Control of gene expression I Flashcards
Hvorfor blir celletyper i en multicellulær organisme forskjellige fra hverandre?
Fordi de syntetisere og akkumulerer ulike sett av RNA og protein-molekyler.
Gi et eksempel på et protein som kun finnes i spesialiserte celler
Hemoglobin - som kun uttrykkes i røde blodceller - bærer oksygen.
Hvilket eksperiment ble utført for å bevise at celler syntetiserer og akkumulerer ulike RNA og proteiner uten å endre DNA-sekvensen sin?
I et forsøk med frosk ble kjernen til en fullstendig differensiert froskecelle injisert i et froskeegg hvor kjernen hadde blitt fjernet, og den injiserte donorkjernen var kapabel til å styre mottakeregget til å produsere et normalt rumpetroll. Ettersom rumpetrollet inneholder et fullt spekter av differensierte celler, hvor hver av dem er utledet fra DNA-sekvensen i kjernen til donor-hudcellen, betyr det at differensierte celler ikke kan ha mistet noen viktige DNA-sekvenser.
Hvordan kan man bruke mRNA til å identifisere celletyper?
Hver celle produserer et karakteristisk sett av mRNA. Så, hvis alle mRNA i en celle er kjent, kan celletypen bli identifisert ved å anvende tidligere kunnskap fra cellelinjer eller analyser av vev. Denne tilnærmingen er mulig på grunn av evnen til å bestemme nukleotidsekvensen til alle mRNA som produseres av en enkelt celle.
Hvilke genprodukter har ofte alle celler felles?
Strukturelle proteiner for kromosomet, RNA- og DNA-polymeraser, DNA-repair enzym, ribosomale proteiner og RNA, enzymer som katalyserer de sentrale reaksjonene i metabolismen, og mange av proteinene som danner cytoskjelettet - slik som actin.
Hvorfor vil transkripsjonsregulatorer binde seg til DNA i nukleosomer med lavere affinitet enn til nakent DNA?
(1) overflaten av den cis-regulatoriske sekvensen som gjenkjennes av transkripsjonsregulatoren kan peke innover på nukleosomet, mot histonkjernen, og derfor ikke være lett tilgjengelig for regulatorproteinet.
(2) selvom overflaten på den cis-regulatoriske sekvensen er eksponert på utsiden av nukleosomet, endrer mange transkripsjonsregulatorer subtilt konformasjonen når de binder seg, og disse endringene er vanligvis motarbeidet av den tette pakkingen av DNAet rundt histonkjernen.
Hvordan blir de fire ulike basene skilt fra hverandre når de er i kromosomet?
Kantene av hvert basepar har ulike mønster av hydrogenbånd-donorer og -akseptorer, og hydrofobe “patches” i både major og minor groove.
Hvorfor danner mange transkripsjonsregulatorer dimere?
De danner dimere for å øke affiniteten og spesifisiteten de binder seg med. Når man danner dimere - som er dobbel lengde av en monomer - vil man minske antall tilfeldige sekvenser som regulatoren kan binde seg til, dermed økt spesifisitet.
Hva er en transkripsjonsregulator?
Transkripsjonsregulatorer kjenner igjen spesifikke DNA-sekvenser som ofte kalles cis-regulatoriske sekvenser, fordi de må være på samme kromosom som genet de kontrollerer. TRanskripsjonsregulatorer binder seg til disse sekvensene, og bindingen setter igang en rekke reaksjoner som spesifiserer hvilke gener som skal transkriberes og ved hvilken hastighet.
Ved hvilke 7 trinn kan en celle kontrollere proteinene den lager?
(1) Transkripsjonell kontroll: kontrollere når og hvor ofte et gitt gen blir transkribert (det eneste trinnet som forhindrer at cellen produserer overflødige mellomprodukter)
(2) RNA-processing control: kontrollere splicing og prosessering av RNA-transkripter
(3) RNA transport og lokaliseringskontroll: velge ut hvilke komplette mRNA som blir eksportert fra kjernen og til cytolsol, og bestemme hvor i cytosol de blir lokalisert
(4) Translasjonell kontroll: velge ut hvilke mRNA i cytoplasma som blir translatert av ribosomer
(5) mRNA degraderingskontroll: selektivt destabilisere visse mRNA-molekyler i cytoplasma
(6) Proteindegraderingskontroll: selektivt degradere spesifikke proteinmolekyler
(7) Proteinaktivitetskontroll: aktivere, inaktivere, eller lokalisere spesifikke proteinmolekyler
Hva er en pioneer faktor?
Det er en regulator som kan binde seg med nesten samme affinitet som til nakent DNA, og okkupere bindingssete mens DNAet enda er tett pakket rundt histonkjernen.
Hvorfor er det positivt at transkripsjonsregulatorer kan “binde seg” med svært lav affinitet til alle DNA-sekvenser?
De kan da “scanne” sekvensen etter sitt komplementære fragment. Hvis regulatoren finner sitt komplementære fragment kan det binde seg, og hvis ikke kan det raskt dissosiere.
Hva er et operon?
Et operon er en koordinert transkribert gruppering.
Flere gener er organisert i en gruppe på kromosomet, og blir transkribert ut ifra en enkel promotor.
Hvordan påvirker tryptofan-konsentrasjonen E.coli?
Når det er lav konsentrasjon av tryptofan vil operonet bli transkribert, og det resulterende mRNAet blir translatert til å produsere et fullt sett av biosyntetiske enzymer som jobber sammen for å syntetisere tryptofan fra enklere molekyler.
Når det er høy konsentrasjon av tryptofan, vil aminosyren bli importert inn i cellen og stenge ned produksjonen av enzymene som det ikke lenger er behov for.
Hvordan blir lac-operonet regulert?
Lac-operonet blir kontrollert av både Lac-repressoren, og CAP-aktivatoren. Lac-operonet koder for proteiner som kreves for import og fordøyelse av laktose. I fravær av glukose, vil E.coli lage cAMP, som aktiverer CAP til å skru på gener som tillater at cellen anvender alternative kilder til karbon. Likevel ville det vært bortkastet for CAP å indusere ekspresjon av lac-operonet hvis laktose ikke er tilstede. Derfor er lac-operonet kun uttrykt når to kriterer er oppfylt: glukose må være fraværede og laktose må være tilstede.
