F30: Posttranskriptionel og epigenetisk genregulering Flashcards
Redegøre for begrebet epigenetik
Arvelige (mitotisk eller meiotisk) egenskaber, der ikke er indkodet i nukleotidsekvensen, dvs. ændring i fænotypen uden ændring i genotypen. Kan være histonmodifikationer eller modifikationer af baser, fx 5me-C.
Forklare og skitsere DNA methylering og den biologiske funktion
Methylering af DNA kan fx ske på cytosiner, og modifikationerne nedarves via maintenance methyl transferase, der bruger én streng som template og modificerer den anden. Det fungerer generelt som silencer af DNA, fordi det tiltrækker methylbindende proteiner, der blokerer transkription. Sker på C’s 5. carbon, når c sidder ved siden af G.
Methylering af DNA viser at DNA ikke er nydannet, hvilket er vigtigt i DNA-reparation.
Methylering kan mistes hvis maintenance methylaser ikke virker ordentligt eller hvis der sker demethylering. –> DNA udtrykkes (og kan evt. føre til cancer)
Redegøre for kromatins rolle i cellulær genregulering og epigenetik
Kromatins forskellige grader af at være kondenseret bunder i modifikationer af histoner, som er arvelige. Derfor er heterokromatin - hvor der ikke sker transkription af DNA, fordi der ikke er tilgængeligt for transkriptionsapparatet - også arveligt, og på den måde gives en celles slukkede og tændte gener videre til næste generation. Kromatin, der er kondenseret i mindre grad kan modificeres, så det kan transkriberes. Det kan ske ved enzymer, der fx demethylerer eller acetylerer. Modifikationerne sidder på histonhalerne og kan består af phosphoryleringer, acetylering og methylering.
Histonmodfikationer kan ændre stabiliteten af kromatinstrukturen eller tiltrække proteiner af forskellig art.
Beskrive miRNA’er og deres funktioner
Nedbryder mRNA ved at binde sig til dem - herved bliver de ustabile og kan ikke translateres. De regulerer en stor del af vores gener og dannes fra precursor, der forarbejdes af Drosha. Det er cirka 22 nt langt og bindes til proteiner (bl.a. argonaute), hvorved komplekset RISC dannes. RISC står for RNA-induced silencing complex, og findes i cytosol, hvor det associerer med komplementære mRNAer. Ved binding til mRNA bliver mRNA enten nedbrudt med det samme vha. nucleaseaktivitet i RISC under forbrug af ATP (ved stærk baseparring) eller translationen umuliggøres ved at være bundet og efterfølgende nedbrydes gennem andre nucleaser.
De kan baseparre med en sekvens i UTR, hvorved mange forskellige mRNAer kan genkendes. Det er let at lave for cellen, fordi de er så små.
Har betydning for hypertrofi i hjertet og muskelvækst, hvor mutation kan give bindingssite for miRNA på myostatin, der ellers havde nedreguleret muskelvækst.
Beskrive siRNA’er og deres funktioner
Dannes fra dobbeltstrenget RNA fra invaderende organismer og indgår i en slags immunsystem i cellen. Fremmed RNA-materiale (dobbeltstrenget) fra virus samt transposoner kan skade cellen. Det kan dog forhindres med siRNA ved processen RNAi (RNA-interference).
Det indkomne dobbeltstrengede RNA klippes i stykker med længde på cicrka 22 nt af Dicer. RISC-proteiner optager et fragment og fjerner den ene streng –> RISC er dannet. Hvis RISC møder komplementær streng, vil det fremmede RNA blive nedbrudt. Det kan dog også medvirke til at syntesen af dette mRNA bliver slået fra. Det sker via RITS-komplekset (RNA-induced transkriptionel silencing), der ved at bruge sirNAs som guide fanger mRNA, der kommer fra RNAP. Herefter kan de tiltrække histonmodificerende enzymer og kan derved inducere dannelse af heterokromatin. De kan evt. også danne flere siRNA og derved skabe positiv feedback. Ved at inducere heterokromatin kan de derved forhindre spredning af transposoner og vedligeholde centromerer.
Hvad afgør mRNAs levetid? Og translationsgrad?
5’ og 3’ UTR-signaler, der har bindingssites for proteiner involveret i RNA-nedbrydning.
Translation afgøres af sekvenser, der muliggør initiering; RBS i prokaryot mRNA styrer initiering og binding af regulerende proteiner kan fx hæmme translation.
5’cap i eukaryoter dirigerer ribosom til AUG, men TR kan binde til bestemte nukleotidsekvenser i 5’UTR og derved forhindre at ribosomet finder AUG.
Disse udgør kontrolpunkter, der kan reguleres.
Hvad gør lncRNA?
Man kender kun få lncRNA’s funktioner. Xist er med til at inaktivere det ene x-kromosom ved at wrappe rundt om det og tiltrække kromatinremodellerende kompleks. Andre har lignende funktion.
Hvis de transkriberes antisense (forkert strand) kan de regulere mRNA fra samme område (stabilitet og translation), evt. via siRNA.
Hvad kan give alternativ splicing?
Mutationer i splicingsignaler, splicingfaktorer (anden genkendelse/aktivitet) eller mutationer i splicingkomponenter (snRNP) m.m.
Hvordan kan polyadenylering ændres?
Med ændret PAS får man længere 3’UTR/anden C-terminal sekvens. Ses fx med antistoffer, der kan være membranbundne eller secernerede
Hvordan reguleres ferritinniveauet ift. jernniveauet?
IRE-BP binder jern. Ved højt jernniveau transkriberes ferritin, mens det hæmmes af repressor, når jern er lavt. Ved lavt jern dannes i stedet transferrinreceptoren.
Regulering sker hhv. i 5’ og 3’UTR.
Hvordan reguleres proteinsyntesen gennem elF2?
elF2 skal have ny GTP bundet, før det kan indgå i ny cyklus. Det sker via en GEF. HVis elF2 phosphoryleres, vil denne GEF blive bundet og dermed ikke kunne virke. Det forsøger mange vira at gøre ved deres vært.
Hvad er IRES?
Bindingssite for ribosomer langt fra cappen. Lang sekvens af nukleotider der folder op på en måde, hvorpå det er muligt at binde mange forskellige initieringsfaktorer.
