molecular biolology 4 Flashcards
ממה נובע תכונות שונות אצל יצורים שונם?
הבדלים נובעים משינויים ברמת הסינתזה של
RNA
ברמת הביטוי של חלבוני ובשחבור חליפי.
אילו ניסויים עשו כדי להוכיח שתאים מכילים את אותו די אן איי ?
- מתא צפרדע ממויין לחלוטין לתוך ביצית שהגרעין שלה הוסר, והתקבל ראשן שלם ומתפקד המכיל את כל סוגי התאים הנדרשים – מכאן שהתא הממויין לא איבד חלקי דנ”א חיוניים לחיים ולהפתחות התקינה
- הודגם כי תאים ממוינים לחלוטין מצמח בוגר יכולים לתת עובר וצמח שלם לחלוטין – כלומר הם עוברים דה-דיפרנציאציה.
- בו הוסר כישור החלוקה במיוזה של ביצית לא מופרית וגרעין מתאי אפיתל של חצוצרה הוחדר לביצית ועבר איחוי בעזרת פולס חשמלי – פעולה שגרמה ליצירת זיגוטה והתפתחות עובר שלם (ניסוי זה בוצע גם בכבשים, עכברים וכלבים) – העגלים שנוצרו כולם זהים לחלוטין לפרה המקורית ממנה נלקחו תאי האפיתל של החצוצרה (פרה שונה מהפרה שתרמה את הביצית).
האם תאים שונים יכולים לבטא
rna
זהה?
ואם כן איזה
rna
זה?
של גנים חיוניים – למשל גנים של חלבונים ריבוזומאלים, גנים המקודדים ליחידות של
RNA או DNA
פולימראז, גנים המקודדים לחלבוני תיקון של
DNA, גנים המקודדים לאנזימים מטבוליים בסיסיים, גנים המקודדים לשלד התא .
לתת דוגמאות ל-
rna
שונה שתאים שונים יכולים לבטא?
והאם זה קיים רק עבור חלבונים ?
ם זאת, גנים מסוימים מתבטאים ברקמות או בסוגי תאים מומחים – כך למשל המוגלובין מתבטא בעיקר בכדוריות דם אדומות, טירוזין-אמינו-טראנספראז ,גן שאחראי לפירוק טירוזין, קיים בעיקר בכבד ובקושי ניתן למצוא אותו ברקמות אחרות. זה נכון לא רק לגנים המקודדים לחלבון, אלא גם לגנים המקודדים ל אר אן אי מסויימים.
כמה גנים מבוטאים בזמן נתון?
30-60 אחוז הגנים
איפה יכולים להיעשות שינויים ב-
rna
מאורגניזם אחד לאחר?
- רמות ביטוי -
mrna
- מודיפיקציות שקורות אחרי התרגום ב-
mrna
post translational modofocation
מודיפיקציות לאחר התרגום
האם תא יכול לשנות דגם ביטוי ומה שהוא מבטא בהתאם לסיגנאל חיצוני <
כן
אילו בקרות נעשות על ה-
mrna
ומה היא הבקרה החשובה ביותר?
- בקרת שעתוק – האם, מתי וכמה כל גן משועתק בתא מסויים.
- בקרת עיבוד
RNA –
מודיפיקציות שונות, שחבור חליפי שונה יכול להוביל לתוצרים שונים.
3.בקרה על המיקום
ה RNA
והוצאתו החוצה – בחירה אילו מולקולות
RNA
מוצאות החוצה לציטוזול ולאן הן מגיעות בתא.
- בקרת תרגום – מי מהמולקולות של
ה mRNA
תתורגם, מתי ובאיזה מיקום.
- בקרת יציבות של
ה mRNA
– באיזו תדירות וקצב מולקולת
mRNA
תעבור דגרדציה.
- בקרת פעילות על החלבון – שליטה מתי, תחת אילו תנאים, ובאיזה מודיפיקציות יעבוד חלבון וכן מתי הוא יפורק או שפעילותו תושהה.
החשובה ביותר היא שיעתוק
כיצד רצפי בקרה עובדים?
עובדי בציס- על אותו הכרומוזום
מה רצפי בקרה קושרים?
פאקטורי שיעתוק
כמה אחוז מהגנים הם פאקטורי שיעתוק?
עשרה
איפה יושבים רצפי הבקרה של הגנים?
במעלה הזרם למוצא השכפול
רוב הגנים מבוקרים עי מספר רב של פאקטורי שיעתוק או מעט פאקטורי שיעתוק
מספר רב
איך פאקטורי השיעתוק מזהים את רצפי הבקרה ?
ולמה?
על פי התעלה הגדולה
חלבונים מזהי רצף זקוקים לגישה לדו גדיל ויכולים לזהות את הדפוס הספציפי של קשרי מימן, מי תורם ומי מקבל מימן ואף אלמנטים הידרופוביים המצויים על התעלות באופן ספציפי, אך התעלה הגדולה היא רחבה יותר (ועל פי מקורות אחרים גם רדודה יותר ובולטת לפני השטח) ומכילה יותר אלמנטים שניתן לזהות.
על כמה אלמנטים מזהי רצף חלבון מזהה רצף צריך לעבור אינטראקציה ?
20
האם האינראקציה של חלבון ודי אן היא חזקה או חלשה?
בעיקרון חלשה- אבל כאשר יש המון אינטראקציות אז זה מתחזק
אילו מוטיבים שמורים גילו אצל החלבונים שהם מזהי רצף?
שיש להם מוטיבים כמו אלפא הליקס וסדין בטא
helix turn helix
זהו פקטור שעתוק שהתגלה בחיידקים אך קיים גם במאות פקטורי שעתוק יוקריוטים. הוא מכיל 2 הליקסים – האחד יותר אמיני והשני יותר קרבוקסילי. ההליקס הקרבוקסילי (באדום) הוא זה שמזהה את הרצף מאחר והוא מתאים לתעלה הגדולה. פקטורי שעתוק שונים המכילים את המוטיב כוללים בתוכם רצף שונה של חומצות אמינו המאפשרות זיהוי של רצפים שונים בהתאם לתפקידם.

homeodomain
איפה הם התגלו?
מה הם הגנים שעליהם הם שומרים?
ואיפה הוא יכול להיקשר ?
בדרוזופילה
גנים של התמיינות בעובר
לתעלה הקטנה

חלבוני אלפא לאוצין
ממה הם מורכבים
ואיך הם תופסים את הדי אן איי
שני מוניומרים של אלפא הליקס שיוצרים
coiled coil
ויש ביניהם אינטאקציות הירופוביות שנעשו עי ליאוצין
ובהמשך הם מופרדים אחג מהשני ומחזיקים את הדי אן איי כמו אטב

חלבוני זיהוי מסוג סדין בטא
איך הם נכנסים לתעלה הגדולה
מה עוזר להם להיקשר למקומות שונים בדי אן איי
איך קוראים למולקולה שמשפעלת את הפקטור?
עם הבטא שיטס שלהם הם מזהים רצפים ונכנסים לתעלה הגדולה
רצף ח”א מזהה רצפים שונים בדי אן איי
s-adenosyl metionine

מהי אצבע אבץ?
מה המשפחה הזאת מכילה? למה?
איך היא נכנסת לדי אן איי?
האם אלו אינטראקציות חזקות?
משפחה זו של פקטורי שעתוק מכילה מתכת אבץ
Zn2+
המשמשת לאחיזה באלפא הליקס ובסדין בטא יחיד בזכות קשרים קורדינטיביים שהאבץ יוצר עם שיירי ציסטאין של סדין בטא והיסטידין של אלפא הליקס. ההליקס נמתח על גבי התעלה הגדולה ויוצר איתה אינטראקציות המזהות את הרצף. אינטראקציות אלו עם הדנ”א נחשבות חזקות מאוד וספציפיות מאוד.

למה הליקס לופ הליקס קשורים?
מה הם מכילים ?
ועם איזה תעלה הם יוצרים אינטאקציה ?
חלבונים אלו קשורים לרוכסן לאוצין. הם מכילים הליקס קטן והליקס גדול המחוברים אחד לשני דרך לולאה. הלולאה יכולה להימתח על מנת לאפשר דימריזציה נוחה לחלבונים הללו. הדימרים יכולים להיות הומודימרים או הטרודימרים. ההליקס הארוך יוצר אינטראקציה עם התעלה הגדולה של הדנ”א.

פאקטורי שיעתוק עובדים כדימרים או מונומרים?
דימרים
כמה בסיסים כל מונומר בפאקטור שיעותוק מזה בדרכ?
6-8
האם פאקטורי שיעתוק מזהים רצף אחד ויחיד?
לא ולא
פקטורי שעתוק לא מזהים רצף אחד ויחיד אלא אוסף של רצפים שמאוד דומים אחד לשני, עם העדפה לרצף אחד אופטימאלי.
מה היה קורה אם פאקטורי שיעתוק היו מונומרים?
והאם זה טוב?
, הם היו יכולים להיקשר ללא מעט רצפים דומים לרצף שהם אמורים לזהות, כולל רצפים אקראיים בגנום.
לא זה לא טוב, המטרה שהם יהיו ספציפים
שני רצפים שהם דומים יזוהו עי הומודימר או הטרודימר?
הומודימר
שני רצפים שהם שונים יזוהו ע”י הטרודימר או הומודימר?
הטרודימר
באיזה צורה מתחברים הפאקטורי שיעתוק?
בצורה קואופרטיבית
האם הפאקטורי שיעתוק בתא הם בצורה של מונומרים או דימרים?
ולמה?
מונומרים
כי הם מתחברים בצורה של
all or none
ככה שאנו מבטיחים שאתרים קושרי די אן איי בציס יהיו מלאים לחלוטין או ריקים לחלוטין
איזה גרף מתאר בצורה הטובה ביותר איך פאקטור שיעתוק נוהג בתוך תא

