מולקולרית 4 רשף Flashcards
Helix-turn-Helix
זה מוטיב של חלבונים חיידקיים . התגלה בחיידקים אך קיים גם במאות פקטורי שעתוק יוקריוטיים.
מכיל 2 הליקסים אחד יותר אמיני והשני יותר קרבוקסילי.
ההליקס הקרבוקסילי הוא זה שמזהה את הרצף מאחר והוא מתאים לתעלה הגדולה.
פקטורי שעתוק שוניפ המכילים את המוטיב כוללים בתוכם רצף שונה של חומצות אמינו המאפשות זיהוי רצפים שונים בהתאם לתפקיד.
ההליקס עושה אינטראקציה עם הדנ”א
דוגמאות : שבהם יש את המוטיב
רפרסור של אופרון לטריפטופן
CAP
באופרון ללקטוז
חלבוני
Homeodomain
מה שיוצר אינטראקציה עם הדנ”א אלו אזורים הליקאליים וח”א הידרופיליות
חלבונים איוקריוטיים יחסית פרימיטיביים בעולם האיוקריוטי
מתבטאים כידי לתת לרקמות את סוג הרקמה.
דוגמאות: כאשר בני אדם מניצים מה שמבדיל בין הרגליים לידיים . מה שגורם לכל רקמה להתפתח אחרת זה בעיקר פקטורי שעתוק ממשפחת הומיאובוקסדומיין.
רוכסן ליאוצין
מבנה דימרי , 2 הליקסים . הליאוצין מקשר בין 2 הליקסים (ליאוצין הידרופובי).
לאוצין תפקידו - אחראי על דימיריזציה ומבנה החלבון .
חלבוני זוהוי מסוג סדין בטא
נקשרים לתעלה הגדולה
אצבע אבץ
יון אבץ אחראי לשמור על המברנה , עושה קשרי קורדינציה על 2 היסטדינים של אלפא הליקס
ו-2 ציסטאינים שהם חלק מ-
beta-sheets
אצבע אבץ - לא נקשר לדנ”א
Helix loop Helix
מוטיב איוקריוטי
אופרטור
אופרטור
אתר קישור לרפרסור. אקטיבטורים לא יכולים להיקשר לאופרטור.
אופרון ללקטוז
גלוקוז יודע לעכב את אדנילט ציקלאז
אדנילט ציקלאז מייצר
cAMP
מתוך
ATP
ולבסוף
cAMP
מפעיל
CAP
שהוא אקטיבטור בלאק-אופרון
כשיש גלוקוז
אין
CAP
NtrC
הפולימראז תקוע על הפרומוטור
NtrC
נותן לו נוגרה
CREB
CREB
cAMP response elements
הם אותו דבר כמו אינהנסור או סיילנסרים רק סמוכים לפרומוטור
Bromodomain
Bromodomain
דומיין - שיודע לזהות את האתרים שיש בהם אצטילציה פוספורילציה … כל מיני מודיפיקציות.
Insulator
Insulator
תפקידם לבודד את השפעתם של פקטורי השעתוק הספציפיים ומונע מפקטורי שעתוק להפעיל את כל הפרומוטורים שבסביבה.
ברגע שהם קושרים את החלבון היעודי הם מתקרבים אחד לשני , יוצרים לולאה ורק הגנים שתקועים בלולאה עם הפרומוטור ישועתקו והגנים שמחוץ ללולאה ישארו ללא פרומוטור.
יכולים לבקר בציס נדיר אבל גם בטראנס.
רפרסור לטריפטופאן
רפרסור לטריפטופאן
הוא דימר
פעילות רפרסורים באיוקריוטיים
בפרוקיוטיים מדובר על רפרסורים המתיישבים על אופרטורים.
