wyklady7do12(2).pdf

Wykład 7

CDK4/6/cyklina D

inaktywacja produktu genu retinoblastoma (pRb)

FAZA S

mitogeny

p27 KIP1

EKSPRESJA GENÓW – transkrypcja i translacja

p27 KIP1

CDK4

CDK2

pRB

E2F

replikacja

DNA

CDK2/ cykliny E

replikacja DNA

CDK2

ORC – origin recognition complex

białka specyficznie rozpoznają

region początku replikacji ( ori )

p21cip1

p27kip1

cyklina E

Cdc25A

E2F5

Cdc6

PCNA

NPAT

NPM/B23

CP110

SWI/SNF

BAF155

Id2, Id3

białka związane

ze obróbką DNA

Cdc6 –zwiększa stabilność

związanego z chromatyną ORC.

konieczne aby z DNA mogły

się związać MCM 2-7 czyli

czynniki licencjonujące replikację

CDT1 – razem z Cdc6 konieczne do

związania MCM

regulacja

aktywności

kinazy

CDK2/cyklina E

inicjacja/

modulacja

replikacji

DNA

inicjacja

biosyntezy

histonów

duplikacja

centrosomów

regulacja

transkrypcji

podczas cyklu

komórkowego

dojrzewanie

mRNA

EKSPRESJA GENÓW

zmiana ekspresji genów może być wywoływana przez bodźce zewnętrzne

(działające z zewnątrz mitogeny – hormony, czynniki wzrostu)

Różne typy komórek organizmu wielokomórkowego zawierają ten sam DNA

ale

Komórki te różnią się pod względem aktywności różnych genów

ale

kiedy zapada decyzja, które geny będą aktywne nie towarzyszą jej zmiany

w DNA

ekspresja genu może być regulowana na wielu etapach

1. kontrola transkrypcji

2. kontrola dojrzewania RNA

3. kontrola transportu RNA

4. kontrola translacji

5. kontrola aktywności białka (np. modyfikacje posttranslacyjne – glikozylacja,

fosforylcja itd)

w każdej z tkanek niewielka ich liczba będzie bardzo aktywna – intensywna

ekspresja (np. geny globinowe komórkach prekursorowych erytrocytów)

kilka tysięcy genów - umiarkowanie aktywne – housekeeping genes –

geny kodujące białka niezbędne dla przetrwania komórki

regulacja ekspresji genów – modyfikacje DNA lub histonów

metylacja cytozyn – DNA – heterochromatynizacja

acetylacja histonów – aktywacja transkrypcji

geny nie ulegające ekspresji znajdują się w nieaktywnym regionie

chromatyny – uniemożliwia to syntezę mRNA

ułożenie nuklosomów moduluje

ekspresję danego genu

EKSPRESJA GENÓW

hetrochromatyna - euchromatyna

EKSPRESJA GENÓW

hetrochromatyna - euchromatyna

metylacja cytozyn – 5-metylocytozyna – metyltransferaza DNA

metylowane są cytozyny w sekwencjach CG – wyspy CpG

metylacja prowadzi do represji aktywności genów

metylacja DNA

piętnowanie genomowe – imprinting

metylacja związana jest z obniżeniem acetylacji histonów – heterochromatynizacja

białka wiążące się z metyowanymi cytozynami być może wpływaja na aktywność

deacetylaz – inaktywacja genu

regulacja ekspresji genów – modyfikacje DNA lub histonów

metylacja cytozyn – DNA – heterochromatynizacja

acetylacja histonów – aktywacja transkrypcji

metylacja DNA

piętnowanie genomowe – imprinting

inaktywacja chromosomu X

EKSPRESJA GENÓW

hetrochromatyna - euchromatyna

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

geny prokariotyczne – bakterie, genomy mitochondriów i chloroplastów

inicjacja transkrypcji

polimerazy RNA zależne od DNA – wymagają matrycy DNA

polimerazy RNA niezależne od matrycy – polimeraza poli (A)

polimeryzacja rybonukleotydów

promotor - regulacja transkrypcji

pozytywna –coś musi przyłączyć się do promotora aby gen uległ aktywacji

negatywna – gen jest aktywny aż do czasu kiedy coś przyłaczy się

do promotora

UTR – regiony nie ulegające translacji – sekwencje tu zawarte mogą warunkować

np. stabilność RNA

RBS – sekwencja wiążąca rybosomy

jeden rodzaj polimerazy RNA aktywowanej różnymi kofaktorami ( czynniki sigma )

operony – jedno mRNA kodujące wiele genów – RNA policistronowe

5 podjednostek

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

eksony – sekwencje kodujące

introny – sekwencje niekodujące

geny eukariotyczne

geny transkrybowane przez:

geny eukariotyczne

polimerazę I RNA – geny kodujące 28S, 5,8S i 8S rRNA

polimerazę II RNA – geny kodujące białka – mRNA, snRNA

polimerazę III RNA – geny kodujące tRNA, 5S rRNA, małe

jąderkowe RNA i małe cytoplazmatyczne RNA

Minimalny promotor, promotor podstawowy ( core promoter ) zawiera miejsce

startu transkrypcji i miejsce wiązania kompleksu preinicjacyjnego

enzymy zbudowane z wielu podjednostek

Promotor zaczyna się w pozycji -35 par zasad od miejsca startu transkrypcji.