הימני
למה פאקטורי שיעתוק נוהגים להיקשר טוב יותר ולמה? לדי אן איי ערום או עם נוקליאוזומים?
פקטורי שעתוק נוטים לקשור דנ”א ערום טוב יותר מאשר דנ”א ארוז בנוקלאוזום משתי סיבות:
- פני השטח של הרצפים בציס מופרע על ידי נוקלאוזומים, בעיקר כאשר התעלה הגדולה פונה כלפי פנים (=הליבה החלבונית).
- מרבית פקטורי השעתוק גורמים לעיוות ושינוי מבני בדנ”א כאשר הם מתיישבים עליו, פעולה הפוכה למבנה ההדוק המיוצב על ידי הנוקלאוזום. למשל חלק גדול מפקטור השעתוק יוצרים “קינק” בדנ”א כאשר הם נקשרים.
כיצד נקשרים פקטורי השיעתוק לדי אן איי אם הם לא יכולים דרך הנוקליאוזום?
- בקצה של הנוקליאוזום יש די אן איי שנושם וקל לתפוס אותו, דבר היכול לגרום לקישור קואופרטיבי
לפעמים ההפרעה כל כך גדולב עד שההיסטוני מתנתקים מהדי אן איי .
- לפעמים יש גיוס של
crc
כמה זוגות בסיסים מכיל גנום של אי קולי?
4.6 מליון זוגות מליון בסיסים ו-4300 גנים
איך חיידקים מארגנים את הגנום שלהם?
באופרונים
מה הם אופרונים?
אלו הן יחידות גנומיות המכילות מספר אזורים מקודדים לחלבון המצויים תחת אותה בקרה
האם ניתן למצוא באיאוקריוטים אופרונים?
ניתן אבל נדיר מאוד
למה מקודד אופרון הטריפטופן?
לחמישה אנזימים הפועלים ברצף אחד אחרי השני לביוסינתזה של החומצה האמינית טריפטופן.
מתי נרצה לשעתק את אופרון הטריפתופן?
כאשר אין טריפטופן בתא או יותר נכון, כאשר ריכוז הטריפטופן נמוך – נרצה לשעתק את האופרון ולסנתז את החומצה האמינית טריפטופן.
כאשר יש טריפטופן בעודף נרצה למנוע את השעתוק כיוון שזה בזבזני.
מה היא הבקרה השלילית על טרפטופן?
פרומוטר של האופרון מכיל רצף המצוי בדיוק בין 10- לבין 35- וקרוי אופרטור. האופרטור (רצף המצוי בציס) משמש לקישור לרפרסור של האופרון. הרפרסור יכול להיקשר לאופרטור ולמנוע שעתוק רק אם הוא קשור בעצמו למספר מולקולות של טריפטופן. הרפרסור הוא בעצם חלבון אלוסטרי. כאשר טריפטופן נקשרת לרפרסור היא מובילה לשינוי במבנה המרחבי ומאפשרת לרפרסור לקשור את האופרטור.
הגן שמקודד לרפרסור של הטריפטופן הוא גן שכל הזמן משועתק [נכון או לא נכון]
נכון
מה קורה כאשר יש עודף קל של טירפטופן אך הוא לא מספיק כדי להיקשר לרפרסור?
המערכת מצאה דרך להתמודד עם זה ולנטרל את השעתוק בזכות הרצף
trp L
שמורכב מ-4 אזורים (1-4): רצף מס’ 1 מכיל מסגרת קריאה המקודדת ל 14 חומצות אמינו וקודון סיום. שני קודונים מקודדים לחומצה האמינית טריפטופן. כאשר השעתוק מתחיל, בהיעדר רפרסור, הריבוזום מתלבש על קודון ההתחלה ומתחיל לתרגם, זאת בזכות העובדה כי השעתוק בפרוקריוטים חופף בזמן ובמרחב
מה יכול לקרות כאשר יש טריפטופן בכמות בינונית?
הריבוזום יגיע לקודוני טריפטופן ויתרגם בלא מפריע.
הריבוזום יגיע לקודון הסיום הקרוב לרצף 2, ויבצע טרמינציית תרגום אשר תפריע לרצף 2 להזדווג עם 3, כך שרצף 3 יזדווג עם רצף 4, פעולה שתיצור
stem and loop
ויגרור טרמינציית שעתוק.
מה קורה כאשר יש טריפטופן בכמות ממש נמוכה או בכלל אין?
הריבוזום יגיע לקודוני הטריפטופן ויתקע שם. ככל שיש מחסור חמור יותר, כך הוא יישאר על הקודונים הללו זמן רב יותר.
בזמן שהריבוזום תקוע מאחור, רצף 2, שמקרה זה אינו מופרע, יוצר זיווגי בסיסים חלקיים עם רצף 3, שאינם יוצרים מבנה מרחבי מסודר.
כך נמנעת בעצם הופעת הגזע והלולאה והשעתוק רשאי להמשיך אל עבר הגנים הסטרוקטוראלים.
אילו שתי דרכים ניתן להשתיק את מנגנון הטריפטופן?
- עי רפרסור
- אטונואציה - נוצרת טרמינציית שיעתוק עי זיווגי בסיסים של 2 עם 3 ו-3 עם 4 והיא נמצאת דאון סטרים לאופרייטור

לאיזה שלושה אינזים אופרון הלקטוז מקודד? ומה תפקידם?
lac z -
קודד לאנזים בטא-גלקטוזידאז אשר מפרק את הלקטוז לגלוקוז ולגלקטוז
lac y-
מקודד לפרמאז, שהוא טרנספורטר שמכניס לקטוז לתאי החיידק
lac a-
מקודד לאנזים בשם טראנס-אצטילאז – אנזים שאינו קשור לאופרון ככל הנראה ולא ברור מדוע הוא חלק ממנו.
מתי אופרון הלקטוז יעבוד?
כאשר אין גלוקוז
מה היא הבקרה השלילית של אופרון הלקטוז?
הרפרסור של האופרון, המתחבר לאופרטור, משופעל תמיד, אלא אם יש נוכחות של לקטוז. לקטוז מעכב את הרפרסור כאשר הוא נוכח בסביבה, הרפרסור יורד מהאופרטור וכעת החסימה הפיסית שהוא ביצע על רנ”א פולימראז נמנעת.
מה היא הבקרה החיובית על אופרון הלקטוז?
הפרומוטר של האופרון הוא פרומוטר לא חזק. הוא זקוק לסיוע של חלבון רגולטורי מסוג אקטיבטור. האקטיבטור קרוי
CAP
אשר משופעל בזכות עליה ב
cAMP
הנגרמת במצב מטבולי שבו ריכוז הגלוקוז נמוך. כאשר ריכוז הגלוקוז נמוך, החיידק מתחיל לייצר
c
AMP אשר נקשר לאקטיבטור שהוא חלבון אלוסטרי. כתוצאה מהקישור
CAP
משופעל ונקשר באתר המצוי במעלה הזרם לפרומוטר (רצף הפועל בציס). הקישור של
CAP
לפרומוטר מעלה את האפיניות של הפולימראז לפרומוטר פי 1000.
מה דומה בין מנגנון האופרון בטריפטופן למנגנון האופרון הלקטוז?
בדומה ל Trp repressor
גם
CAP
קושר את הדנ”א דרך
Helix-turn-Helix motive,
גם הוא קושר מולקולה אלוסטרית שמשפעלת אותו וגורמת לו להיקשר לרצף רגולטורי המצוי בציס.
האם יכול לקרות מצב שבו רצפי הבקרה רחוקים מהגן המשועתק? ואם כן תני לי דוגמה
כן
nrtc
והוא אקטיבטור עי
dna looping
איזה רצפים משמשים לבקרה באיאוקריוטים?
רצפים המצויים בציס
מה ההבדלים בין פאקטורי שיעתוק באיאוקריוטים לפרוקריוטים?
- מדובר בהרבה יותר רצפים המצויים בציס – לפעמים עשרות של כאלו, בעיקר באורגניזמים רב תאיים.
- הרצפים המצויים בציס יכולים להיות מאוד מרוחקים אחד מהשני ומהגן, לפעמים באלפי ועשרות אלפי נוקלאוטידים הרחק מהפרומוטר. לכן
DNA looping
היא טכניקה שנמצא אותה בשימוש בכמעט כל התחלות השעתוק ביוקריוטים. לעיתים הרצפים הללו מצויים בתוך אינטרונים ולעיתים אף צמודים לפרומוטר.
- מדובר בהרבה יותר חלבונים המרכיבים קומפלקסים ענקיים הנקשרים אחד לשני ולרצפים
- ההשפעה של פקטורי השעתוק, אקטיבטורים ורפרסורים, היא לרוב איננה ישירה על רנ”א פולימראז (בעוד שלהזכירכם – בפרוקריוטים אכן היה מדובר באינטארקציה ישירה). לרוב היא כוללת השפעה על חלבוני עזר, כולל היסטונים.
- יוקריוטים חייבים להתגבר על המחסום המצוי בכרומטין עצמו. כל הדנ”א ארוז בנוקלאוזומים ובדחיסות מורכבות יותר ועל כן על היוקריוט להשפיע על מבנה הכרומטין.
- ביוקריוטים אופרונים הם נדירים. במקום זה כל גן מבוקר בנפרד – דבר המגביר את הוריאביליות של הביטוי הגנטי באורגניזם רב תאי.
Gene control Region
רנ”א פולימראז 2 משעתק את כל הגנים המקודדים לחלבון ועוד גנים רבים נוספים. לשם כך הוא נעזר בלפחות 5 פקטורי שעתוק כלליים בעוד שפולימראז חיידקי נעזר רק בפקטור שעתוק כללי אחד (סיגמא). לכל גן יש פרומוטר אחד ומספר רצפי רגולציה הפועלים בציס. כל אלו ביחד נחשבים
Gene control Region
על מה משפיעים רצפי הבקרה בציס באיאוקריוטים?
הרצפים בציס ביוקריוטים לרוב משפיעים על קצב הרכבת קומפלקס השעתוק כולל הפולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים על גבי הפרומוטר.
איפה נמצאים הרצפים בציס של האיאוקריוטים?
הרצפים המצויים בציס
, 1.חלקם עוברים שעתוק (אבל לעולם לא מתורגמים) ומצויים לעיתים באינטרונים,
- לעיתים רצפים כאלו שעוברים שעתוק משמשים כאתרי קישור
ל lncRNA
מה משותף לכל הגנים ?
מה שונה מגן לגן?
דאי לזכור שהמדיאטור ופקטורי השעתוק הכלליים הם אחידים לכל הגנים שפולימראז 2 משעתק, הרגולטורים (פקטורי השעתוק) הם ספציפיים לכל גן וגן.
מה הם קו אקטיבטורים וקו רפרסורים?
אלו הם חלבונים שאינם מזהים רצף והקישור לדנ”א נעשה בזכות פקטורי השעתוק והדומיינים קושרי הדנ”א שלהם
מתי נצפה למצוא שהקואקטיבטורים או הקו רפרסורים קשורים לרפרסור או לאקטיבטור
כאשר האקטיבטור או הריפרסור כבר קשורים לדי אן איי
מה הם
Enhancers
אלו הם רצפי ציס הקושרים פקטורי שעתוק משפעלים – אקטיבטורים
היכן נמצאים ה-
enhancers?
צפים אלו יכולים להימצא במרחק של עשרות אלפי נוקלאוטידים מהגן אותו הם משפעלים ויוצרים
DNA looping.
מה הוא תפקיד פקטורי השיעתוק באיאוקריוטים?
הוא להגביר את קצב איניציאציית השעתוק
אילו קו אקטיבטורים יכולים להיות?
- הרגולטורים הללו יכולים להשפיע על דגם השעתוק על ידי גיוס הפולימראז לפרומוטר או לחלופין על ידי זירוז השחרור שלו מהפרומוטר
2.
כדי לאפשר לשעתוק להתחיל חלק מהרגולטורים אף יקשרו חלק מפקטורי השעתוק הכלליים ויגבירו את הסיכוי שהם יתגייסו לפרומוטר בזכות הלולאה שתיווצר.
3.רובם המכריע דווקא יגייסו קו-אקטיבטורים אשר יבצעו פעילות ביוכימית מסוימת שתגביר שעתוק.
מי הוא המדיאטור?
קו אקטיבטור חשוב אשר בנוי מ-30 יחידות, הוא משמש גשר בין כל פאקטורי השיעתוק,והפולימראז
למה פקטורי השיעתוק והפולימראז האיאוקריוטי לא יכולים ככה סתם להיקשר לפרומוטור ?
ומה צריך?
פקטורי השעתוק הכלליים והפולימראז לא יכולים להיקשר ככה סתם לפרומוטר מאחר והדנ”א ארוז בנוקלאוזומים. פקטורי השעתוק הספציפיים משפיעים על מבנה הכרומטין ומאפשרים לדנ”א להיות זמין יותר לקישור.
אילו דרכים עיקריות נועדו על מנת להשפיע על הכרומטין?ומה כל אחת מהם דורשת?
דורש אינטראקציה עם קו אקטיבטור
- מודיפיקציות קוולנטיות על היסטונים – אנזימים המבצעים מודיפיקציות על היסטונים כמו
HAT
חלק מהמודיפיקציות מסייעות לגיוס חלבונים לפרומוטר. מודיפיקציות על ההיסטונים להזכירכם, מגבירות גם את הקישור הקואופרטיבי של פקטורי השעתוק.
- Remodeling
של הנוקלאוזומים – קומפלקס
ה-
CRC
המשתמש ב
ATP.
- הסרת נוקלאוזומים – דורש צ’פרונים של היסטונים.
- החלפת היסטונים בתוך הנוקלאוזומים – צ’פרונים של היסטונים.
מה קורה עם המודיפיקציות לאחר סיום השיעתוק האיאקריוטי?
- חלק מן המודיפיקציות יוסרו מיד לאחר עזיבת פקטורי השעתוק – זה יקרה בעיקר בגנים שהתא רוצה לבקר מקרוב מאד על שעתוקם, למשל פרוטואונקוגנים, או כל גן שהפעלתו תלוי בסיגנאל חיצוני.
- חלק מהמקרים המודיפיקציות הללו יישארו לזמן רב אחרי שפקטורי השעתוק התנתקו מהדנ”א. שינויים אלו גם יורשו לדורות הבאים של אותו התא כפי שכבר ציינתי במצגת מולקולרית א, בהקשר של הזיכרון התאי.
- פעמים רבות מודיפיקציות על גבי ההיסטונים נעשות תוך כדי השעתוק כאשר אנזים המבצע אצטילציה על היסטונים רוכב על גבי הפולימראז. היסטונים אלו יעבור דה אצטילציה ומתילציה מיד לאחר שהפולימראז יעבור על גביהם, בזכות קומפלקס נוסף שיבצע זאת וגם הוא רוכב על הפולימראז, כך שהפולימראז משאיר אחריו נוקלאוזומים שהם עמידים מאוד לשעתוק. זהו מנגנון מדהים המונע רה-איניציאציה של שעתוק . המודיפיקציות הללו משמשות גם כמנגנון בקרה לשחבור חליפי.
מה התפקיד של אקטיבטורים?
- חלקם מגייסים פקטורי שעתוק נוספים.
- חלקם מגייסים את הפולימראז ופקטורי השעתוק הכלליים לפרומוטר.
- חלקם מאיצים את השחרור של הפולימראז מקומפלקס האיניציאציה שלו.
- חלק משחררים את הפולימראז מעצירות אותן הוא מבצע במהלך השעתוק – נפוץ יחסית בבני אדם, שם הפולימראז מתקדם בערך 50 נוקלאוטידים לאחר הפרומוטר ונעצר. הוא זקוק לקו-אקטיבטורים שיישפעלו אותו ויניעו אותו, או לחלופין שיפתחו את הכרומטין שתוקע אותו.
- מודיפיקציות על הכרומטין
- גיוס של פקטורי אלונגציה/לעיתים פקטור השעתוק הוא בעצם פקטור אלונגציה ויש להטעינו על הפולימראז כדי שיוכל להמשיך לשעתק. ישנו יתרון משמעותי לגייס את הפולימראז כבר לפרומוטר ושימתין שם לפקטור אלונגציה או שימתין לשחרור. ככה למשל התא יכול להגיב במהירות לסיגנאלים חיצוניים ולשעתק
RNA
במהירות במקרה הצורך.
האם לכן גן איאוקריוטי יש רגולטור אחד שמפעיל אותו?
לא
מתי פאקטורי שיעתוק יוכלו לפעול?
רק כאשר הם כבר קשורים רצף
באילו דרכים הרפרסורים עובדים?
A – התחרות על אתר הקישור של אקטיבטור. הם נקשרים במקום אקטיבטור אך אין להם אתר המשפעל שעתוק.
B – דיכוי פני השטח של האקטיבטור ומניעת הפעילות שלו.
C – אינטראקציה ישירה עם פקטורי השעתוק הכלליים.
D – גיוס של קומפלקס CRC.
E - גיוס של אנזימים מסוג היסטון דה-אצטילאזות.
F – גיוס של אנזימים מסוג היסטון מתיל-טראנספראזות.
מה הוא אינסולטור?
רצף שמייצרת לולא בדי אן איי כוללת בתוכם את הגנים ואת הרצפים המצויים בציס ומונעים מהרצפים בציס להשפיע על גנים שנמצאים מחוץ ללולאה.

