H20 genexpressie Flashcards
Constitutieve genen
Genen komen constant tot expressie
Gereguleerde genen
Expressie van genen geregeld door omgevingsfactoren, twee typen van regulatie:
-Katabole (afbraak) paden: substraat inductie
-Anabole (synthese) paden: repressie door eindproduct
Substraat inductie
Een enzym zal gesynthetiseerd worden als het substraat aanwezig is
Repressie door eindproduct
-Het eindproduct doet de genexpressie van een bepaald enzym dalen
-Repressie verschilt van feedback inhibitie
Operon
-Groep genen die coderen voor eiwitten met gerelateerde functies liggen naast elkaar en worden samen afgeschreven: een polycistronische mRNA wordt gevormd dat codeert voor verschillende soorten eiwitten
-Typisch voor prokaryoten, minder in eukaryoten
De drie enzymen van het lac operon bij E. coli
-β-galactosidase
-Galacotisdepermease
-Trans-acetylase
Negatieve regulatie door lac repressor
-Lac I gen codeert voor lac repressor
-De lac repressor (= DNA-bindend eiwit) bindt de operator en blokkeert de expressie
-De lac repressor is een allosterisch proteïne, kan dus conformatie verandering ondergaan bij binding van een stof
Hoe is lac operon induceerbaar
Door substraat inductie, bv. allolactose = een isomeer van lactose of door een in het lab gemaakte agonist zoals IPTG; deze stoffen zijn de inducers
(slide 16 voor schema)
Positieve regulatie door CAP-cAMP bij lac
-CAP-cAMP complexen binden aan de CAP herkenning site (C) bij de promotor van het lac operon
-De promotor wordt eerder gebonden door RNA poly
Katabolische repressie bij lac
-CAP is een allosterisch regulatorisch eiwit, cAMP activeert CAP
-Glucose inhibeert adenylaat cyclase, wat zorgt voor de vorming van cAMP uit ATP
-Hoe meer glucose aanwezig, hoe minder cAMP aanmaak, hoe minder actief CAP, dus geen stimulatie van transcriptie
-Glucose leidt tot lage expressie van de lac operon ondanks de aanwezigheid van lactose
(slide 16 voor schema)
Slide 17 en 18 voor ter illustratie, maar wel handig
Yes mate
Repressie Trp operon
-Represseerbaar operon: stilleggen van de transcriptie door een allosterische effector
-Allosterische effector = het eindproduct = Trp (ook co-repressor genoemd)
Sigmafactors bacteriën
-Elke bacteriestam heeft verschillende types van sigma factoren, het aantal verschillende sigmafactoren is afhankelijk van bacteriestam
-Elk sigmafactor herkent een specifieke consensus-sequentie
-De sigmafactor bepaalt op welke promotor RNA pol bindt zodat de transcriptie van dat gen start
-Omgevingsfactoren (temperatuur, UV enz.) bepalen mede welke type van sigmafactor geassocieerd is met de α2ββ’ subeenheden van het RNA pol.
-Sommige bacteriofagen coderen voor een sigmafactor die virale promoteren herkent en ook hoge affiniteit heeft voor het bacterieel RNA pol, hierdoor transcriptie van virale genen
Attenuatie
Reductie van de transcriptie nadat de transcriptie al gestart is, bv. via een leader seq.
Lengte leader seq. bij Trp operon
14 AZ lang met rond het eind twee Trp
Werking leader seq. in Trp operon
Zie slide 25-29, te ingewikkeld om een flashcard van te maken
Riboswitches/Ribo-schakelaars
-Is een bepaalde seq. in het mRNA waarop een effector bindt waardoor een secundaire structuur wordt gevormd die de transcriptie of translatie regelt
-Typisch voor bacteriële operons
-Bv. het riboflavin operon in B. subtilis die codeert voor 5 enzymen die betrokken zijn in de synthese van de coenzymen FMN en FAD, riboswitch in het rib mRNA regelt de transcriptie, FMN bindt op zijn riboswitch in het rib mRNA, een terminatie haarspeld wordt verderop gevormd, transcriptie stopt
Riboswitch in riboflavin operon
-B. subtilis
-Codeert voor 5 enzymen die betrokken zijn in de synthese van de coenzymen FMN en FAD
-Riboswitch in het rib mRNA regelt de transcriptie
-FMN bindt op zijn riboswitch in het rib mRNA, een terminatie haarspeld wordt verderop gevormd, transcriptie stopt
Riboswitch in FMN in E. coli
-E. coli genen van de enzymen die betrokken zijn in de synthese van FMN en FAD liggen niet in een operon
-Riboswitch in het mRNA regelt de translatie
-Binding van FMN aan zijn riboswitch resulteert in een haarspeld lus die de ribosoom binding blokkeert op dat mRNA
Slide 39 voor opheldering rode draad genexpressie
Topski
Multicellulaire eukaryoten
De verschillende celtypen hebben over het algemeen hetzelfde genoom, maar een verschillend transcriptoom en proteoom
Stamcellen
Blijven delen te vorming van nieuwe stamcellen, maar een stamcel kan differentiëren naar een ander celtype
Embryonale stamcellen
Pluripotent: kunnen alle celtypen worden
Adulte stamcellen
Multipotent: kunnen bepaalde celtypen vormen, niet alle
Reproductief klonen
Vorming van een nieuw organisme dat genetisch identiek is - voor het nucleair DNA - aan de somatisch cel waaruit de kern in genomen
Stappenplan reproductief klonne
Neem een eicel en haal de kern eruit, plaats daarin de kern van een willekeurige cel (bv. een huidcel) en doordat het nu een diploïd is geworden kan het een blastocyst vormen
SCNT
-Somatic cell nuclear transfer
-Een kern van een gedifferentieerde somatische cel wordt ingeplant in een kernloze eicel en een volledig nieuw organisme wordt gevormd, het nieuwe organisme is genetisch identiek - voor nucleair DNA - aan het organisme waarvan de kern is genomen, mitochondriaal DNA verschilt
Therapeutisch klonen
-Aanmaak van genetisch identieke cellen die dan de beschadigde cellen kunnen vervangen.
-Afhankelijk van de gebruikte techniek zijn de cellen genetische identiek enkel voor het nucleair DNA (somatic cel nuclear transfer) of voor nucleair en mitochondriaal DNA (iPS)
iPS
-Induced pluripotente stamcellen
-Gedifferentieerde somatische cellen worden geïsoleerd, in petrischaal gebracht en 4 regulerende transcriptie factoren (Oct4-Sox2-Klf4-cMyc) worden in de cel tot expressie gebracht en iPS geselecteerd
Genamplificatie
Het versterken van een bepaald effect geleverd in een gen, bijvoorbeeld een mutatie in een prot-oncogeen