באיוקריוטיים מדובר על הבאה של קו-רפרסורים שמדכאים את השעתוק במספר מנגנונים:
- היקשרות במקום האקטיבטור
- דיכוי פני השטח של האקטיבטור
- אינטראקציה ישירה עם פקטורי שעתוק כלליים ועיכובם
- גיוס קומפלקס
CRC
כנראה שסוגר את האופציה לשעתוק
- גיוס אנזימים מסוג היסטון דה-אצטילאזות
- גיוס אנזימים מסוג מתיל-טראנספראזות
פעילות אקטיבטורים
לאקטיבטורים של גנים יש מנגנונים שונים:
- חלקם מגייסים פקטורי שעתוק נוספים
- חלקם מגייסים את הפולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים לפרומוטור
- חלקם מאיצים את שחרור הפולימראז מקומפלקס האיניציאציה שלו
- חלקם משחררים את הפולימראז מעצירות אותן הוא מבצע במהלך השעתוק
מקרים נוספים:
מודיפיקציות על הכרומטין
גיוס פקטורי אלונגציה \שעתוק לעיתים פקטור השעתוק הוא בעצם פקטור אלונגציה ויש להטעינו על הפולימראז כדי שיוכל להמשיך חשעתק. ישנו יתרון משמעותי לגייס את הפולימראז כבר לפאומוטר ושימתין שם לפקטור אלונגציה או שימתין לשחרור.ככה התא יכול להגיב במהירות לסיגנאלים חיצוניים ולשעתק רנ”א במהירות במקרה הצורך
סינרגסטיות בשעתוק
- האפיניות של שני פקטורי שעתוק ביחד יותר מסכום האפיניות של שני האקטיבטורים כשנמדד לחוד.
- עוד חשוב לזכור : שהיכולת של פקטור שעתוק להפעיל ביטוי של גן היא רק לאחר שהם קשורים לדנ”א.
לכן הפעלת הגנים תלוי לחלוטין בקצב ההתרכבות שלהם עם הדנ”א . ודגם השעתוק הספציפי תלוי לחלוטין בדגם הקישור של פקטורי השעתוק לדנ”א.
ישנם 4 דרכים עיקריות להשפיע על מבנה הכרומוטין ברמה המקומית.
כל אחת מיהם דורשת אינטראקציה עם קו-אקטיבטור היודע לבצע פעילות ספציפית:
- מודיפיקציה קוולנטית על היסטונים- אנזימים המבצעים מודיפיקציה קוולנטית על היסטונים כמו
HAT
חלק מהמודיפיקציות מסייעות לגיוס חלבונים לפרומוטור . מודיפיקציות על היסטונים מגבירות גם את הקישור הקופאורוטיבי של פקטורי שעתוק.
2.רימודלינג של נוקלאוזומים -קומפלקס
CRC
המשתמש ב
ATP
- הסרת נולקאוזומים -דורש צ’פרוניפ של היסטונים
- החלפת היסטונים בתוך הנוקלאוזומים-צ’פרונים של היסטונים
גורל המודיפיקציות
מה גורל המודיפיקציות:
חלק מהמודיפיקציות יוסרו לאחר עזיבת פקטורי השעתוק- זה יקרה בעיקר בגנים שהתא רוצה לבקר מקרוב מאוד על שעתוקם , למש פרוטואונקוגנים או כל גן שהפעלתו תלוי בסיגנאל חיצוני.
עם זאת בחלק מהמקרים המודיפיקציות האלה ישארו זמן רב אחרי שפקטורי השעתוק התנתקו מהדנ”א.
שינויים אלה גם יורשו לדרורות הבאים של אותו התא.
פעמים רבות מודיפיקציות על גבי היסטונים נעשות תוך כדי השעתוק כאשר אנזים המבצע אצטילציה על היסטונים רוכב על גבי הפולימראז . היסטונים אלו יעברו דה -אצטילציה ומתילציה מיד לאחר שהפולימראז יעבור על גביהם , בזכות קומפלקס נוסף שיבצע זאת וגם הוא רוכב על הפולימרראז. כך שהפולימראז משאיר אחריו נוקלאוזומים שהם עמידים מאוד לשעתוק. זהו מנגנון מדהים המונע רה-איניציאציה.
Gene Control Region
סט של מולקולות דנ”א הפועלות אחת עם השניה , המווסתות ביטוי של גן ספציפי.
מולקולות דנ”א אלו כוללות פרומוטור ואזורים רגולטוריים הפועלים בציס , ששניהם נחוצים לאיניציאציה ושליטה בקצב השעתוק.
התחלקות תאים ממוינים
התחלקות תאים ממוינים:
חלק מהתאים הממוינים לעולם לא התחלקו -למשל כמו נוירונים או תאי שריר מחוספס /שריר הלב. אלה תאים שנאמר עליהם
Terminally differentiated
מנגד , תאים כמו פיברובלסטים , תאי שריר חלק ותאי כבד , על אף היותם ממויינים הם כן מתחלקים , אף שני תאי הבת שיווצרו יהיו זהים לתא המקור. תכונה זו קרויה “זיכרון תאי “ במסגרתה כל תא זוכר את אוסף פקטורי השעתוק שלו שמשפיעים על הפנוטיפ. תאי הבת זוכרים זאת וכך גם הדורות הבאים.