COMMITED CELL
כאשר תא באורגניזם רב תאי “בוחר” לאן הוא מתחיל להתמיין
CELL MEMORY
כאשר תאי בת של תא מסוים זוכרים לאן הם צריכים להתמיין
כיצד קוראים לגן של עובר הדרוזופילה?
eve- even skipped
מה יהיה אם יהי מוטציית בגן
eve?
גורמת להיעדר הופעה של סגמנטים רבים בעובר הדרוזופילה ולכן העובר ימות
מה קורה בשלב העוברי בו הגן העוברי
eve
מתבטא?
בשלב העוברי בו הגן מתבטא העובר הוא בעצם סינסיטיום המכיל הרבה גרעינים בתוך ציטופלזמה משותפת בה פקטורי שעתוק המפוזרים באופן בלתי שווה לאורך העובר. החלוקה הבלתי שווה בעצם יוצרת “אינפורמציה תלוית מיקום” המאפשרת להבדיל בין אזורים שונים של העובר שעתידים להתפתח לאיברים שונים לאורך ציר ה”קדימה אחורה” של העובר. כך למשל גרעין המצוי בחלק הקדמי של העובר יבטא סט גנים שונה בתכלית מאלו המבטא גרעין באזור האמצעי ובאזור האחורי.
איך רצפי הבקרה
eve
עובדים?
הפתחו לקרוא ריכוזים שונים אך מדויקים של פקטורי שעתוק. לאחר שהופעל הוא מחלק את העובר ל 7 סגמנטים מדוייקים, כל סגמנט אורך כ 5-6 גרעינים ברוחב.
מדוע הדרוזופילה מחולקת לשבעה איזורים בזמן ההתפתחות העוברית?
וכיצד גילו זאת?
האזור הרגולטורי של
EVE
הוא די רחב – כ-20,000 בסיסים והוא מכיל מספר רב של רצפים רגולטורים הפועלים בציס, כל רצף כזה חיוני ליצירת סטריפ/סגמנט מסוים זה התגלה בעצם בשורה של ניסויים בו לקחו בכל פעם רצף ספציפי המבקר את
EVE
בציס, והצמידו לו גן מדווח וראו שהגן המדווח לאק זי שהוא כחול מתבטא רק בסטריפ מסוים
כיצד נוצר
strip
של
eve?
הכוונה לסטריפ 2
יש לו 2 ריפרסורים שנקראים קורפל וג’יאנט
ושני אקטיבטורים שנקראים האנצ’בק וביקויד
אם בגרעים מסוים יש יותר קורפל וגיאנט, הסטריפ 2 לא יתבטא
אבל אם יהיה את האקטיבטורים בריכוז יותר גבוהה אזי סטריפ 2 יתבטא
מה התפקיד של
eve
ה-
eve
הור בעצמו פאקטור שיעתוק
אשר אחראי לבטא בתוך הסגמנטים שלו גנים נוספים
כל סגמנט עתיד להתפתח לאיבר מסוים
כיצד מרבית התאים יוצרים דגם שיעתוק?
עי סיגנאל חיצוני
איך מפעילים פאקטורי שיעתוק?
A – על ידי סינתזה של הפקטור עצמו.
B – קשירה של ליגנד.
C – מודיפיקציה קוולנטית כמו זרחון.
D – קישור של תת יחידה שהיא זו היוצרת אינטרקציה עם הדנ”א.
E – זרחון של מעכב ודיכוי הפעילות שלו.
F – דיכוי פעילות של חלבון המונע את כניסתו לגרעין של הפקטור.
G – ביקוע פרוטאליטי וניתוק של חלבון מהממברנה.
מה התמונה הבאה אומרת

התמונה מראה כיצד פאקטורי שיעתוק שונים יכולים ליצור מגוון של תאים
מה קורה כאשר לפאקטור שיעתוק אחד מתווספים עוד פאקטורי שיעתוק?
- וואריאציה
- זיכרון תאי
מה יקרה אם ניקח תא כבד ונתחיל לבטא בו פאקטורי שיעתוק של תאי עצב
תא הכבד יהפוך לתא עצב
מה ההבדל בין תאי פיברובלאסט לתאי שריר?
הם מגיעים שניהם מהמזודרים, לתאים הפיברובלרסטים יש כל מה שצריל על מנת להפוך לתא שריר מלבד פאקטור שיעתוק
מה רואים בתמונה הבאה?