Kompleks preinicjacyjny – ogólne czynniki transkrypcyjne i polimeraza RNA.

Położone powyżej elementy promotorowe

Promotory polimeraz I, II i III różnią się od siebie

polimeraza RNA I – promotor podstawowy + element kontrolny położony powyżej

polimeraza RNA II – promotor podstawowy zawiera sekwencje TATA, INR

polimeraza RNA III – znajdują się wewnątrz genów

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

eksony – sekwencje kodujące

introny – sekwencje niekodujące

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

eksony – sekwencje kodujące

introny – sekwencje niekodujące

geny eukariotyczne

sekwencja TATA (TATA box) - rozpoznawana przez TBP (białko wiążące TATA,

ang. TATA-box binding protein ), będące składnikiem ogólnego czynnika

transkrypcyjnego TFIID

RNA monocistronowe – jedna cząsteczka RNA koduje jedno białko

rozdzielenie w czasie i przestrzeni transkrypcji i translacji

intensywna obróbka RNA – dodawanie czapeczki (cap) na 5’ końcu

edytowanie RNA usuwanie intronów

dodawanie ogona poli A na 3’ końcu

enhancer – sekwencja wzmacniające, do której mogą przyłączać się czynniki

wzmacniające transkrypcję

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

komórki eukariotyczne

polimeraza RNA musi przyłączyć się do promotora – bezpośrednio lub pośrednio

geny eukariotyczne

poli A – poliadenylacja – kilkadziesiąt, kilkaset nukleotydów adeninowych

przyłączonych na końcu 3'

rozerwanie wiązańłączących pary zasad DNA otaczających miejsce startu

CAP - koniec 5' RNA - nukleotyd guaninowy – wiązanie 5'-5

komórki eukariotyczne – oprócz polimerazy RNA II zaangażowane są dodatkowe

białka

ochrona cząsteczki mRNA przed działaniem nukleaz (enzymów

rozkładających kwasy nukleinowe)

umożliwienie transportu mRNA z jądra komórkowego do cytoplazmy

-cząsteczki mRNA pozbawione czapeczki nie opuszczają jądra

komórkowego

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

komórki eukariotyczne

EKSPRESJA GENÓW transkrypcja

komórki eukariotyczne

Regulacja inicjacji transkrypcji – komórki eukariotyczne

TFIID – podstawowy czynnik transkrypcyjny złożony z:

białka wiążącego sekwencję TATA – TBP

(TATA binding protein)

oraz co najmniej 12 białek

oddziałujących z TBP – TAF (TBP associated factors)

białka te mają zdolność wiązania DNA

w tworzeniu kompleksu preinicjacyjnego biorą udział białka aktywujące

aktywatory konstytutywne – działają na wiele genów, prawdopodobnie nie odpowiadają na

sygnały zewnętrzne

aktywatory regulacyjne – działają na ograniczoną liczbę genów i odpowiadają na sygnały

zewnętrzne

białka wiążące sekwencję INR

aktywatory o właściwościach pośrednich

kompleks preinicjacyjny – TFIIA

TFIIB

TFIIF/polimeraza RNA II

TFIIE

TFIIH

działa jako helikaza oraz jako kinaza

- fosforyluje domenę C-końcową

największej podjednostki polimerazy RNA II

białka aktywujące inicjację transkrypcji przez polimerazę RNA II i III

nazywamy czynnikami transkrypcyjnymi

nie należy ich mylić z podstawowymi czynnikami transkrypcyjnymi takimi jak np.

TFIID

EKSPRESJA GENÓW

komórki eukariotyczne

Aktywatory

białka wiążące się do

enhancerów – przyspieszają

transkrypcję

EKSPRESJA GENÓW

transkrypcja

Koaktywatory

cząsteczki adaptorowe

inegrują sygnały płynące od

aktywatorów oraz represorów

transkrypcji

Represory

białka wiążące się do pokreślonych

sekwencji (silencers) – spowolniają

transkrypcję

pre-RNA

Ogólne

czynniki transkrypcyjne

- czynniki lokalizujące

polimerazę RNA w miejscu

startu transkrypcji

inicjują proces syntezy RNA

dojrzewanie RNA

modyfikacje końców – czapeczka – transport mRNA z jądra do cytoplazmy

inicjacja translacji

poli A – terminacja transkrypcji przez polimerazę II

inicjacja translacji

degradacja mRNA

dołączenie czapeczki do powstającego mRNA następuje tuż po rozpoczęciu transkrypcji

transferaza guanylinowa na końcu 5' dodaje ekstra guanozynę,

która następnie jest metylowana. czapeczka odgrywa istotną rolę podczas translacji

bardzo długie geny eukariotyczne wymagają dodatkowej stabilizacji kompleksu

transkrypcyjnego. w elongacji mRNA biorą udział czynniki elongacyjne

-białka wiążące się z polimerazą po opuszczeniu promotora i pozostawieniu za sobą

czynników transkrypcyjnych

składanie – usuwanie intronów

terminacja transkrypcji – poli(A) znajdujące się na końcu 3' mRNA (250 nukleotydów) nie są

zakodowane w DNA – dodaje je polimeraza poli(A).

na końcu mRNA sekwencja sygnałowa – 5'-AAUAAA-3'

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: