Genetikk Flashcards
Hva gjør regulering av genuttrykk?
Det regulerte genuttrykket gjør at celler kan utføre spesialiserte oppgaver som respons på ytre stimuli og som differensierte vev
Hva er genuttrykk?
Hvilke gener en celle uttrykker. Enkelte gener uttrykkes i alle celler, mens andre gener kun er uttrykt i enkelte celletyper. Disse genene fører til produksjon av proteiner, som er involvert i grunnleggende/spesialiserte prosesser i cellen.
Hvordan kan genuttrykket reguleres som respons på ytre stimuli?
Endringer i kromatinstruktur som fører til at et gen kan være inaktivt/aktivt en periode. Fx DNA-metylering eller modifiserte histonproteiner.
Forklar hvordan celler i vev vet hvilket vev de skal differensiere til
Hukommelse kan være både i form av tilbakekobling og i form av epigenetisk nedarvede endringer av kromatinstruktur
Epigenetikk må til for at en prolifererende celle skal beholde dens identitet, slik at genuttrykket som er ansvarlig for den identiteten blir husket og arvet til dens datterceller gjennom påfølgende celledelinger
Positiv feedback er også nødvendig for å etablere den selvopprettholdende syklusen av genuttrykk, som tillater en celle å forbli til en bestemt forutsetning og så å transportere den bestemmelsen til dens avkom
Arves alle genuttrykk?
Nei, kromatinstrukturen er dynamisk - så kun enkelte deler av DNA-sekvensen kan arves
Hvordan regulerer transkripsjonsfaktorer og positiv tilbakekobling genuttrykket?
Transkripsjonsfaktorer øker produksjonen av seg selv via en positiv tilbakekobling, som dersom den først er påskrudd alltid vil være det - hvilket gir cellen hukommelse. Hver gang cellen deles blir nemlig reguleringen fordelt til begge datterceller, der den fortsetter å stimulere den positive feedback loopen. Positiv feedback er på den denne måten nødvendig for å etablere den selvopprettholdende syklusen av genuttrykk, som tillater en celle å forbli til en bestemt forutsetning og så å transportere den bestemmelsen til dens avkom.
Nevn ulike kromatintilstander
Tettpakket kromatin som ikke er tilgjengelig for transkripsjon
Remodellert kromatin der histonene har blitt acetylert/deacetylert, for å gjøre promoteren mer/mindre tilgjengelig for RNA-polymerase II
Metylering av cytosin i DNA, som påvirker pakkingen av kromatinfiberet slik at DNAet ikke blir uttrykt
Hvilke nivå kan genuttrykket reguleres på?
Transkripsjon
RNA-splicing eller annen prosessering
Eksport fra nucleus til cytosol
Translasjon
Degradering av mRNA-molekyler
Proteinsyntese
Degradering av proteiner
Hvilket nivå er viktigst for regulering av genuttrykket?
Kontroll av transkripsjon
Hvordan velger en metode for molekylærgenetisk undersøkelse?
Valg av metode avhenger av det som skal undersøkes
Hva er grunnlaget for flere av de molekylærgenetiske metodene?
Hybridisering
Hvordan foregår FISH?
Hybridisering av cellekjerne-DNA med bruk av fluorisert probe
Antallet fargede signaler kan si noe om det er delesjoner/duplikasjoner til stede
Hvordan foregår PCR?
En må ha en primer og dermed må en ha kunnskap om DNA-sekvensen som grenser til det en ønsker å danne kopier av. Primeren bidrar med en 3’-ende, som syntese kan begynne fra. Så dannes det relativt korte fragmenter på <5000 basepar og kortere. Deretter igangsettes flere sykluser av dette.
PCR-metoden danner mengder av DNA som lar seg påvise og analysere
Hvordan foregår sekvensering?
Teknikken bruker DNA-polymerase sammen med spesielle kjedeterminerende nukleotider, for å danne kopier av DNA-fragmentet som skal sekvenseres. DNA-kopiene varierer i lengde med en nukleotide. Hver ende av kjedene vil så detekteres og en kan oversette informasjonen til en nukleotidsekvens.
Hvilken oppløsning har de ulike molekylærgenetiske metodene?
De er enten på gennivå eller på kromosomnivå avhengig av hva de er ute etter
Hvilke genfeil/kromosomfeil kan påvises med molekylærgenetiske metoder?