פאקטורי שיעתוק של עין של דרוזופילה אשר שמו אותם על הרגל
האם ניתן להפוך תאים ממויינים לתאי גזע?
ואם כן כיצד?
ipsc
ניתן להשרות על תאים ממויינים להפוך לתאי גזע פלוריפוטנטים בעזרת תכנות מחדש: התהליך עצמו הוא דה-דיפרנציאציה. כל שעל החוקרים היה לבצע הוא בעצם להשרות ביטוי של 3 גנים כדי להשרות יצירת תאי גזע מתאי ממויינים לחלוטין – זה נקרא induced Pluripotent Stem Cells.
הגנים הללו הם בעצם
Master Transcription Regulatorss
פאקטורי השיעתוק הם:
oct.sox.catf

כיצד פקטור שיעתוק יכול לעבוד?
- כל פקטור שעתוק יכול או לקשור רצפים הפעולים בציס הקשורים להתכונות של אותו ספציפי
- לגרום לביטוי של פקטורי שעתוק “במורד הזרם” שהם יקשרו לרצפים הקשורים לביטוי גנים ספציפי עבור כל תא.
מה היא ספציפיקציה של תא?
היא לרוב נגזרת של ביטוי של אלפי גנים שונים, שלרוב מדוכאים בתאים אחרים.
כאשר התא ממויין האם פאקטורי השיעתוק בתא יכולים להתשתנות ואם כן כיצד?
כן עי סיגנאלים חיצוניים
האם תוספת של חלבון יכול לגרום לשינויים בביטוי הגנים בתאים שונים ?
כן
איך גלוקוקורטיקואיד קשור לפקטור שיעתוק?
פקטור השעתוק הוא בעצם הרצפטור ועליו לעבור אינטראקציה עם ההורמון הגלוקוקורטיקואיד לפני שהוא יתיישב על גבי הדנ”א.
מתי יופרש גלוקוקרטואיד ומה הוא יעשה ברקמות השונות?
בעת רעב
פעילות גופנית ומצבי סטרס, תאי הכבד יגבירו את ייצור הגלוקוז, החומצות האמיניות והמולקולות הקטנות. כך למעשה תאי הכבד מגבירים את הביטוי של הגן המקודד לטירוזין אמינו-טראנספראז בתגובה לקורטיזול. גן זה, בדומה לגנים אחרים הקשורים לתגובה לקורטיזול, מכיל מגוון רחב של אלמנטים המצויים בציס ומשופעל בזכות קומבינטוריקה מיוחד ושונה משאר הגנים שמשופעלים על ידי קורטיזול. מה שמשותף לכל הגנים המוגברים על ידי קורטיזול הוא שהם יגיעו לשיא הביטוי רק בנוכחותו של קורטיזול. מעבר לכך כמעט וכל הגנים שמשופעלים על ידי קורטיזול מכילים קומבינטוריקה ספציפית לאותו הגן ללא קשר לגנים האחרים. כך ניתן לראות איך רגולטור אחד – הרצפטור של קורטיזול (שהוא בעצם פקטור שעתוק הקושר קורטיזול) משפיע על מגוון רחב של גנים. נציין כי קורטיזול אינו פועל רק על תאי כבד, הוא פועל על עוד המון תאים. אך השפעתו על הכבד היא ייחודית בזכות העובדה שתאי הכבד מבטאים מראש סדרה של פקטורי שעתוק שמשפיעים על דגם הביטוי שיגרם בהם בזכות קורטיזול.
אילו תאים ממויינים לעולם לא יתחלקו?
חלק מהתאים הממוינים לעולם לא יתחלקו – למשל נוירונים או תאי שריר מחוספס / שריר לב.
זיכרון תאי?
כאשר שני תאי בת יהיו זהים לתאי המקור
כיצד מתקיים הזיכרון התאי ?
הגורם העיקרי הוא בעצם משוב חיובי במסגרתו פקטור שעתוק שהוא
Master regulator
אחראי לשעתוק של הרבה גנים ספציפיים לפנוטיפ של אותו התא אבל גם של עצמו.
self renewal?
מעגל שנוצר כתוצאה ממשוב חיובי של
master regualator
באילו דרכים יכול להגיע המשוב החיובי של
Master regulator ?
בנוסף, ייתכן גם משוב חיובי לא ישיר, כך שאם הפקטור
A
משעתק את
B
, הפקטור
B
ישעתק את
A
ולכן יש כאן משוב חיובי נוסף. דוגמא נוספת היא שאם הרמה של הפקטור
A
יורדת מתחת לרמה שבה הוא מגביר שעתוק של עצמו, הפקטור B יגרום לשעתוק שלו.
בשביל מה קיים משוב חיובי?
בשביל לשמר זיכרון
למה קיים משוב שלילי?
מתקיים על מנת לשמר את הרמה של ביטוי גן בדרגה קבועה על אף שינויים ביוכימיים שהתא והסביבה עוברים.
אילו משובים חיוביים יכולים להיות
- משוב חיובי פשוט בו פקטור שעתוק הוא הבקר של עצמו.
- משוב שלילי פשוט בו פקטור שעתוק הוא בקר שלילי של עצמו ומשמש כרפרסור של עצמו.
- משוב חיובי בלתי ישיר בו פקטור שעתוק
A
מעכב את
B
שמעכב את הביטוי של
A. ברגע
ש B
נוצר,
A
לא יווצר ואז גם
B
לא יווצר והתוצאה תהיה ש
A
יווצר שוב – זה מעיין מעגל ששומר את הרמה של
A ו B
סביב ערכים קבועים.
4ץ משוב חיובי מסוג
Feed-forwaed
- בו A
הוא בקר חיובי של
B ושל
Z בעוד ש
B משמש כבקר חיובי של
Z.
יש צורך גם ב A וגם ב B על מנת לשעתק את Z.

להסביר על
feed forward
- משוב חיובי מסוג
Feed-forwaed
בו
A
הוא בקר חיובי של
B
ושל
Z
בעוד ש
B
משמש כבקר חיובי של
Z.
יש צורך גם ב A וגם ב B על מנת לשעתק את Z.
2.
אם הסיגנאל של
A
הוא קצר זמן , הוא לא נשאר מספיק זמן כדי ש
B
יצטבר, ו
Z
אינו מצטבר במידה והוא תלוי גם
ב
A וגם ב
B.
3 .
כאשר הסיגנאל המבטא את
A
הוא ארוך יותר
B
מצטבר וביחד עם
A
בור מסייע להפעלה של
Z.
בדרך זו בעצם התא יכול להפריד בין רעש רקע או סיגנאל בטעות לבין תגובה אמיתית.

איזה דרך מרכזית ישנה עם מנת לעורר זיכרון תאי?
הורשה של איזורי כרומטין
כיצד ניתן להוריש איזורי כרומטין?
מתילציה על ציטוזין המצוי ברצפי
CG
בדנ”א של חולייתנים. רצפים אלו עושים זיווגי בסיסים עם רצפים הזהים להם
GC
והמתילציה על פחמן 5 של שיירי הציטוזין אינה משפיעה על זיווגי הבסיסים. האנזים
Maintenance methyl transferase
מבצע מתילציה על רצפים אלו כאשר הם מזדווגים עם רצפים שהם כבר ממותלים. כך למעשה תבנית הסינתזה שהיא ממותלת משמשת כמקור מידע לכך שהרצף החדש אמור לעבור גם הוא מתילציה בסמוך לשכפול.
לאחר הפריה מה קורה מבחינת המתיל שעל בסיס הציטוזין?
כיצד זה מתרחש?
ומה יקרה בשלב יותר מאוחר?
או על ידי עיכוב פעילות האנזים
Maintenance methyl transferase .
או על ידי הפעלת אנזימים מסוג דה מתילאזות.
בשלב מאוחר יותר מתיל-טרנספראזות ייעודיות יבצעו דפוס מתילציות חדש הנגרם בזכות אנזימים קושרי רצף ספציפי בדנ”א. ברגע שהדפוס נוצר, האנזים
Maintenance methyl transferase
ישמר אותו בדורות הבאים.
איך מתילציה מעכבת שיעתוק?
המתיל על גבי ציטוזין יושב ישירות על התעלה הגדולה ומפריע לאינטראקציה עם חלבונים קושרי דנ”א (בין אם פקטורי שעתוק כלליים או ספציפיים לגן).
המתיל מהווה נקודת עיגון לחלבונים ספציפיים אשר ישפיעו על מבנה הכרומטין ויגרמו לו להפוך להטרוכרומטין.
מדוע נוקליאוטידים מסוג סי ממוטל נעלמים?
והאם יש לחולייתנים היום די נוקליאוטידים של
ג’י וסי
סי יכול להתשנות ליו ובהמשך להשתנות לטי וכך מנגנון בר יחליף אותו
כמעט ואין די נקלואוטידים של ג’י וסי
GC islands
איזורים שלחץ הסלקציה גרם להם להיות עשירים בדי נוקליאוטידים
g and c
מה הוא האורך של
gc islands
1000
bases
היכן ניתן למצוא רצפי
gc
בבני אדם?
לרוב באיזור הפרומוטור שמקודדים ל-
house keeping genes
האם באיי ה-
gc
הציטוזין ממותל?
ומדוע?
לא
בזכות חלבונים שנקשרים לרצפי ציס- שאף לחלקם יש את
gc
בעצמם והם עושים מגוון פעולות:
- מעכבים את פעילות המתיל-טראנספראזות.
- בנוסף הן מגייסות
DNA-demthylase-ות
שמסירות את המתיל מהציטוזין וממירות אותו להידרוקסיל (לאחרן מכן הציטוזין שעבר הידרוקסילציה מוחלף בציטוזין רגיל).
3.הן מגייסות אנזימים המבצעים מודיפיקציות על גבי ההיסטונים שהן מודיפיקציות “ידידותיות לשעתוק (וזה כמובן חשוב אם אנחנו רוצים שהפרומטר יעבור שעתוק). כתוצאה מהמודיפיקציות הללו RNA פולימראז ייקשר לפרומוטר גם אם הגן לא יעבור שעתוק. ההחלטה האם הפולימראז ימשיך הלאה קשורה למודיפיקציות נוספות על הנוקלאוזום וגיוס של פקטורי שעתוק ספציפיים אשר לרוב יקשרו במעלה הזרם לאיי
ה GC
וכן ופקטורי אלונגציה.
Genomic Imprinting
ביטויים של חלק מהגנים תלוי לחלוטין במקור ההורשה, כלומר ישנם גנים אשר יבוטאו רק בכרומוזום שהגיע מאבא ואחרים רק בכרומוזום שהגיע מאמא
כיצד החתמה גנומית עוזרת לאבולוציה?
בעזרת מנגנון זה ניתן “לחשוף” מוטציות שבד”כ היו מחופות על ידי העותק התקין
מה היא תסמונת אנגלמן?
נגרמת בגלל שיש מחיקה של עותק אחד של גן, והחתמה גנטית הסוגרת את הביטוי של העותק התקין על הכרומוזום ההומולוג. תסמונת אנגלמן מתאפיינת בפיגור שכלי עמוק ובעיות קשות בדיבור.
בעכברים מי משפיע על הפנוטיפ של
igf?
רק האבא כי הגן שמגיע מהכרומוזום, הוא עובר מתילציה באינסולטור דבר העוזר לו להתבטא- חתימה
מתילציה ע”ג הדי אן איי, מה היא גורמת? והאם היא חלק מהחתימה הגנומית?
היא גורמת להשתקת גנים, והיא חלק מהחתימה הגנומית בגלל שהיא שורדת את הגל של דה מתילציה שמתרחש ישר לאחר ההפריה
מה קורה במקרה של
igf
בעכברים מבחינת החתמה גנטית?
- במקרה זה, מתילציה מתבצעת על אינסולייטור של הכרומוזום האבהי ומונעת ממנו לעבוד. כתוצאה מכך רצף בקרה בציס אשר יחסית מרוחק מהגן מצליח לשפעל אותו ובעצם יש לנו שעתוק מהכרומוזום הממותל.
- בכרומוזום האימהי , החלבון
CTCF
מתיישב על האינסולייטור ומונע שעתוק של
IGF2
ואילו בזכרים הרצף ממותל
ו CTCF
אינו נקשר אליו.
מה הוא הגן
kcnq
וכיצד הוא קשור להחתמה ?
מקודד לתעלות סידן שחשובות תפקוד לבבי תקין
חלק מהגן הזה כולל בטוחו
rna
שהוא
incrna
שמטרתו לקרוא לכל מיני אינזימים שיעשו מודיפיקציות שליליות (מתילציות) על הגן כדי שהוא לא יבוטא
בכרומוזום האימהי הגן של
Incrna
ממותל
כלומר הגן של
kcnq
עובר ביטוי
לעומת זאת אצל האבא יש החתמה כך שהגן
kcnq
לא עובר ביטוי
כמה בסיסים יש ב-
incrna
בדרך כלל?
200 בסיסים
איך קובעים מי מבין שני גנים גנים?
העותק שעבר מתילציה?
כמה גנים יש על כרומוזום איקס וכמה גנים יש על כרומוזום וואי?
על כרומוזום איקס ישנם -1000 גנים
ואילו על כרומזום ווי ישנם-100 גנים
Dosage Compensation
השתקה או הפחתת הביטוי בנקבות (על כרומוזום איקס) על מנת להשוות אותו לזכרים
x inavtivation
משתיקים את הביטוי על אחד מכרומוזומי האיקס
מה המנגנון של
x-inactivation?
בשלבי ההתפתחות העוברית הראשוניים, בזמן שקיימים כמה מאות של תאים, מתבצעת בחירה רנדומאלית בכל אחד מהתאים, של מי מכרומוזומי ה-איקס ישותק – זה שהגיע מהאבא
xp
או זה שהגיע מהאמא
Xm.
הכרומוזום המושתק יעבור דחיסה לסוג מיוחד של הטרוכרומטין שישמר לכל מחזורי החלוקה של צאצאיו של אותו התא (מה שאומר שהמבנה של ההטרוכרומטין שורד מחזורים רבים של רפליקציה ומיטוזה). מאחר וכל תא עבר “בחירה” רנדומאלית של איקס שיושתק, נקבה יונקית היא בעצם מוזייקה של תאים שבכל אחד מהם כרומוזום איקס אחר עבר אינאקטיבציה בשלבי ההתפתחות העוברית המוקדמים.
איפה האינטאקטיבציה שך איקס נשארת במיוזה או במיטוזה?
במיטוזה בלבד
במיוזה האינאקטיבציה של איקס עוברת שפעול
איך עובד המנגנון של אינאקטיבציה של איקס?
המנגנון לאינאקטיבציה של
X
כולל שעתוק של אזור בכרומוזום
X
הקרוי XIC.
תוצר השעתוק הוא מולקולת
lncRNA
בת כ-20,000 בסיסים המבוטאת רק בכרומוזום
X
שעובר אינאקטיבציה וקרויה
Xist.
המולקולה תנדוד לאורכו של כרומוזום
ה X
ותגרום להשתקת הגנים על גבי אותו הכרומזום. אנחנו לא לגמרי מבינים איך זה מתבצע, אבל ככל הנראה מדובר באנזימים המבצעים מודיפיקציות ספציפיות על היסטונים ועוד חלבונים הקשורים לדיכוי כרומטין.
האם המולקולה
xist
מצליחה להשתיק את כל הגנים?
לא -
10 אחוזים מצליחים להיות משועתקים
האם ההתפשטות של
xist
היא ליניארית?
ואם לא מה הוא המנגנון?
לא
היא מועברת מלולאה אחת לאחרת במנגנון שנקרא יד ליד מה שמסביר את המהירות של זה
barr body
כרומוזום איקס אי-אקטבי שהוא דחוס ואף נראה כמו גופיף
monoallelic gene expression
והיכן ניתן לראות את זה?
זה כאשר רק אלל מתבטא ולא שני האללים
ניתן לראות זאת ב- x inactivation
בעוד הרבה מקות בגנום בין 1000-2000 גנים
הורשה אפיגנטית
יכולתם של תאי הבת של תא מסוים לשמר את דפוס הביטוי הגנטי המורש בעזרת מבנה הכרומטידה
אפיגנטיקה איננה מתייחסת לכל מודיפיקציה קוולנטית שנעשית על גבי היסטונים, מאחר ומרבית המודיפיקציות עוברות “אתחול” בעת החלוקה התאית. הורשה אפיגנטית בהכרח מתייחסת לדפוס של מודיפיקציות שמורש לצאצאים הבאים ובעצם משמר את הזכרון התאי. לא כל מודיפיקציה על היסטונים מורשת הלאה
מנגנון הורשה אפיגנטית יש בציס?
מתילציה על דנ”א
מודיפיקציות על היסטונים
אילו מנגנוני הורשה אפיגנטיים יש בטראנס?
משוב חיובי של פקטורי שעתוק
פריונים – הורשה של מצב קיפול של חלבונים שגורמים לחלבונים חדשים לקבל את הקיפול השגוי שלהם
האם לתאומים זהים יש שינויים אפיגנטים זהים?
לא
מה זה אטניואציה?
זהו מנגנון בו מתקיימת טרמינציית שעתוק פרה-מטורית (לפני שמסיימים לשעתק את הגן). בחלק מן המקרים, ה-
RNA
שנוצר בתחילת השעתוק, בשל גורמים מסוימים, גורם ליצירת מבנה מרחבי
ב RNA
שמגיב עם
RNA
פולימראז וגורם לטרמינציית שעתוק מוקדמת. כאשר גן מסויים נדרש, חלבון בקרה מסוים יגיב עם הרנ”א וימנע את האטניואציה.
כיצד
hiv
קשורה לאטוניאציה ?
לאחר שהנגיף עובר אינטגרציה לגנום, ה
RNA
הויראלי עובר שעתוק על ידי רנ”א פולימראז 2.
אך לרוב הפולימראז מסיים את השעתוק לאחר כמה מאות של נוקלאוטידים- בגלל שהוט לא רוצה לשעתק את כל הגנום שלו על ההתחלה . כאשר התנאים לשכפול הוירוס הם אופטימאליים, הוירוס מבטא חלבון בשם
TAT
אשר נקשר למבנה של גבעול ולולאה המכיל גם בליטה של מספר בסיסים לא מזווגים
של RNA
המכונה
TAR,
החלבון
TAT
מגייס חלבונים תאיים שמאפשרים לפולימראז להתקדם. חלק מן החלבונים התאיים משמשים למניעת טרמינציה פרה מטורית של שעתוק גנים תאיים, כך שניתן לומר שהוירוס “מרמה את התא” ומנצל אותו.
