Hst 2: gene structure organisation Flashcards
RNA gen (ook wel non-structurele gen)
Maakt ncRNA (worden niet getransleerd in eiwitten)
Bespreek het ncRNA .
waar
wat
…
*gemaakt uit RNA gen (non-structural gene)
- ondergaan cleavage en modificaties om matuur te zijn.
- Kunnen regulatorisch zijn (lange en kleine ncRNA)
Andere vb: tRNA, rRNA , small nucleair RNA (snRNA splicosoom))
RNA world hypothese
RNA vormt zowel genen als enzymen (vb riboszymen)
omdat het code draagt in de NZ sequentie, maar ook kan vouwen tot een 3D structuur en enzymatische werking hebben
Regulatorische RNA moleculen
- Lange ncRNA
- kleine ncRNA
- competing endogene RNA
Lange ncRNA
*Antisens RNA
>geen splicing
>van sense streng afgeschreven
>neeregualtie expressie
*Niet antisense RNA
>wél splicing
>regylatie
Kleine ncRNA
- piwi protein interacting RNA
- miRNA
> binden vaak op 3’utr
een trans-acting regulator
RNA interference endonucleasen gebruikt om miRNA te vormen (dicer en risc)
kunnen meerdere genen reguleren want mismatch wordt getolereerd
competing endogeneous RNA (ceRNA)
binden miRNA zodat regulerende werking miRNA minder gedaan wordt (= sponzen)
DNA methylatie
DNA methylase kan methyl groepen ( CH 3 ) toevoegen aan DNA
Bij zoogdieren is ongeveer 5% van de basen gemethyleerd
Methylatie is steeds op C, in CG sequentie (CpG)
Vele genen hebben CpG eilanden (clusters van CpG sequenties) in de buurt van hun promotors!
- > Niet gemethyleerd: gen actief
- > Gemethyleerd: gen inactief
Daarnaast kan Methylatie de binding van activator op enhancer verhinderen
Methylatie kan chromatine in gesloten conformatie brengen
Hoe?
Methyl CpG bindende eiwitten binden gemethyleerde
sequenties en na binding recruteren ze andere eiwitten, die DNA compacteren.
In eukaryoten zit DNA in een chromatine structuur
Gesloten confomatie = Dichte “verpakking” van DNA in eiwitten en transcriptie zeer moeilijk
Bij een Open conformatie is DNA is toegankelijk voor transcriptiefactoren en RNA polymerase
Mechanisme van openen van conformatie:
(opties)
Activator eiwit bindt op enhancer DNA
Activator recruteert eiwitten: chromatine conformatie losser
Histone acetyl transferase (voegt acetyl groep toe aan
histonen)
Geacetyleerde histonen binden binden DNA minder vast
ATP afhankelijke chromatine remodeling enzymes
(dit heeft het effect Effect over honderden of duizenden bp
Activator
Mechanisme van openen van conformatie:
Activator eiwit (= TF) bindt op enhancer DNA en ecruteert eiwitten die chromatine conformatie losser maken , waaronder
histone acetyl transferase . Deze voegt acetyl groep toe aan
histonen.
Geacetyleerde histonen binden DNA minder vast, waardoor het leesbaarder wordt.
Het process is ATP afhankelijke .
Het effect werkt
ver honderden of duizenden bp
Histon modificatie
- histonen bevatten een uitstekende staart aan 3’ uiteinde.
De AZ hierin kunnen gemodifieerd worden door:
> methylatie
>acetylatie (lysine)
>fosforylatie (vooral serine)
Elke n-terminale histon staart vertoont zijn eigen chemsiche modificatie van AZ
Acetylatie maakt binding histon-dna losser, methylatie strakker.
Er zijn wirters en readers van deze code.
- histon varianen die geincorporeerd kunnen worden
ENCODE project
Menselijk genoom project had vooral naar eiwit coderende genen gekeken
Het ENCODE project was een 10 jarig vervolgproject om functionele DNA elementen (niet coderend voor eiwit) te ontdekken
Functionele elementen:
DNA dat codeert voor eiwit of ncRNA
*definieren wat functionele elementen zijn in ons DNA
- heeft opgehelderd dat meer dan 80% van onze genoom in minstens 1 van de bestudeerde cellijn wordt afgeschreven
- problemen met interpretatie van resultaten: deze hoge resultaat betrekt rna transcripten die heel zelden worden afgeschreven (= kan rekenen als background noise?)
Veel kritiek en discussie, vooral van evolutiebiologen
Geloven niet dat niet
geconserveerd DNA een echte functie heeft (!)
1000 genomes project
vergeleken met andere zoogdieren, heeft de mens 5% van genoom hoog geconserveerd is.
Het 1000 genomes project heeft mensenrassen onderling vergeleken om te zien hoeveel geconserveerd is en is tot conclusie gekomen dat de meerderheid van genen geen functie heeft
genomes.gov
The goal of the 1000 Genomes Project is to provide a resource of almost all variants, including SNPs and structural variants, and their haplotype contexts. This resource will allow genome-wide association studies to focus on almost all variants that exist in regions found to be associated with disease.
The goal of the 1000 Genomes Project was to find most genetic variants with frequencies of at least 1% (= SNP) in the populations studied. The 1000 Genomes Project took advantage of developments in sequencing technology, which sharply reduced the cost of sequencing.
transposons
- meer dan 40% van ons genoom
- faciliteren genduplicaties zodat mogelijks gen families ontstaan
maar kan ook zorgen voor het ontsaan van pseudogenen (genen die defecte kopie zijn van een gen)
Er zijn 2 soorten transposons:
Transposons:
*hebben inverted repeats met centraal een transposase gen. De gen codeert voor het enzym verantwoordelijk voor knip en plak mechanisme
- zijn 9 tot 40 bp lang
Retrotransposons:
heeft terminale repeats aan uiteindes, met centraal de reverse trancriptase gen verantwoordelijk voor het reverstranscriptase die RNA omzet naar dubbelstrengige dna (retro-element). daarnaast is er centraal het integrase gen die deze DNA transcript insteekt in het chromosoom.
Zo heb je meerdere copies van 1 gen.
*jumping genes zijn verantwoordlijk voor exon shuffeling
Exon shuffling is the process of creating new genes by the breaking and joining of DNA molecules that results in combining some exons from one gene with some exons from another gene. The resulting “hybrid” gene may code for an entirely new protein with a new function.
*transposons bevorderen misaligned crossovers
retroelementen
Retroelements are mobile genetic elements (MGEs) that retrotranspose via a RNA intermediate that is reverse-transcribed to DNA by the encoded reverse transcriptase and integrated into a new location within the host genome by an integrase enzyme.
-> kunnen zich snel vermenigvuldigen in het genoom