Kreft, arvelige sykdommer og kardiovaskulære sykdommer…
Monoploidi og polyploidi som vil si endret kopiantall av alle kromosomer, samt monosomi og trisomi som vil si endret kopiantall av ett kromosom
Delesjon/duplikasjon av et område på et kromosom, som fører til et syndrom
Døvhet, autisme og kortvoksthet…
Nevn enkelte kjente mutasjoner og hvordan de kan påvises
Trisom 18 eller Edwards syndrom, som kan avdekkes ved bruk av kromosomanalyser
Delesjon av et område på kromosom 22, som fører til diGeorge-syndrom - som kan avdekkes ved bruk av FISH
Hvordan kan kjente mutasjoner påvises?
Fordi nukleotidsekvensen for flere genomer er kjent og lagret i offentlige databaser er det enkelt å danne prober for å påvise en bestemt mutasjon. Sekvensering er ikke nødvendig for å detektere selve sekvensen først. Påvisning av kjente mutasjoner kan dermed utføres mer direkte.
Hva må til for å kunne påvise en ukjent mutasjon?
DNA-sekvensering
Hvorfor utvikles det stadig flere metoder innen molekylærgenetisk analyse?
For å automatisere og kunne analysere i større skala
Hva viser fysiske genkart?
Fysiske genkart viser hvor gener er plassert i genomet. De viser posisjonen og sekvensen til de omtrent 20 000 proteinkodende genene, samt et tilsvarende antall RNA-kodende gener i genomet.
Hva er genetiske kart?
Genetiske kart viser hvor gener er plassert i forhold til hverandre ved å anvende kobling/linkage mellom genetiske markører.
Avstanden mellom genene kan fremstå feil
Hva kan info fra genetiske kart brukes til?
Kartene kan vise at en sykdom overført fra foreldre til barn er koblet til et spesielt gen. Slike genetiske kart har vært viktige for å isolere mutasjoner, som er ansvarlige for genetiske sykdommer.
Slik info fra genetiske kart kan brukes til å utvikle diagnostisk utstyr og mulig behandling
Hvordan kan en finne den molekylære basisen for monogene sykdommer?
En identifiserer markørene som alltid ko-segregerer med sykdommen, dvs ingen rekombinasjon mellom sykdomsgenet og markøren. Dersom det er tilfellet må sykdomsgenet være lokalisert nær markøren. Posisjonen til markøren er kjent. Da vet en indirekte posisjonen til sykdomsgenet. En detaljert analyse for DNAet i den regionen - for å se etter delesjoner, insersjoner og andre funksjonelle abnormaliteter i DNA-sekvensen for affiserte individer kan deretter lede til en presis identifisering for genet.
Nevn noen sykdommer som kan forårsakes av misregulert genuttrykk
"Cornelia de lange"-syndrom Arvelig diabetes Autoimmunitet Hjerte/karsykdommer Kreft
Hvilke faktorer er involvert i regulering av genuttrykk?
Transkripsjonsfaktorer
Cohesin
Faktorer som regulerer kromatinstrukturen
Pauseoppheving-faktorer og elongeringsfaktorer
MikroRNA og “long noncoding RNA”
Hva gir opphav til misregulert transkripsjon?
Tapt/endret funksjon av transkripsjonsfaktorer som aktivatorer, koaktivatorer, pause-release og elongeringsfaktorer eller proteiner som regulerer interaksjoner mellom enhancer - promoter som fx cohesin gir opphav til misregulert genuttrykk
Hva er MODY eller monogen diabetes forårsaket av?
“Loss of function”-mutasjon i DNA-bindende aktivator
Varianten arves autosomalt dominant. Denne arvelige formen for diabetes er assosiert med redusert glukoseopptak og redusert insulinsekresjon.
Hva er AIRE viktig for?
Regulering i epitelceller i thymus, som stimulerer elongering av transkripter i gener med en pauset RNA-polymerase II. AIRE sørger dermed for at epitelcellene i thymus uttrykker proteiner og presenterer disse for umodne T-celler.
“Loss of function”-mutasjoner i AIRE er ansvarlig for APS1. Når AIRE er mutert blir nemlig en rekke proteiner ikke presentert og disse vil fremtå som fremmed for T-celler i perifert vev.
Hva regulerer mikroRNA?
MikroRNA kan regulere stabilitet og translasjon av mRNA. Misregulert uttrykk av mikroRNA vil derfor påvirke mengden protein som produseres.