מה ריבוסוויץ’ מוכיחים?
את העולם הקדום של
mrna
כיצד פועל הריבוסוויץ’?
אלו הם מולקולות
RNA
קטנות יחסית בעלות מבנה תלת מימדי אשר משתנה כתלות בקישור של מולקולה קטנה, למשל מטבוליטים. כל ריבו-סוויצ’ מזהה מולקולה קטנה כלשהי ובעזרת השינוי במבנה המרחבי מצליח להשפיע על ביטוי גנים. לרוב הריבו-סוויצ’ים ממוקמים בקצה 5 של
ה mRNA
ומתקפלים למבנה שלהם עוד בזמן שמולקולת ה
RNA
עוברת שעתוק ובעצם משפיעים על התקדמות הפולימראז כתלות בקישור המולקולה הקטנה. באופן מדהים, רמת הספציפיות והאפיניות בין מולקולת ה
RNA
למולקולה הקטנה היא מדוייקת וגבוהה, ואף מהודקת, בדיוק כמו אינטרקציה של חלבון עם מולקולות קטנות..
איפה קיימת הטכניקה של ריבוסוויץ
בעיקר בחיידקים
כמה מהגנים יכולים להניב יותר מחלבון אחד וכיצד?
90 אחוז מהגנים וזה נעשה עי שחבור חליפי
לזבובים יש 14000 גנים ואילו לשמרים יש 6000 גנים האם זה אומר שהמורכבות של זבוב היא גדולה פי 1.5 משמר?
לא כיוון שיש את השחבור חליפי
מדוע השחבור החליפי מתרחש?
ואיך ניתן לראות זאת בזבוב הדרוזופילה ובכללי על תאים?
- בחלק מן המקרים של שחבור חליפי, קיום השחבור החליפי הוא בשל דמיון יחסי בין רצפי שחבור מסויימים, כך שמערכת השחבור לא מצליחה להבדיל בין אתרי שחבור של 5 ו 3 וכך בעצם יווצרו חלבונים אלטרנטיבים לאותו הגן.
- בחלק מהמקרים השחבור החליפי מחליף בין גרסה פעילה לגרסה לא פעילה של החלבון. כך למשל הטראנספוזאז המקודד על ידי הטראנספוזון שקרוי
P-element
בדרוזופיל מיוצר בתאים סומטיים בגרסה לא פעילה, אך בתאי המין בגרסה פעילה. כך הטראנספוזון מתפשט בתאי הסומטיים בלי לגרום נזק ורק בתאי המין הוא יכול לגרום לנזק. הסיבה להבדל בין הביטוי של הטראנספוזאז בתאים השונים הוא רצף אינטרוני שמוסר רק בתאי המין, כך ש
mRNA
המקודד לחלבון מופק בגרסה נכונה רק בהם.
-
במקרים אחרים שחבור חליפי של גן מסויים יכול להוביל ליצירה של גרסאות שונות של חלבון בסוגי תאים שונים – למשל סוגים שונים של טרופומיוזין מתבטאים בעזרת שחבור חליפי ברקמות שונות.
איזה סוגי בקרה שלילי וחיובית עובר שחבור חליפי?
שלילית – על ידי חלבון שחוסם את ההגעה/זיהוי של מערכת השחבור לאתר שחבור מסויים
חיובית – על ידי חלבון שמגביר את יכולת הזיהוי של מערכת השחבור לאתר שחבור מסויים
בעצם ניתן לומר שישנה תחרות בין אתרי שחבור שונים וחלבוני הבקרה פשוט מטים את הכף לאחד מהם.
מה הוא הגן
dscam?
גן שנמצא בדרוזופילה ויכול 38000 חלבונים שונים
כמה אקסונים יש בגן
dscam
וכמה אקסונים הם אקסונים אלטרנטיבים?
האם החלבונים בסופו של דבר יתקפלו אותו הדבר?
התוצר הסופי של הגן מכיל 24 אקסונים, 4 מהם מסודרים כאקסונים אלטרנטיבים. ישנן 12 אפשרויות ל איי, לאקסון בי יש 48 אפשרויות, לאקסוןסי יש 33 אפשרויות, לאקסון די יש 2 אפשרויות. התוצרים החלבוניים האפשריים יתקפלו למבנה מאוד דומה בסופו של דבר, בעיקר הודות לדומיינים של אימונוגלובולונים המצויים מחוץ לתא, אך רצף החומצות האמיניות יהיה שונה מאוד.
האם התאים האיאוקריוטים יכולים לשלוט על הביקוע של ה-
mrna?
כן
איזה דוגמה ניתן לראות בגוף להבדים בביקוע פוליאדנילציה?
בתאי חיסון מסוג בי, בהתחלה הם לא מסיסים אבל אז הם מסיסים כי יש יותר שיעתוק של
ctsf
מה שגורם לביקוע כם באיזורים שהם פחות אפיניים אליו
האם ה-
rna
יכול לעבור עריכה לאחר השיעתוק ל-
Mrna
ואם כן איזה סוג של עריכה?
כן והוא יכול לעבור תהליכי עריכה משני סוגים:
1.דה אמינציה של
A
ליצירת
I
2.דה אמינציה של
C
ליצירת
U
אילו השפעות יש לעיבוד
rna?
שינוי קודון – למשל יצירת סטופ קודון באמצע הרצף, מה שגורם לחלבון חתוך/קצר יותר.
מחוץ לאזור המקודד – יכולה להשפיע על דגם השחבור, על עוצמת התרגום, על קישור ל
miRNA
ועל טראנספורט מהגרעין.
מה הוא שמם של המשפחה של האינזימים שהופכת
a to i?
adars
היכן בדרך כלל נעשה המעבר הזה ש
מ
a to i?
באינטרונים
מה קורה שישנו דה אמינציה למולקולת
mrna
שמקודדת לתעלת נוירוטרנסימטורים במוח?
השינוי המתבצע גורם לשינוי בקודון המקודד לחומצה האמינית אספרגין כך שעכשיו הקודון מקודד לארגינין השינוי גורם לשינויין בפרמביליות של התעלה לסידן. עכברים שעברו נוק-אאוט ולא מבצעים את הדה אמינציה סובלים מפרכוסים רבים, כך שהדה אמינציה הזו חיונית להתפתחות תקינה של המוח.
היכן דה אמינציה של מ-
c to u
יכולה לבוא לידי ביטוי?
בתאים מסויימים במעי (אפיתל סופג) ה mRNA המקודד לחלבון אפו-B
עובר דה אמינציה של
C
ליצירת
U
בקודון
CAA
המצוי בערך באמצע המולקולה של ה
mRNA.
התוצאה היא שאותו קודון
CAA
מומר להיות קודון
UAA
שהוא קודון סיום – מה שיוביל באותם תאים לסינתזה של חלבון קצר יותר בשם
ApoB48.
תאי כבד למשל שאינם מבטאים את האנזים המתאים לביצוע הדה אמינציה יסנתזו את החלבון המלא
ApoB100
(המספר הוא לפי המשקל המולקולרי כמובן). שני האיזופורמים הם בעלי פעילות הקשורה למטבוליזם של ליפידים אך מרכיבים חלקיקי הובלה שונים.
ApoB100
להזכירכם הוא מרכיב של
LDL או VLDL
ו ApoB48
הוא מרכיב של כילומירונים.
מדוע עריכת
rna
התפתחה במהלך האבולוציה?
האם הטרנספורט של ה-
rna
מבוקר?
כן
מה ה-
hiv
צריל לעשות על מנצ להיות מתורגם?
hiv
הוא רטרו וירוס, הוא נכנס ומשתחל להיות חלק מהגנום, כדי שהוא יוכל להיות מתורגם ה-
mrna
שלו צריך לצאת מהגרעין ללא השחבור (כי זה נצא על האינטרון)
הפתרון של HIV הוא לא פחות מגאוני: הווירוס מקודד לחלבון בשם Rev
המזהה בגנום הוויראלי רצף הקרו
Rev Response Element
או בקיצור
RRE.
רצף זה מצוי בתוך אינטרון ב RNA הויראלי. החלבו
ן Rev
יוצר אינטארקציות חלבון-חלבון עם רצפטור אקספורט גרעיני (אקספורטין) בשם
Crm1
אשר מכווין את ה-
RNA
הויראלי המלא ליציאה מהגרעין, על אף שיש אינטרון ברצף.
כיצד ה-
hiv
למה מחלק חלבון
rev
את שלבי ההדבקה הויראלית?
הוא מחלק אותם למוקדם ומאוחר
. בשלב המוקדם – רק
RNA
שעבר שחבור יוצא מהגרעין, ללא אינטרונים כמובן, בין ה
mRNA
האלו מצוי גם ה
mRNA
של החלבון
Rev
אשר עובר תרגום. לאחר שהחלבון
Rev
מתורגם ומגיע לריכוז קריטי מנגנון ההדבקה עובר לשלב המאוחר, במסגרתו
Rev
מזהה את הרצף
RRE
ומוציא את
ה RNA
הויראלי החוצה מהגרעין על מנת שיוכל להיארז בתוך הקפסיד הויראלי. התזמון הזה מאפשר לווירוס לבטא חלבונים שונים בדיוק בזמנים בהם הוא זקוק להם.
מה היא תקופה לטנטית?
מן בו הווירוס עבר אינטגרציה לגנום אבל לא מתבצעת יצירה של וירוסים חדשים.
מה היא לוקליזציה של
Mrna
בציטוזול?
איפה זה קיים?
כאשר מולקולות
Mrna
מסויימות עוברות למקומות מסויימם בתוך התא על מנת לרכז כמות גבוהה של חלבון במקום מסויים
זה קיים ביוקריוטים חד תאיים,בתאים אנימאליים ובצמחים
מה היתרון של לוקליזה של
Mrna
ממקום אחד למקום אחר
- אינדוקציה של חלוקה א-סימטרית של הציטוזול
- כמובן לאפשר בקרת ביטוי גנים שונה במדור אחד על פני מדור אחר
אילו מנגנונים תורמים ללוקליזציה של
Mrna
מסוים?
1.הכוונה של
ה RNA
על ידי חלבוני מנוע הנעים על גבי שלד התא. ההכוונה היא כמעט תמיד חד כיוונית.
2.ה RNA
עובר דיפוזיה רנדומאלית ו”נכלא” על ידי חלבונים התוקעים אותו במיקום מסויים. (תרשים אמצעי).
3.דגרדציה של כל
ה mRNA
המסויים לעמט כזה שעבר אינטראקציה עם חלבונים מסויימים המצויים במדור מסויים
- ישנו גם מנגנון שיכול לחסום את התרגום של
ה mRNA
במדור שאיננו המדור המסויים.
איפה יהיה ה-
mrna
של פקטור השיעתוק
bicoid
באנטריור של הביצית
לאיפה מועבר ה-
Mrna
של אקטין?
לאזורים בהם יש סיבי אקטין
מה הם רצפי ה-
utr?
רצפים שאינם מתורגמים אך עוברים שעתוק ונחשבים כחלק מאקסונים כיוון שמצויים על
ה mRNA
הבוגר בציטופלזמה, הם רצפי בקרה המשפיעים הן על זמן מחצית החיים של המולקולה והן על מיקום המולקולה בתא.
כיצד רצפי
utr
בקצה 3 וברצה 5 מבקרים את יעילות התרגום בפרוקריוטים?
A – רצף
Shine Degrano
החיוני לאיניציאציית התרגום מאחר והוא מבצע אינטרקציה עם ה 16s של היחידה הקטנה יכול “להיחסם” על ידי חלבון בקרה ובכך התרגום מעוכב.
B –
החל טמפרטורה מסויימת נגרמת פתיחת מבנה שניוני
ב RNA
שחסם את רצף
Shine Delgrano
ובכך הרצף נחשף ותרגום יוכל להתבצע. דוגמא לכך היא חיידק הליסטריה שכאשר מצוי בטמפ’ של 37 מעלות (הטמפ’ של המטופל) הוא מתחיל לבטא חלבונים מסויימים שקשורים להדבקה.
C – ריבוסוויטצ’ – קישור של מולקולה קטנה.
D – רצף
RNA
שהוא
Anti-sense
שמיוצר במקום אחר “חוסם” את רצף
shine delgrano
ובכך מונע תרגום.

