מולקולרית פרק 7 - בקרת ביטוי גנים Flashcards
אילו שתיי דוגמאות הספר נותן להבדלים בביטוי רנא בין תאים שונים?
מראה את הגן לביתא אקטין שמבוטא בכל התאים,
לעומת הגן לטירוזין אמינו טרנספראז שמתבטא רק בכבד.
פקטורי שעתוק
transcription regulators.
חלבונים המזהים ונקשרים לרצפים ספציפיים, לרוב 5-10 בסיסים, בדנא הנקראים
cis-regulatory sequences
נקשרים לדנא דרך התעלה הגדולה
כ-10% מהגנים המקודדים לחלבון הם של פקטורי שעתוק
מה שעושה אותם לאחת ממשפחות החלבונים הגדולות ביותרץ
נקשרים כדימרים וזה מגביר את הספציפיות שלהם.
מזהים יותר לוגו מאשר רצף ספציפי מקובע
יכולים להיות הומו או הטרודימרים, מה שמגדיל את הקומבינציות האפשריות.
נקשרים באופן קואופרטיבי
cis-regulatory sequences
רצפים בני 5-10 בסיסים בדנא, הקושרים פקטורי שעתוק
נמצאים בציס, כלומר על אותו כרומוזום כמו הגן אותו הם מבקרים.
לכל גן יש רצפי בקרה משלו, ברוב המקרים יותר מאחד
הקושרים סט של פקטורי שעתוק.
אינטראקציות דנא פקטור שעתוק
דרך התעלה הגדולה
כל פקטור שעתוק מייצר מגע עם הדנא המערב קשרי מימן, קשרים יונים ואינטראקציות הידרופוביות.
למרות שכל אחד חלש בפני עצמו, ביחד הם מייצרים אינטראקציה חזקה וספציפית מאד.
Helix-Turn-Helix
נפוצים בחיידקים
מכיל 2 הליקסים, אחד אמיני ואחד קרבוקסילי.
המרחק בין שני ההליקסים הוא 3.4 נ”מ
חלבוני הומיאודומיין
3 הליקסים ארוזים בצפיפות עי אינטראקציה הידרופובית
רוכסן לאוצין
שני מונומריים אלפא הליקליים, מבנה דמוי
Y
שתופס את הדנא כמו אטב
SHEET DNA RECOGNITION PROTEINS
חלבוני זיהוי מסוג סדין ביתא
גדילי ביתא 2
בעל מולקולה אלוסטרית שמשפעלת/מדכאת את הפקטור.
איזה פקטור שעתוק בעל מולקולה אלוסטרית?
איזה פקטור שעתוק נפוץ בחיידקים?
חלבוני זיהוי מסוג סדין ביתא
HELIX TURN HELIX
אצבע אבץ
מכיל יון אבץ המשמש לאחיזה באלפא הליקס ובסדין הביתא בזכות קשרים קואורדינטיביים.
אינטראקציה חזקה וספציפית מאד
Loop-Helix-Loop
מקורבים לרוכסן לאוצין
מיהו
NANOG
פקטור שעתוק ממשפחת ההומיאודומיין.
מזהה רצף לוגו עם שני AA
קישור של פקטורי שעתוק
במקרה הפשוט, הקשרים הלא קוולנטיים שמחזיקים את הדימר חזקים ומחייבים. במקרה זה יחידת הקישור היא דימר והגרף אקספוננציאלי.
במקרה שהקשרים חלשים, הם מתקיימים בעיקר כמונומרים בתמיסה. כאן נאמר שהקישור קואופרטיבי והעקומה סיגמואידלית. משמעות הקואופורטיביות היא שמעל ריכוז מסוים, הקישור הוא יותר תופעה של הכל או כלום.
בנוסף, קישור של פקטור אחד מרופפת את הדנא מהנוקלאוזום ומאפשרת לעוד פקטור להיקשר קואופרטיבית.
לעיתים מעורב גם
CRC
מהם אופרונים
גנים המצויים תחת אותה בקרה, ויש להם אותו פרומוטור.
התוצר הוא מולקולות מרנא אחת ארוכה
אופרון הטריפטופן
מהי הבקרה עליו?
מקודד לחמשה אנזימים
ביוסינתזה של טריפטופן
יש לו אופרטור אליו נקשר רפרסור רק כאשר הוא עצמו קשור למס’ מולקולות טריפטופן.
שריכוז הטריפטופן יורד, הרפרסור מתנתק.
הרפרסור מיוצר כל הזמן, הגן שמקודד לרפרסור הוא קונסטיטוטיבי.
דומה ל
helix-loop-helix
הרפרסור הוא חלבון אלוסטרי, טריפטופן הוא האלוסטרנט שלו
מהו אופרטור
רצף שמשמש כאתר קישור לרפרסור.
