Epigenetik Flashcards
Vad är epigenetik?
Cellens minne (genfunktion) som inte direkt beror på den genetiska koden (ACTG) - påverkar utveckling av sjukdom
Inkluderar alla modifikationer av genfunktioner, som påverkar cellfunktioner och utveckling, men inte påverkar den primära DNA-sekvensen
Vad är kromatin?
Komplex av DNA och proteiner, huvudsakligen histoner men även andra genregulatoriska proteiner, i eukaryota celler
Kromatinets struktur bestäms av hur upplindad DNA-spiralen är runt kromatinets histoner - nästan allt av cellens DNA är packat i dessa strukturer
I vilka två former finns kromatiner?
-
Heterokromatin - kompakt hoptvinnat DNA
- DNA utan gener
- Centromerer, telomerer och delar av Y-kromosomen
- Inaktiva gener
- Eukromatin - gener som kan transkriberas
Vad styr vilka gener som uttrycks av en cell?
Detta styrs av vilka gener som kan transkriberas, dvs. vilka gener som är på eller av
Vad är den epigenetiska modifieringen/märkningen/koden?
Den epigenetiska märkningen/koden är skriven med ett alfabet av post-transitionella modifieringar av histoner och metylering av DNA
Vad gör den epigenetiska märkeringen/koden?
Reglerar konformationen / tillgängligheten av transkriptionsfaktorer
Hur påverkas genuttryck i epigenetik?
- Av den epigenetiska modifieringen/märkningen/koden
- Av post-translationella modifieringar i histonsvansar
Vad är HAT och HDAC, och vad är dess uppgifter?
HAT - histonacetyltransferas, kan acetylera lysiner i histonernas N-svansar
HDCA - histondeacetylas, kan deacetylera lysiner i histonernas N-svansar
Ska lysinerna i histonernas N-svansar vara acetylerade eller deacetylerade om en kromatin ska vara aktiv, respektive inaktiv?
Kromatinen aktiveras när lysinerna acetyleras
Kromatinen inaktiveras när lysinerna deacetyleras
Vad påverkar kromatinets packningsgrad?
Graden av histonacetylering?
Vad händer när det finns hypo-acetylerade respektive hyper-acetylerade histoner i kromatinen?
- Hypo-acetylerade ⇒ transkriptionsfaktorer har svårt att komma åt DNA
- Hyper-acetylerade ⇒ DNA mer tillgängligt för transkription
Hur ser processen ut från att vi har ett inaktivt kromatin till att transkriptionen kan påbörja? Vad måste ske / binda in?
- Det sker en modifikation av histonerna genom att histonacetyltransferas (HAT) lossar vidhäftningen av nukleosomen till DNAt
- Remodeling proteins binder in och dissagregaterar nukleosomen (separerar i dess komponentdelar)
- Ett transkriptionskomplex binder in till DNA-strängen och transkriptionen kan börja
I det humana genomet är metylering känt på endast en position. Vilken?
På position 5 i cytosin, i cytosin-guanin-dinukleotid (CpG)
Ärvs DNA-metyleringsmönstret vid celldelning. Sant eller falskt?
Sant
Vad skulle epigenetisk avstängning av en gen medföra?
Tätt packade kromatindomäner
Vad är skillanden på heterokromatin och euktromatin, gällande struktur, DNA-sekvens, aktivitet, DNA-metylering samt histon acetylering och metylering?
Vad är syftet med inaktivering av X-kromosomen via epigenetiska mekanismer?
Syftet är doskompensation
Doskompensation - en genetisk reglermekanism för utjämning av fenotyputtrycket av särdrag som bestäms av X-kromosomens gener, så att de kommer till samma uttryck hos XY (han) och XX (hon)
Vad ansvarar för inaktiveringen av X-kromosomen?
X-cromosome inactivation center
[Översikt] Mekanismen för XCI (X-chromosome inactivation)
Vad innebär imprinting, gällande epigenetik föreläsningen?
Tystnad av en genkopia genom epigenetiska mekanismer
Varför sker genomisk prägling (imprinting) / vad är det för någonting?
För de flesta gener ärver vi två funktionella kopior (en från vardera förälder), i motsats till imprintade gener där vi ärver endast en funktionell kopia
Beroende på vilken gen det är, är antigen kopian från mamma eller kopian från pappan epigenetiskt avstängd
De epigenetiska taggarna på imprintade gener är normalt kvar hela organismens liv. Dock blir de utraderade och nya epigenetiska mönster bildas mär ägg och spermier bildas
Vissa gener är alltid imprintade i ägg och andra är alltid imprintade i spermier
Varför är imprinting nödvändig, och vad kan inkorrekt imprinting leda till?
Det är nödvändigt för normal utveckling
Inkorrekt imprinting kan medföra att en individ får två aktiva kopior eller två inaktiva kopior av en gen
Detta kan leda till allvarliga utvecklingsskador, cancer och andra problem
Ge exempel på sjukdomar som beror på felaktiv imprinting och förklara vad de innebär?
Prader-Willi syndrom
- Symtom - inlärningssvårigheter, kortväxthet, ätstörningar (obesity) och övervikt
- Individer saknar genaktivitet som normalt kommer från fadern
- Felaktigheten sker när pappans gen saknas eller när det är två maternella kopior
Angelman syndrom
- Symtom - inlärningssvårigheter, talproblem, epileptiska anfall, krampaktiga rörelser
- Individer saknar ofta genaktivitet som normalt kommer från mamman
- Felaktigheten sker när mammans kopia är defekt eller saknas, eller när det finns två paternella kopior
Vad är Igf2-genen och vad gör den?
Genen kodar för ett (tillväxt)hormon som stimulerar tillväxt under embryonal och fetal utveckling
Igf2 binder till Igf2-receptorn
Denna gen är imprintad (kromosom 11)
Metylering tystar normalt den maternella Igf2-genen, dock kan en mutation eller epimutation aktivera den, vilket resulterar i två aktiva kopior. Ge exempel på en sjukdom som uppstår då?
Beckwith-Wiedemann syndrom
Symtom - storväxt, ökad risk för cancer speciellt under barndomen
Förklara mekanismen för moderlig imprinting av Igf2-genen?
CTCF binder till H19, beroende på metyleringsstatus
Denna bindning förhindrar aktivering av IGFT via enhancer-element
Vad är parthenogenesis och varför sker inte detta hos däggdjur?
Parthenogenesis - “virgin birth”
Imprinting är anledningen till varför det inte kan ske
Två hela kvinnliga genom kan inte producera avkomma på grund av imprintade gener
Vad innebär moderlig respektive faderlig imprinting?
Moderlig imprinting innebär att den maternella genen, som vanligtvis är imprintad/tystad, aktiveras
Faderlig imprinting innebär att den paternella genen, som vanligtvis är imprintad/tystad, aktiveras