איך הבקרה יכולה להתראחש דרך ה-
utr
באיאוקריוטים?
מולקולות שמזהות רצפים ב-
utr
3
ובכך
איזה סוג זה
eif2
מה הוא עושה?
פקטור האיניציאציה היוקריוטי
eIF2
הוא חלבון
G
אשר נקשר לקצה 5 של המולקולה ומתחיל בסריקה עד שמוצא את קודון ההתחלה
AUG.
הידרוליזה של
GTP
על גבי החלבון מובילה לשינוי במבנה המרחבי שלו ולעזיבת תת היחידה הקטנה של הריבוזום, תוך כדי שהוא משאיר את ה tRNAi-Met
באתר
P. לאחר הידרוליזה, על מנת למחזר את
eIF2
יש צורך בפקטור השחלוף שלו
eIF2B
אשר מזרז את שחרור ה
GDP
ומאפשר קישור מחדש של
GTP
(זהו בעצם
ה GEF
של eIF2).
מה קורה כאשר נוצר זרחון של
eif2?
זרחון של הפקטור
eIF2
על קינאז גורם לו לעבור אינטראקציה חזקה מידי (סיקווסטרינג) עם
eIF2B
, אינטרקציה זו מונעת את השחלוף ומונעת את הפעילות של eIF2
ובכך בעצם התחלות התרגום מעוכבות.
מדוע יש לעכב התחלת תרגום?
תאים יוקריוטים עושים את זה כתגובה לטמפרטורה לא מתאימה, הדבקה ויראלית, מחסור במזון, מחסור בפקטורי גדילה ובעיקר כאשר תאים נכנסים לשלב לא פלורילרטיבי
(שלב G0)
במסגרתו אין צורך להעמיס על הציטופלזמה בתהליכי תרגום מיותרים.
מה
leaky scaning
מאפשרת?
יטה זו מאפשרת ליצר שני איזופורמים שונים של אוו חלבון אשר נבדלים ברצף החומצות האמיניות בקצה ה
N
טראמינאלי – קצה שמשמש פעמים רבות כסיגנאל לטראנספורט לאזורים מסויימים בתא כמו המיטוכונדריה
מה היא בקרת
uorf
יצירה של מסגרת קריאה במעלה הזרם למסגרת החשובה של הגן, המצויה בתוך אותה מולקולת
mRNA.
לרוב המטרה של מסגרת הקריאה המצויה במעלה הזרם וקרויה uORF (upstream ORF)
היא כמנגנון בקרה ש”לוכד” את הפקטורים של איניציאציית התרגום.
מה עושה
gcn4
זהו Transcription Regulator
שמבקר שעתוק של גנים רבים. כאשר יש שפע של חומצות אמינו בתא, הריבוזומים מתרגמים מסגרת
uORF
ומתנתקים לפני שהם מגיעים לאזור המקודד ל
Gcn4.
במצב רעב, ירידה בפעילות של
eIF2 גורמת לתת היחידה הקטנה של הריבוזום “לדלג” על מסגרת ה
uORF
לפני ש
eIF2
פעיל נקשר אליה. כך בעצם הריבוזום מדלג על מסגרת הקריאה uOEF
ומגיע לפעול על המסגרת האמיתית של
Gcn4
. פקטור השעתוק הזה יגביר בהמשך את הביטוי של אנזימים הקשורים לביוסינתזה של חומצות אמינו
IRES
מנגנון IRES – Internal Ribosome Entery Site
הוא מנגנון יוקריוטי שבעזרתו מצליחים התאים להתחיל תרגום במיקום המצוי במורד הזרם לקצה 5 של המולקולה, ללא צורך ה 5’Cap.
בעזרת שיטה זו ניתן לתרגם 2 חלבונים שונים המקודדים אחד אחרי השני באותה מולקולת
mRNA.
הראשון יתורגם בשיטה הרגילה אותה הזכרנו עד עכשיו והשני במנגנון
IRES.
ממה בנויים רצפי ה-
ires
הם רצפים בני כמה מאות נוקלאוטידים המתארגנים למבנים שניוניים ומגייסים את מרבית אך לא את כל פקטורי האיניציאציה של התרגום.
רצפי
IRES
שונים יגייסו פקטורי איניציאצייה שונים, אך כולם ידלגו על ה 5’cap
ולכן לא יהיה שימוש בפקטור האיניציאצייה
eIF4E.
מי משתמש ב-
ires?
וירוסים משתמשים במנגנון
ה IRES
על מנת למנוע תרגום חלבונים תאיים ולהשתלט על מערכת התרגום התאית. אותם וירוסים מבטאים אנזים מסוג פרוטאז אשר מבקע את
eIF4G
התאי ומונעים ממנו לעבור אינטראקציה עם
eIF4E
. בדרך זו הם סוגרים כמעט את כל התרגום התאי ומרבית הריבוזומים כעת יעברו לתרגם
mRNA
ויראלי.
ה eIF4G
החתוך כן יאפשר להתחיל תרגום במנגנון
IRES
אבל לא במנגנון הרגיל.
למי יש זמן מחצית חיים קצר יותר ל-
Mrna
של פקטור שיעתוק או אינזים?
פקטור שיעתוק בגלל שהסינטזה צריכה להיות בזמן מדויק יותר
איך מתחילה הסקרה על זמן מחצית חיים?
הבקרה על זמן מחצית החיים של ה
mRNA
מתחילה בקיצור אקטיבי של הפוליאדנילציה על ידי אקסונוקלאז 3 ל 5.
קיצור
הפולי-A
משמש כמעין טיימר לחיות ה
mRNA.
הנקודה הקריטית של חיי
ה mRNA
הוא פולי A באורך של כ 25 נוקלאוטידים ובשלב זה ישנם שני מסלולים פירוק אפשריים:
1.אופציה אחת היא הסרת
5’Cap
של ה
mRNA
מה שמוביל לדגרדציה מהירה של קצה 5 של המולקולה.
- אופציה שניה היא המשך פירוק של
הפולי A
ומשם המשך פירוק של קצה 3 של המולקולה עד הגעה (והמשך פירוק גם אחר כך) לאזור המקודד של ה
mRNA.
איזה שיטות מולקולות
Mrna
יכולות לעבור של בקרה על זמן מחצית החיים?
מרבית מולקולות ה
mRNA
יכולות לעבור את שתי השיטות, ומה שמכריע הם חלבונים המשפיעים על קצב הפירוק של ה
polyA,
על קצב הסרת ה
Cap
ועל דגרדציה בכיוון 3 ל 5 ובכך בעצם משפיעים על זמן מחצית החיים של המולקולות ה
mRNA
אליהם הם נקשרים.
האם המולקולה של ה-
mrna
עוברת פחות יעילות בתרגום עוד לפני שעברה פירוק מוחלט?
כן בגלל שהתהליכי פירוק מתחרים על המולקולה
איך מולקולות
Mrna
עוברת ביקוע עי אנדונוקלאז?
אנדו-נוקלאזות שמזהות רצפים המצויים ב
3’ UTR,
ואשר מבצעות דגרדציה של
ה mRNA
מתוך המולקולה.
לאחר מכן גם יתבצע “דה-קפינג” וגם יתבצע פירוק של
הפולי A, כך ששני חצאי המולקולה הזו יהרסו לחלוטין. ניתן לשלוט על קצב הפירוק של המולקולה על ידי קישור של חלבונים שיחסמו את רצף הדגדרציה כתגובה לסיגנאל חוץ תאי.
כיצד אקוניטאז מבקר את האונדונוקלאזות של אשר קשורות לטרנאספרין?
אקוניטאז, בעת מחסור בברזל נמצא קשור לרצף המצוי ב
3’UTR
של הרצפטור לטראנספרין. בהגעת ברזל אקוניטאז ישתחרר מה- mRNA
ויחשוף את קצה 3 לקישור של אותן אנדונוקלאזות ובכך מופחת זמן מחצית החיים של
ה mRNA.
p-bodies?
אלו הם אגרגטים של חומצות גרעין וחלבונים המצויים בציטוזול אשר תפקידם לאחסן ולפרק
RNA
. אמנם אכן מרבית
ה RNA
מפורק שם, אך לעיתים מולקולות
RNA
רק מאוחסנות שם ויכולות לצאת מחדש לציטוזול ולעבור תרגום.
מה על מולוקלת
Mrna
לעבור על מנת להינצל
מגופיף
p?
על מנת “להינצל” מגופיפי ה
P,
עליהם לעבור לאגרגאט אחר הקרוי
Stress granule
שם ימצאו פקטורי איניציאציה, תת יחידות קטנות של ריבוזום וחלבונים קושרי פולי
A.
עם זאת, חשוב לזכור כי גרנולות הדחק לא מקיימות תרגום, אלא רק מכינות את
ה mRNA
לתרגום
מחזור mRNA
המעבר בין גרנולות דחק, גופיפי
P
ותרגום פעיל מכונה
נכון או לא נכון
בתאים אנימאליים וצמחיים, מולקולות
rna
קטנות יכולות לשמש כבקר עבור מולקולות
mrna?
נכון
מה יכול לעשות
rnai
למולקולת
mrna?
ומתי זה יכול לקרות
היצמדות שכולל עיכובד בתרגום ואף לזרז את הרס המולקולה-זה קורה בדרך כלל רק לאחר שמולוקולת
ה-
mrna
עוברה את העיבוד הראשוני
מה מולקולת
hnrna
יכולה לעשות ל-
mrna ?
ומתי?
בזמן שעתוק ולגייס חלבוני אריטקטורה שידכאו את הכרומטין באזור השעתוק
מה הם שלושת הסוגים של
rnai
mirna
sirna
pirna
מה דומה בין שלושת המולקולות של
rnai?
כל השלושה יבצעו זיווגי בסיסים עם מולקולת המטרה וידכאו את התרגום
מה המסלול של
rnai
הן כולן צריכות לעבור דרך שלב ביניים שהוא
rna
דו גדיל
ואז חלבון ממשפחת ה-
piwi
יבחר גדיל אשר ישמש כ-guide rna
כמה
Mirna
נמצאו ועל כמה גנים הם מבקרים ביוקריוטים?
נמצאו כ-1000 גנים
והם מבקרים על שליש מכלל הגנים
מה הוא התהליך של
Mirna?
- הגן
miR-Gene
משועתק על ידי פולימראז 2, עובר
CPPING
ופוליאדנילציה.
2.המולקולה נסגרת למבנה של גבעול ולולאה ועוברת ביקוע בגרעין, שמשאיר אותו ללא ה
cap
וללא הפולי
A.
- המולקולה בעלת מבנה
ה Stem and loop
יוצאת מהגרעין ללא
Cap
וללא פול
י A.
4.בציטוזול פוגשת המולקולה את האנזים
Dicer
אשר מבקע את אזור הלולאה החוצה.
- לאחר הביקוע קומפלקס
RISC
בוחר גדיל אחד ודואג לדגרדציה של הגדיל השני.
- הגדיל הנבחר נשאר מודבק על קומפלקס
RISC
דרך קצה 5 של ה
miRNA
על ידי חלבון ממשפחת הארגונאוט.
- ה-
RNA
מכווין את הקומפלקס לאזור
ה3’UTR
של מולקולת
mRNA
, שגורלה יוכתב על ידי זיווגי הבסיסים עם ה
miRNA:
-במידה וזיווגי הבסיסים אינם מושלמים דיכוי תרגום מהיר ובהמשך דגדרציה של ה
mRNA
בגופיפי
P
שם הם מורחקים ממפגש עם הריבוזום, יעברו
Decapping,
הסרה של פולי
A
