Eukaryot transkription Flashcards
Hur många nivåer av eukaryot genreglering finns?
Sju nivåer
Hur många olika RNA-polymeraser finns i eukaryoters kärna, och vilka gener transkriberas av dessa?
4 olika
- RNA polymeras I - de flesta rRNA gener
- RNA polymeras II - alla proteinkodande gener, miRNA-gener och gener för andra icke-kodande RNA (ex. de i spliceosomer)
- RNA polymeras III - tRNA-gener, 5S rRNA gener och gener för många andra små RNA
- Mitokondriellt RNA polymeras
Vad är miRNA och siRNA?
miRNA - microRNA som reglerar genuttryck genom att blockera translation
siRNA - “small interfering RNA”, stänger av genuttryck genom riktad degradering
RNA polymeraser har flera subenheter gemensamt, men samtidigt har även subenheter specifika för sig själva.
Vilken är den viktigaste specifika subenheten, och vilket polymeras tillhör den?
CTD hos POL II
CTD - C-terminal domän
Vad består den C-terminala domänen av och vad gör den?
En heptapeptid repeat (52 gånger)
Tyr - Ser - Pro - Thr - Ser - Pro - Ser
Inbindning till CTD katalyserar RNA polymeras II post-transkriptionella modifieringar
Hur många subenheter har eukaryot polymeras?
12 stycken
Vad är uppgiften för RNA polymeras II?
Den ansvarar för syntesen av mRNA
Vad behöver RNA-polymeras för att binda till rätt promotor?
Generella transkriptionsfaktorer (GTF)
Ge exempel på generella transkriptionsfaktorer och dess roll i transkriptions-initiering av RNA polymeras II?
TFIID, har subunits TBP (1) och TAF (11)
- TBP känner igen TATA-boxen
- TAF känner igen andra DNA-sekvenser nära transkriptionens startpunkt och reglerar DNA-bindning av TBP
TFIIB - känner igen BRE-element i promotorn. Accurately placerar RNA polymeras i transkriptionens starting site
TFIIF stabiliserar RNA polymeras-interaktionen med TBP och TFIIB. Hjälper även att locka till TFIIE och TFIIH
TFIIE attraherar och reglerar TFIIH
TFIIH virar upp DNA vid transkriptionens startpunkt, fosforylerar Ser5 från RNA polymerasets CTD. Frigör även RNA polymeras från promoton
Vilket är det första steget i RNA-polymerasets inbidning till operonet?
OFTAST är det inbindningen av den generella transkriptionsfaktorn TBP (TATA-bindande proteinet) till TATA boxen, tillsmmans med TFIID
Vad händer, gällande RNA-polymerasets inbindning till operonet, efter att TBP och TFIID bundit in?
TFIIB binder sedan in till TBP/TFIID-komplexet, som rekryterar RNA polymeras II / TFIIF + TFIIE och TFIIH binder in till promotorn
Vad är TATA boxen?
En DNA-sekvens dit TBP och TFIID binder in på operonet
Denna sekvens ligger 30 nukleotider uppströms från transkriptionens startställe
Vad är preinitiation complex och vad är dess funktion?
- Komplex av RNA polymeras II och 6 st generella transkriptionsfaktorer: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIE och TFIIH.
- Komplexet positionerar RNA-polymeras vid gene transcription start sites, denaturerar DNA och positionerar DNA:t som ska transkriberas i RNA-polymeras II aktiva säte
Vilka två viktiga funktioner har TFIIH?
- Har helikas-aktivitet som skapar en transkriptionsbubbla vid startstället så att template-strängen exponeras och vi får ett “open complex”. Detta kräver ATP
- Fosforylerar CTD-svansen på RNA-polymeras II som då lossnar från de andra transkriptionsfaktorerna och genen börjar transkriberas
Vilka tre faktorer behövs när TFIIH fosforylerar CTD så att elongeringsfasen i transkriptionen kan börja?
- Capping-faktorer
- Splicing-faktorer
- Polyadynelering-faktorer - faktorer som processar 3’-änden
Beskriv elongeringsproteinernas funktion i elongeringsfasen av transkriptionen?
Elongeringsproteiner binder in till Polymeras II och dessa stimulerar Pol II aktiviteten så att Pol II blir processivt
(Förhindrar att transkriptionen pausas)
Vad innebär det att ett enzym är mer eller mindre processivt?
Processivitet = ett enzyms förmåga att katalysera “reaktioner i följd utan att släppa sitt substrat”
Ex. mätning av antalet nukleotider ett polymeras kan addera i transkriptionen innan det lossnar från sin template strand
Vad är polyadenylering?