כיצד מתקיים זיכרון התאי במסגרתו תאי הבת זוכרים מאיזה תא באו?
- הגורם העיקרי הוא בעצם משוב חיובי במסגרתו פקטור שעתוק שהוא
master regulator
אחראי לשעתוק של הרבה גנים ספציפיים לפנוטים של אותו התא אבל גם של עצמו.
2.המשוב החיובי הוא בעצם המרכיב העיקרי ליצירת מעגל של
Self renewal
גם כאשר הזכרנו את ה
iPSC=induce prolifiration stem cell
ראינו שה-
master regulation
משעתקים גם את עצמם וזה בעצם מאפשר לתאים הפלוריפוטנטיים לשמר את היכולת הפלוריפוטנטית שלהם.
3.בנוסף , יתכן גם משוב חיובי לא ישיר , כך שאם הפקטור
A
משעתק את
B
הפקטור
B
ישעתק את
A
ולכן יש כאן משוב חיובי נוסף .
מודיפיקציות לדנ”א
מודיפיקציות לדנ”א-
- מתילציה - מאפשרת זיהוי יחודי של חלבון שמזהה את המתילציה.
- מתיל על רצף ציטוזין מנטרל את האופציה של חלבון להיקשר לרצף הזה
מתיל פונה לתעלה הגדולה.
Maintanace methyl transferase
ממתל ציטוזין בתא בת של הגדיל הלא ממותל.
למה
GPC ilands
לא עובר מתילציה
סיבות
- שמים מעכבים של מתיל טראנספראזות
- חלבונים שמגייסים דה מתילאזות.
החתמה
מה זה?
החתמה זה תהליך שהדנ”א עובר בו מתילציה.
כתוצאה מכך רק אחד מהאללים יבטא את הגן.
כלומר החתמה גנומית גורמת רק לגן 1 להיות מבוטא.
בדוגמא הנ”ל רק האבא עובר מתילציה האימא באופן הפוך מורידה מתילציה.
דוגמא ספציפית א’ על מתילציה.
igf2-insulin like grouth factor 2
היעדר ביטוי של
Igf2
העובר יהיה חצי מגודלו של עובר
האבא ממתל (החתמה) את רצף האינסולטור . האימא שלא עושה החתמה ולכן האינסולטור שלה לא עובר מתילציה.
אצל האימא
insulating binding protein that called CTCF
נקשר האימא תוקעת טריז ומונעת מרצף בקרה של ציס להשפיע ולגרום לביטוי של
IGF2
ולכן האלל שמגיע מהאימא מושתק אבל ההחתמה הייתה אצל האבא.
ההחתמה = זה איפה שאני עושה מתילציה
מנגנון החתמה נוסף:
Kcnq1 gene
מקודד לתעלת סידן , התעלה הזאת קריטית בהתפתחות העוברית של סינפסות ותחזוקה של סינפסות
המתילציה לא תוקעת את רנ”א פולימראז. מצד שני היא המתילציה בציור מונעת שעתוק של
LNC RNA
ברגע שאין מתילציה : נוצר
LNC RNA
שמגייסת מספר רב של חלבונים. החלבונים האלה נקשרים ומתחילים לעשות מודיפיקציה על גבי היסטונים.
ובעצם סוגרים את הגן
X-inactivation
המנגנון
על גבי כרומוזום “איקס” יש גן שנקרא
Xist
שממנו מקודד
LNC-RNA
שיודע לבקר את הגנום ולעבור בין הלולאות של הדנ”א ולעשות אינאקטיבציה.
וזאת הסיבה למה הכרומוזום נסגר כל כך מהר
זה סוג של הורשה אפיגנטית . כי תאי הבת יבטאו כולם את העותק הפטרנאלי או המטרנאלי
הורשה אפיגנטית בטראנס
הורשה אפיגנטית בטראנס
master regulator
בקר מסוים יודע לבקר את עצמו
ואז תאי הבת מקבלים את הבקר ,הם יבטאו את הבקר בעצמם
גם פריונים הם הורשה אפיגנטית מסוג טראנס
הורשה אפיגנטית- דפוס מודיפיקציות שמורש לצאצאים הבאים ובעצם משמר את הזיכרון התאי.