ובהמשך דגדרציה.
-במידה וזיווגי הבסיסים מושלמים או כמעט מושלמים – פירוק מהיר של ה
mRNA
על ידי קומפלקס ארגונאוט סביב אתר זיווגי הבסיסים, בתהליך דורש
ATP
(נפוץ בצמחים). הביקוע בעצם משאיר את מולקולת
ה mRNA
ללא פולי
A ו
לכן המולקולה חשופה לפירוק מהיר של אקסונוקלאזות.
מה היתרון של
Mirna?
מולקולה אחת של
miRNA
יכולה לבקר מספר רב של מולקולות
mRNA
שעליהן יש רצף משותף המצוי
ב 3’UTR.
מי תופס נפח גדול יותר
Mirna או חלבונים?
mirna
האם ל-
mirna
לוקח חלק חשוב מההתפתחות העוברית?
כן
כיצד ה-
rnai
יכול לשמש כטכניקת הגנה תאית כנגד גורמים עוינים?
rnai
יכול לשמש גם כטכניקת הגנה תאית כנגד גורמים עוינים אשר עוברים דרך שלב ביניים של
dsRNA.
כאשר ווירוס או טראנספוזון עוברים דרך שלב ביניים בו קיים רנ”א דו גדילי, קומפלקס חלבוני המכיל גם את
Dicer,
אותו הנוקלאז שביקע את
miRNA
בתהליך העיבוד, חותך את המולקולה לרצף דו גדילי המכיל בממוצע 23 זיוגי בסיסים וקרוי
siRNA.
בשלב הבא קומפלקס
RISC
בסיוע חלבוני הארגונאוט, אחד הגדילים יעבור פירוק והקומפלקס יישאר עם מולקולה חד גדילית אחת בה יעזר כדי להתכוונן למולקולות ה
RNA
של הוירוס או של הטרנספוזון. מאחר וזיווגי הבסיסים הם לרוב מושלמים (כיוון שהמולקולה נלקחה מדו גדיל של הווירוס), ארגונאוט לרוב יזרז את ההרס של ה
RNA
הוויראלי לאחר זיווגי הבסיסים עם ה
siRNA.
כמו במקרה של
miRNA
, כך גם פה, לאחר השחרור קומפלקס
RISC
יכול ללכת ולהשמיד מולקולות
RNA
ויראליות נוספות.
מה קורה עם
ה-sirna
עובר אמפליפיקציה?
בלק מהאורגניזמים מופעל מנגנון אמפליפיקציה נוסף בו מולקולת ה siRNA
משוכפלת ובכך התא מבטיח “זיכרון חיסוני” גם לאחר שכל מולקולות ה
RNA
הויראליות המקוריות הושמדו ואפילו לעבור לתאי הבת של אותו התא שנתקל בוירוס.
באיזה אורגנזים
sirna
יכול לעבור בין תאים שונים?
ומדוע?
בצמחים
בגלל שיש להם תעלות שקרויות פלאסמודסמטה
מה יותר עתיק מבחינה אבולוציונית
si-rna
או
mirna
ואיך יודעים זאת?
sirna
יש את זה ליותר אורנגניזמים
מה התפקיד של
sirna
בצמחים וחרקים ?
וביונקים?
בצמחים, חרקים ותולעים השיטה של
siRNA
היא עיקר ההתגוננות התאית מפני וירוסים, בעוד שביונקים מערכת חלבונית תפסה את התפקיד הזה
האם ה-
rnai
יכול גם למנוע את השיעתוק
של
Mrna?
כן
איך
sirna
יכול למנוע שיעתוק?
מקרה זה
siRNA
שיוצר על ידי
Dicer
עובר אינטראקציה עם קומפלקס חלבוני המכיל בין היתר את ארגונאוט לקומפלקס הקרוי
RITS – RNA induced transcription silencing
החד-גדיל שילקח על ידי הקומפלקס יכווין אותו לתוצר השעתוק היוצא מרנ”א פולימראז 2. התמקמותו של
RITS
בסמוך לגן המשועתק מהגנום מושכת חלבונים המבצעים מודיפיקציות על היסטונים היוצרים מבנה של הטרוכרוטין ומונעים שעתוק.
איך אפשר לגרום למשוב חיובי לדיכוי גן מסוים גם כאשר
sirna
הולכת?
במקרים מסוימים
RNA dependant RNA polymerase
והאנזים
Dicer
מגוייסים על ידי
RITS
על מנת לייצר עוד
siRNA
במטרה ליצור משוב חיובי על הרפרסיה ולגרום לדיכוי השעתוק של הגן גם לאחר היעלמותה של מולקולת ה
siRNA
המקורית.
למה זה טוב שמולקולות
sirna
גורמות לסיום שיעתוק?
1,עיקר כאמצעי הגנה מפני טראנספוזונים, כך שהגנום הטראנספוזונאלי לא יעבור שעתוק ולכן הטראנספוזון לא יוכל “לקפוץ” מאתר לאתר.
2.בחלק מהאורגניזמים טכניקה זו משמשת לשמירה על הצנטרומר במצב הטרוכרומטי. במקרה זה רצף הצנטרומר עובר שעתוק לשני הכיוונים ולכן יוצר רנ”א דו גדילי שבהמשך יפעיל את מערכת ה
RNAi.
תהליך זה חשוב בעיקר בכניסה למיטוזה לצורך סגרגציה תקינה של הכרומטידות.
מה הן מולקולות
Pirna?
הן מולקולות אשר עוברות אינטראקציה עם חלבוני
piwi
שהם חלבונים הקשורים לחלבון ארגונאוט, ומתבטאים רק בתאי מין שם הם חוסמים את התנועה של טראנספוזונים.
האם בתהליך של Pirna
יש יצירה של
rna
דו גדיל?
ואם לא מה כן יש?
אינו כולל יצירה של רנ”א דו גידילי, אלא של מולקולה ארוכה יחסית המבוקעת למספר מולקולות קצרות יותר המשמשות כ
guide rna
מה הם ההבדלים בין
Mirna
sirna
pirna?
1.אין מעורבות של
Dicer
בעיבוד של
piRNA.
- אין מעורבות של מבנה דו גדילי של
RNA.
- מולקולות ה
piRNA
מעט ארוכות יותר ממולקולות ה
miRNA
וה siRNA.
- עוברות אינטרקציה עם
piwi Protein
ולא עם
Argonaute
על מה בדרך כלל ה-pirna מטרגטים?
על טרנספוזומים
איזה אורגניזם תופס את רוב הביומסה על כדוה”א?
חיידקים
מה יותר נפוץ?
וירוס שתוקף חיידק או וירוס שתוקף יונק?
וירוס שתוקף חיידק
כיצד יודעים משפחת הארכיאובקטריה להתגונן מפני וירוסים?
יודעים להשתמש במערכת של
RNA
בלתי מקודד כדי להתגונן מפני הוירוסים – זוהי מערכת ה- CRISPR.
איך פועלת מערכת ה-
crispr?
- כאשר חיידק נתקל בווירוס הוא חותך חלק מהדנ”א שלו ומבצע לו אינטגרציה לגנום לאזור הקרוי
Crispr loci
או
Crispr Array.
2.הלוקוס הזה בנוי מכמה מאות של חזרות של רצף דנ”א של החיידק המארח המופרדים על ידי חתיכות בנות
25-70 BP
שמקורן בגנומים וויראליים שהתא החיידקי נחשף אליהם.
3.הרצף הכי חדש שנרכש על ידי החיידק הוא הרצף שמצוי הכי 5’ בלוקוס, ולכן ישועתק ראשון.
חיידקים וארכאה רבים מכילים מספר לוקוסים כאלו בגנום ולכן חסינים לטווח רחב של ווירוסים.
זוהי בעצם מערכת חיסון נרכשת של החיידק.
- החתיכה הגנומית של הווירוס שהוחדרה לגנום החיידקי, משמשת כתבנית ליצירת רנ”א לא מקודד בשם
crRNA.
ה-RNA
הזה ישמש כ
guideRNA
ויכווין הרס של הגנום הוויראלי. השעתוק של הרצף מתחיל ביצירת מולקולת
RNA
גדולה שממנה יבוקעו מולקולות קטנות יותר בנות
כ-30 בסיסים המכונים
crRNA.
7.ה
crRNA
יתחבר למערכת חלבונים הקרויה
Cas
אשר תחפש בעזרתו רצף דנ”א משלימים המקודדים לגנום ויראלי ותהרוס אותם. על אף שהם אינם דומים מבחינה מבנית, חלבוני ה
CAS
הם אנלוגיים לחלבוני הארגונאוט וה
piwi
שהזכרנו בשקפים הקודמים.
8.ההרס שמערכת הקריספר מייצרת הוא הרס של דנ”א דו גדילי, ולא של
RNA
חד גדילי. למרות שקיימים אורגנזימים בהם תהליך העיבוד של
crRNA
הוא מעט שונה ומאפשר להם “לתקוף” גם רנ”א ויראלי.
למה מדענים משתמשים ב-
crsper?
על מנת לערוך את הגנום
incrna?
מי הן ומה תפקידן?
אלו הן מולקולות RNA ארוכות, בנות יותר מ 200 בסיסים. תפקידן של מרבית המולקולות הללו עדיין אינו ידוע. ההערכה היום היא שיש יותר מ 8000 גנים המקודדים
ל lncRNA.
מי משעתק את
incrna?
על ידי פולימראז 2 ולכן כוללות
5’cap ופולי A
האם
Incrna עוברות שחבור?
כן
מה הבעיות של מולקולות
incrna?
אחת הבעיות במחקר הקשור למולקולות אלו הוא שקשה להפריד את אלו בעלות התפקיד ואלו שהן תוצר לוואי (רעש רקע) של תהליך השעתוק, השחבור ועיבוד ה
RNA,
ושאינם תורמים ל
Fitness
של האורגניזם.
מה הם התפקידים העיקיים של
incrna?
- שולטות על פעילות של אינזימים
- משפיעות על פאקטורי שיעתוק
- משפיעים על שחבור
- מעכבת את התרגום על קישור אני סנס ל
mrna
- חסימה על אתר שחבור
מה יש למולקולות
lnc-rna
שמקנה להם את כל התכונות האלה שלהם?
1.רובן משמשות כמעין “פיגום” עבור חלבונים רבים המבצעים תפקידים שונים. היכולת הזו שלהם תלויה ביכולת שלהם להתקשר לחלבונים, וזו לרוב קשורה למבנה התלת מיימדי שלהם. זו אולי הסיבה שהמבנה של מולקולות ה
lncRNA
שמור יותר מאשר הרצף שלהם.
2.יכולות לשמש כ
guide precursor
ולכן לקשור רצפי
RNA או DNA
ספציפיים. כך הן יכולות להביא חלבונים להם הם משמשים כפיגום לקרבה גבוהה לדנ”א או לרנ”א בדומה למה שראינו ב siRNA וגם
ב snoRNA.
כיצד מולקולות
incrna
יכולה לעבוד בציס?
ובטרנס?
ציס – באתר שבו הן משועתקות הן משמשות כפיגום עבור חלבונים שיכולים לבצע מודיפיקציות בכרומטין או להשפיע על בקרת ביטוי גנים באותו הכרומוזום סמוך לאתר בו הם סונתזו.
טראנס – הן נעות בדיפוזיה מחוץ לאזור בו הם שועתקו.
איפה עובדות
Incrna
?
ציטוזול וגרעין