När en poly-A-svans (lång nukleotidsekvens med massa AAAAA) adderas till 3’-ändan av mRNAt i slutet på transkriptionen
Hur tror man att terminering av transkriptionsförloppet går till?
Inte helt klart, men man tror att:
- mRNAt klyvs ca 1000 baser downstream efter translationsstoppet och att mRNAt sen polyadenyleras i 3’ änden
- Efter detta frisläpps RNA polymeras II och CTD-tailen på mRNAt defosforyleras
- RNA pol kan starta ny transkriptionscykel
Vad är mediatorn för något när vi pratar om eukaryot transkription?
Mediatorn är ett stort proteinkomplex med mer än 20 subenheter
Den interagerar med generella transkriptionsfaktorer och RNA polymeras i transkriptionen
Beskriv hur mediatorn fungerar i transkriptionen?
Mediatorn lägger sig som ett “täcke” över RNA pol II ⇒ RNA pol II får ökad interaktionsyta ⇒ blir mer mottaglig till input, fler proteiner kan påverka transkriptionsnivåerna
Det finns en viktig skillnad i trnskriptionsreglering om vi jämför eukaryoter och prokaryoter, vilken är denna? Vilket begrepp beskriver detta?
- Eukaryoters DNA är packat med kromatin. Modifieringar i kromatinstruktur spelar en viktig roll när för reglering av genuttryck i eukaryota celler
- Epigenetik
Vilka tre stora grupper av “hjälpmolekyler” behöver RNA polymeras II för att utföra transkription?
- Aktivatorer
- Mediatorn
- Kromatinmodifierande proteiner
Vad kallas de sekvenser dit regulatoriska proteiner binder in till?
En sådan regulatorisk sekvens kallas enhancer
Vad händer när ett regulatoriskt protein binder in till en enhancer under transkriptionen?
Hastigheten på DNAts transkription regleras
Spelar det någon roll var de genregulatoriska proteinerna binder in på en DNA sträng? Varför/varför inte?
Nej, eftersom DNA looping gör att de genregulatoriska proteinerna ändå kan interagera med proteiner vid promotorn även om de hamnar långt bort på strängen
Hur fungerar enhancers i transkriptionsregleringen?
Enhancers binder transkriptionsfaktorer och reglerar RNA polymerasets aktivitet vid en viss gen
Ökar geners transkriptionskapacitet
Hur många domäner har de regulatoriska transkriptionsfaktorerna? Vad är deras funktion?
2 st
- En domän som binder till DNA:t
- En aktiverande domän som stimulerar transkriptionen
Hur fungerar den aktiverande domänen på regulatoriska transkriptionsfaktorer?
Enligt 2 mekanismer:
- Den interagerar med mediator-proteiner eller de generella transkriptionsfaktorerna
- Genom att modifiera kromatinstrukturen (alltså styra DNA-looping)
Vad är insulator elements? Hur fungerar dem?
- De är DNA sekvenser som hindrar eukaryota genregulatoriska proteiner att influera andra närliggande gener än de gener de är specifika för
- Insulator binding proteins kopplar samman två insulator-element och bildar en hairpin struktur med dem så genen isoleras och bara den påverkas av rätt enhancer
Ge tre exempel på hur repressor-proteiner kan reglera transkriptions-initiering?
- Direkt blockering av bindnings-sites för generella transkriptionsfaktorer
- Kompetitiv DNA bindning - när repressor-protein tävlar med aktivator för att binda specifik reglersekvens
- När både aktivator och repressor bundit till DNA och repressor binder till aktiveringsdomän på aktivatorn så den inte kan aktivera sitt genuttryck
Hur reglerar microRNA mRNAs translation?
MicroRNA binder in till komplementära mRNA sekvenser och märker in mRNA stranden för nedbrytning
Beskriv väldigt kort vad RNA-internferens är?
Utsläckning av geners uttryck med dubbelsträngat RNA och olika proteinkomplex
RNAi används för att tillfälligt “knock down” mängden av ett protein
Jämför RNAi och Crispr/Cas9
Ge för- och nackdelar med de båda metoderna?
RNAi - Tillfällig knock down
Fördelar:
- Snabb, tar ca 1 vecka.
- Fungerar på essentiella protein
Nackdelar:
- Kortsiktig (proteinkonc sjunker bara i några dagar)
- Nivå av knock down kan variera mellan försök, lite osäkert
Crispr/Cas9 - Permanent knock down
Fördelar:
- Permanent, kan ärvas
- Kan användas för bara editering (göra önskade mutationer i ett protein)
Nackdelar:
- Tidskrävande (tar flera månader)
- Fungerar inte på essentiella proteiner
