To tylko jedna z 11 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
dr hab. Marię Wędzony dla studentów III roku biologii Uniwersytetu Pedagogicznego.
Notatka zawiera wiadomości związane z regulacją ekspresji genów, m.in.
- transkrypcja,
- rodzaje RNA (mRNA, tRNA, rRNA, srpRNA),
- translacja,
- modyfikacje białek (fałdowanie, proteolityczne rozszczepienie, modyfikacje chemiczne, wycinanie intenin),
- białka opiekuńcze.
Dodatkowo w materiale znajduje się obszerne i szczegółowe omówienie regulacji ekspresji genów w ontogenezie na podstawie Drosophila melanogaster (muszki owocówki).
Regulacja ekspresji genów
Jakie lokalne cechy budowy podwójnej nici DNA odgrywają decydującą rolę w procesie regulacji ekspresji genów?
W obrębie nici DNA wyróżnia się trzy istotne rejony: Rejon promotorowy: odpowiada za inicjację (rozpoczęcie) transkrypcji
Rejon transkrybowany: odpowiada za elongację (wydłużanie) transkryptu
Sygnał terminacji (zakończenia) kończy transkrypcję.
Polimeraza RNA typu II łączy się z genem w rejonie promotora za pośrednictwem kompleksu inicjacyjnego, do którego muszą się dodatkowo przyłączyć małe białka rozpoznające sekwencję DNA: czynniki transkrypcyjne.
Cały proces może być dodatkowo kontrolowany przez odległe sekwencje:
enhancery-aktywatory - są to sekwencje w DNA wspomagające i regulujące transkrypcję informacji genetycznej. Inaczej są nazywane sekwencjami wzmacniającymi
silencery-inhibitory - są to sekwencje DNA, które w sposób negatywny wpływają na transkrypcję informacji genetycznej
Jakie cząsteczki biorą udział w inicjacji transkrypcji i jaka jest ich rola w tym procesie?
Promotor genu - obszar regulatorowy DNA przylegający do startu transkrypcji zbudowany zwykle z kilkudziesięciu do kilkuset nukleotydów. W wielu promotorach spotykamy sekwencje TATA lub CAAT, które są niezbędne do wiązania czynników transkrypcyjnych.
Czynniki transkrypcyjne to specyficzne białka regulujące początek transkrypcji rozpoznające sekwencję zasad w odcinakach DNA promotorów genów w sposób niezwykle precyzyjny. Do czynników transkrypcyjnych należą między innymi białka homeodomeny.
Najlepiej poznane struktury białek stanowiących czynniki transkrypcyjne:
helix - skręt - helix (helix - turn - helix)
helix - pętla - helix (helix - loop - helix)
palce cynkowe (zink fingers)
suwaki leucynowe (leucyne zip)
Czynniki transkrypcyjne rozpoznają strukturę DNA poprzez oddziaływania pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez atomy związków wchodzących w skład rozpoznających się cząsteczek, nie tworzą się przy tym wiązania chemiczne. Każde z białek będących czynnikiem transkrypcyjnym może mieć postać aktywną i nieaktywną. Przejście pomiędzy tymi stanami regulowane jest poprzez zmianę konformacji (struktury drugo-, trzecio- i czwartorzędowej) lub/i przyłączenie lub odszczepienie drobnych molekuł (np. jonów).
Jak długie bywają promotory genów i jakie charakterystyczne sekwencje nukleotydów mogą zawierać?
Promotor genu - obszar regulatorowy DNA, przylegający do startu transkrypcji zbudowany zwykle z kilkudziesięciu do kilkuset nukleotydów. W wielu promotorach spotykamy sekwencje TATA lub CAAT, które są niezbędne do wiązania czynników transkrypcyjnych. U
(…)
….
Rozróżnienie terminów:
Gen homeotyczny - odpowiedzialny za morfologię ciała (definicja według funkcji genu)
Gen homeobox - gen o określonej strukturze z charakterystycznym motywem 180 par zasad nie wliczając intronów (definicja według struktury molekularnej)
Homeodomena - domena białkowa o określonej budowie 60 aminokwasów o charakterze czynnika transkrypcyjnego syntetyzowana na matrycy homeobox.
6…
… oraz elementu kontrolnego między UCE.
Sekwencje polimerazy II są bardzo różne i występują w odległości do kilku tysięcy par zasad od miejsca startu transkrypcji. Promotor podstawowy składa się z sekwencji TATA oraz sekwencji inicjatorowej- Inr, obejmującej nukleotyd +1. W niektórych genach występuje tylko jedna z tych sekwencji, niektóre nie mają żadnej - geny zerowe. Promotory polimerazy III znajdują…
…
Jakie funkcje mogą pełnić introny i inne niekodujące fragmenty DNA?
odgrywają rolę w regulacji ekspresji genów poprzez swoje interakcje z histonami. DNA owinięte na rdzeniu z histonów jest niedostępne dla transkrypcji, a jedna z dwóch nici DNA jest zwrócona do białek histonowych, druga eksponowana na zewnątrz. Z tego samego powodu część bruzd jest niedostępna dla białek regulatorowych. Owinięcie nici DNA…
… z jakiegoś obszaru DNA. Indukowane usunięcie jednego lub kilku nukleosomów ma miejsce podczas regulacji wielu genów. Nukleosomy ponownie są odtwarzane po odłączeniu się czynników transkrypcyjnych. Trwałe usunięcie nukleosomów ma miejsce w przypadku genów konstytutywnych = zawsze aktywnych. Może ono wystąpić bezpośrednio po replikacji DNA przez przyłączenie do DNA jakiejś cząstki blokującej tworzenie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)