אקטיבטור לא יכול להיקשר לאופרטור!!!
מהו אופרטור הטריפטופן?
רצף
cis-regulatory
המזוהה עי רפרסור הטריפטופן
אקטיבטור
נקשר לרצף הציס רגולטורי
ועושה אינטראקציה עם רנא פולימראז ועוזר לו להתחיל שעתוק.
בחיידקים, קישור של אקטיבטור לרוב נשלט עי מולקולה קטנה או מטבוליט. כמו באופרון הלקטוז.
מיהו CAP?
אקטיבטור חיידקי, פועל כאשר קשור אליו cAMP מניע ייצור של אנזימים שעוזרים לחיידק לעכל סוכרים אחרים קיים באופרון הלקטוז קושר את הדנא דרך helix turn helix
במקרים אחרים הוא חוסם קישור של רנא פולימראז לדנא ומשמש כרפרסור
אופרון הלקטוז
מה הבקרה עליו?
מקודד לשלושה אנזימים
LacY & LacZ
חשובים לפירוק לקטוז
בקרה שלילית - רפרסור פעיל תמיד, קישור של לקטוז מסיר אותו מהדנא.
בקרה חיובית - כאשר ריכוז הגלוקוז נמול החיידק מתחיל לייצר סאמפ.
זה נקשר לאקטיבטור וגורם לו לייעל את תרגום האופרון.
אקטביטור = CAP
בשורה התחתונה, עמ לתרגם את האופרון צריך רמה נוכחות לקטוז שתסיר את הרפרסור ורמה נמוכה של גלוקוז שתפעיל את האקטיבטור.
פקטור NtrC
פקטור שעתוק חיידקי
פועל במנגנון של לולאת דנא
עי אינטראקציה ישירה עם רנא פולימראז, מבקר שעתוק
אזור בקרת הגן
בגן יוקריוטי, כל החלק בדנא המעורב בבקרה ובאיניציאציה של השעתוק.
כולל פרומוטור אליו נקשר הפולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים וכל רצפי בקרה בציס אליהם נקשרים פקטורי השעתוק (הרגולטוריים)
לפעמים החלק הזה מגיע ל-100,000 ז”ב.
חלק ממנו משועתק, אך לא מתורגם.
גן
מקטע בדנא המתורגם למולקולת רנא פונקציונלית, שמקודדת לחלבון או בעלת תפקיד אחר בתא.
ההשקפה הקלאסית כוללת תחת גן גם את רצפי הבקרה.
קו אקטיבטורים/רפרסורים
חלובנים שאינם מזהי רצף,
נקשרים לדנא בזכות קישור של פקטורי שעתוק.
לעיתים הקומפלקס שלהם עם פקטורי השעתוק מערב גם רנא.
קואקטיבטורים למשל:
HAT
CRC
Histone kinase
Enhancers
רצפי בקרת ציס הקושרים פקטורי שעתוק משפעלים - אקטיבטורים
מיהו חלבון המדיאטור
מדובר בקו אקטביטור של השעתוק
מכיל יותר משלושים תתי יחידות
בערך באותו גודל של הפולימראז
משמש כגשר בין האקבטיטור הקשור לדנא לבין רנא פולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים, מקדם את ההתארגנות שלהם בפרומוטור
אקטיבטורים
מקדמים את הקישור של רנא פולימראז הם: מושכים וממקמים את רנא פולימראז, וגם עוזרים לו להשתחרר מקדמים שינויים למבנה הכרומטין
לרוב את כל זה הם עושים עי משיכה של חלבונים אחרים, ולאו דווקא פועלים בעצמם
אקטיבטורים יוקריוטיים משתמשים בארבעה מנגנונים לשינוי הכרומטין, מהם?
מודיפיקציה קוולנטית על היסטונים - למשל עי HAT
נוקלאוזום רמודלינג - nucleosome sliding
הסרה של נוקלאוזום - דורש צ’אפרונים
החלפה/וריאנטיים של היסטונים - דורש צ’פרונים
מודפיקציות על גבי היסטונים כחלק מבקרת שעתוק
הרבה פעמים נעשות תוך כדי השעתוק, באמצעות מנגנון זה אפשר למנוע שעתוק נוסף
רובן נעשות על הזנבות של
H3, H4
מהו Bromodomain?
דומיין מיוחד בחלבון שתפקידו לקרוא את הסימון הספציפי על היסטונים. מופיע כתת יחידה בקומפלקס.
מנגנונים שונים של אקטיבטורים של שעתוק:
גיוס פקטורי שעתוק נוספים
גיוס הפולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים
האצת שחרור הפולימראז מקומפלקס האיניציאציה
שחרור הפולימראז ממעצורים בדרך