לא כל מודיפיקציה על היסטונים מורשת הלאה ולכן הורשה אפיגנטית היא לא מודיפיקציה על היסטונים כי חלקם עשויים לעבור אתחול.
מנגנוני הורשה אפיגנטית יכולים להיות בציס או בטראנס
בציס: מתילציה על הדנ”א
מודיפיקציה על היסטונים
בטראנס:משוב חיובי של פקטורי שעתוק
פריונים -הורשה של מצב קיפול של חלבונים
genomic imprinting
genomic imprinting
גנים שיבטאו רק מכרומוזום שהיגיע מהאבא וגנים אחרים יבטאו רק מכרומוזום שהגיע מהאימא.
תופעה זו נקראת
Genomic Imprinting
דוגמא מושלמת היא תסמונת אנגלמן הנגרמת בגלל שיש מחיקה של עותק אחד של גן בכרומוזום 15. והחתמה גנטית הסוגרת את הביטוי של העותק התקין על הכרומוזום ההומולוג.
תסמונת אנגלמן מתאפיינת בפיגור שכלי עמוק ובעיות קשות בדיבור
הורשה אזור הכרומטין
איך לעורר זיכרון תאי ?
ע”י הורשה של אזור הכרומוטין!
האנזים
Maintenance methyl transferase
מבצע מתילציה על רצפים אלו כאשר הם מזדווגים עם רצפים שהם כבר ממותלים.תבנית הסינתזה שהיא ממותלת משמשת כמקור מידע לכך שהרצף החדש אמור לעבור מתילציה .
עם זאת דפוס המתילציה בחולייטנים הוא דיי דינאמי . כך למשל לאחר ההפריה ישנו גל של דה מתילציה כך שמרבית הדנ”א עובר דה מתילציה. הגל הזה מתרחש בשני אופנים:
ע”י עיכוב פעילות האנזים
Maintenance methyl transferase
או ע”י הפעלת אנזימים מסוג דה מתילאזות.
Piwi or argonate
Piwi or argonate
מזהים דו גדיל של רנ”א , לוקחים את אחד הגדילים. ולהישתמש בה בתור
guide rna
ולטרגט בעזרתה את הרנ”א לעשות קומפלמנטציה עם רנ”א אחר.
יש 3 אופציות :
- ביקוע מולקולה רנ”א , היא לא תוכל לעבור תרגום ותעבור דגרדציה מהירה.
- חוסמים אותה מלעשות אינטראקציה עם הריבוזום ואחרי זה נשלח אותה לתהום הנשייה של מולקולות הרנ”א בתא מה קוראים אותו
P-body
ואז שם נעשה שם
דה -אדנילציה ודי-קאפינג ודגרדציה.
3.אופציה שלישית היא לטרגט למולקולות רנ”א תוך כידי שהם משועתקות בזמן השעתוק בגרעין ונדכא את הביטוי שלהם בזמן השיעתוק למנגנון הזה קוראים “ריטס”
RNA interference
3 סוגים
RNAI
גורמים לפירוק רנ”א
micro-RNA
עובר שעתוק ואז עיבוד בגרעין. התהליך נקרא קרופינג ונעדה ע”י “דורשה” ו”פאשה”. מבקעים את המולקולה ומקבלים מולקולה שהיא סיכת ראש. מערכת של אקספורטין מוציע את הרנ”א בצורה של
stem and loop
החוצה. והוא (סטם אנד לופ )הולך לפגור את הקומפלקס החלבונים שקוראים לו דייסר. דייסר מוריד לו את הראש . ואז נקבל דאבל סטרנד רנ”א.
קומפלקס חלבוני שקוראים לו
RISC
חלק מהחלבונים שם שייכים למשפחת ארגונט. הוא בוחר את אחד מהגדילים באופן אקראי ומשתמש באחד מהגדילים כ-
guide RNA
הוא יכול לעשות זיווגים חלקיים (עוצר את התרגום ומשם יעבור לתהום הנשיה ) או כמעט מושלמים ואז הריסק יבקע באמצע ומולקולה רנ”א תעבור דגרדציה
זהו גן שקיים בגנום בכדי לדכא גנים אחרים. גן יעודי שאמור למנוע ביטוי של גן אחר . בקרה..
SiRNA
אין לו גן יעודי , לא מגיע מגן יעודי . רנ”א יכול להגיע מגנום ויקראלי
PiRNA
