycket?

Answer 22

Metylgruppen på Cystein kommer ligga i major groove och förhindra inbindning av protein som t.ex. transkriptionsfaktorer

Metyleringarna kan också attrahera kromatin och histonmodifierande enzym som packar kromatinet

Metylering tystar vanligtvis genuttryck - men kan aktivera om metyleringen sker på t.ex. en insulatorsekven

Question 23

Vad är housekeeping- gener?

Answer 23

Gener som kodar för proteiner som är essentiella för cellens överlevnad

Question 24

Vad är genomisk inprinting

Answer 24

Att metylering (som är skyddad mot demetylering) tystar eller aktiverar en allel av en gen.

Detta sker efter fertilization och betyder att endast allelen från mamma eller pappa kommer uttryckas

Metyleringen kan tysta eller aktivera - om metyleringen t.ex. sker på en insulatorsekvens som vanligtvis hindrar aktivering

Question 25

Vad splicas bort, introner eller exoner?

Answer 25

Introner splicas bort

Question 26

Vad innebär alternativ RNA splicing?

Answer 26

Att pre-mRNA kan splicas olika och därmed ge uttryck för olika protein Regulatoriska protein antingen hindrar splicosomen att binda in till en splice site eller hjälper den att binda in till ett vanligts översett splice site Exoner kan hoppas över eller så kan endast halva introner splicas etc

Question 27

Vad är CTD?

Answer 27

C-teminala domänet

Question 28

Vad innebär den fosforylering av CTD som sker av FTIIH?

Answer 28

Fosforyleringen ger en strukturförändring som gör att de proteiner som bundit in under transkriptionsstart dissocieras och nya proteiner som hjälper till med elongering och mRNA processning binder in. Proteinerna som ska processera det pre-mRNA:t hoppar över från CTD till det pre-mRNA när det kommer ut från polymerasets aktiva säte

Question 29

Vilka är de post/co-transkriptionella modifieringarna och i vilken ordning sker de?

Answer 29

5’capping Splicing 3’polyadenylering

Question 30

Vad är 5’capping och går den till?

Answer 30

När RNA-pol II har bildat 25 nk av mRNA kommer 5’-änden att modifieras genom ett ”cap” som består av en modifierad guanin (metylering) Möjliggör att mRNA kan transporteras ut ur cellkärnan och att 5’änden kan lokaliseras vid translationsinitiering

Question 31

Vad innebär 3’polyadenylering och hur går det till?

Answer 31

Sker post-transkriptionellt och behövs för mRNA:ts transport ut ur cellkärnan Proteiner från polymerasets CTD kommer att klyva av mRNA:t mRNA:t kommer nu få en svans av 100-200 A-nk, detta görs av poly-A-polymeras Kräver inget templat men ATP När svansen är på plats kommer Poly-A-binding proteins att binda in

Question 32

När definieras pre-mRNA som mRNA?

Answer 32

När intronerna är borttagna och 5’ och 3’-änden är modifierade

Question 33

Vilka 3 kända sekvenser behövs för att splicosomen ska veta var den ska splica?

Answer 33

5’ splicesite vid intronens start 3’ splicesite vid intronens slut Branch point = en specifik adenin

Question 34

Hur sker splicing-reaktionen?

Answer 34

1. U1 nsRNP basparar med 5’ splice site BBP (branchpoint-binding protein) och U2AF känner igen branch-point 2. BBP och U2AF ersätts med U2 snRNP som basparar med 3’ splicesite 3. Trion av U4/U6 och U5 snRNP reagerar nu med 5’ splice site Bindningen mellan U4/U6 bryts och U1 byts ut mot U6 U1 och U4 dissocierar detta skapar den aktiva siten och katalyserar den första fosforyltransferas reaktionen 4. Efter avslutat splicing kommer splicosomen att assistera inbindning av exon junction complex (EJC) som behövs för att markera en lyckad splicing

Question 35

Kräven splicing ATP?

Answer 35

Ingen energi behövs för att flytta bindingar ATP behövs för att forma och arrangera splicosomen t.ex. för att skapa det aktiva sätet ATP behövs också för att frigöra snRNP efter avslutad splicing

Question 36

Hur är splicosomen uppbyggd?

Answer 36

Består av snRNP vilket är snRNA (small nuclear RNA) som har bildat komplex med proteiner SnRNP basparar med RNA sekvenser vid 3’,5’-splicesite och branchpoint

Question 37

Vad är RNA interferens?

Answer 37

RNAi är korta RNA-kedjor på 20-30 nk som genom basparning binder till RNA i cellen och på så sätt kan reglera genuttrycket - tysta gener

Question 38

Ge exempel på RNA interferens

Answer 38

—> Ett exempel är microRNA (miRNA) som är korta dubbelsträngade RNA där den ena strängen bildar RISC (RNA-silencing complex) med andra proteiner - detta reglerar ca 1/3 av människans proteoinkodande gener —> Dubbelsträngat RNA från inkräktare som virus attragerar Dicer - som klipper upp virus RNA:t till enkelsträngade sm bitar kallade (siRNA) RISC kan sedan binda in den enda virus-strängen och använda den för att hitta resten av virus RNA:t för att bryta ner det