Molekylärbiologi: det första blocket, essäfrågor Flashcards
Beskriv hur en typisk proteinkodande gen hos människa ser ut och beskriv de olika DNA-element som kan vara med och styra genens uttryck, var de finns och hur de verkar.
En gen är en DNA-sekvens som utgör en informationsenhet som översätts till RNA och i de flesta fall också till proteiner. Vissa DNA-sekvenser är även reglerande för genen och bestämmer hur mycket den uttrycks. Genen delas in i exoner och introner där exoner är proteinkodande och introner är icke-proteinkodande. Exonerna är det som kommer transporteras ut ur cellkärnan och bilda moget mRNA. Intronerna klipps bort och förstörs. De ligger alltid MELLAN två exoner, dvs. en gen kan inte börja med ett intron. Introner innehåller splice-sites som visar var spliceosomen ska ”klippa”. I 5’-änden är det GU och i 3’ AG. (GU(L)AG-regeln.)
Det finns otranslaterade regioner i både 5’ och 3’ regionen vilka kallas ”UTR”. I 5’-regionen finns en region som kallas promotor, vilken är reglerande för genen. Den sträcker sig från början av genen fram tills första exonet. Här finns ex TATA-boxen, vilken är en sekvens på TATAA där Tata-binding-protein binder och bygger upp ett preinitieringskomplex innan transkription kan börja. Efter TATAA-boxen finns ”core promotor” fram till första exonet. I genens start finns ofta ”CpG-öar”, vilket är flera upprepningar av ”CGCGCG” (vid metyle- ring av dessa kan en gen stängas av). Vid TATAA finns också BRE-sekvensen dit TFIIF binder (generell TF).
I slutet av den kodande sekvensen finns poly-A signalen. Den är viktig för den markerar var polyadenyleringen ska ske. Poly-A signalen är i princip AATAA och leder till att CPSF, CStF, CFI och CFII rekryteras vilket gör att PAP kan addera massa A-nukleotider. Denna polyA- svans skyddar RNA:t från degradering.
Längs hela genen finns enhancers och silencers som ökar eller minskar sannolikheten att genen uttrycks då de rekryterar aktivatorer som är specifika transkriptionsfaktorer för ge- nen. Aktivatorer kommer göra gensekvensen mer sannolik för transkription genom att in- teragera med mediatorer samt göra kromatinet till eukromatin (aktivt). Detta rekryterar generella transkriptionsfaktorer så att gensekvensen transkriberas och därmed kan uttryckas.
Evolutionsprocessen har skapat alltmer komplicerade organismer. Nämn fem olika mekanismer för att öka genomets variation och beskriv hur dessa fungerar.
- Alternativ splicing
Alternativ splicing innebär att ett mRNA kan ge upphov till många olika protein, genom att olika delar, exoner och introner, inkluderas eller exkluderas i det mogna mRNA:t. Detta sker med hjälp av snRNP (snörpar) med enzymerna U1, U2, U4 och U5 - vilka tillsammans bildar en spliceosom. Alternativ splicing kan exvis vara:
- exon skipping/including: att ett visst exon tas/inte tas med för ett mRNA.
- alternativa spliessites: exonen klipps av på ett annat ställe än mellan exon och intron.
- bevarande av intron: hela intronen tas med.
- Homolog rekombination
Ett utbyte av genetiskt material mellan två homologa alléer, vilket sker ex vid meiosen.
Detta skapar nya kombinationer som är unika för individen. Kromatiderna lägger sig bredvid varandra och utbyter information. De nya kromatiderna får då nytt genetiskt material.
- Enhancers/silencers
Enhancers och silencers är sekvenser i DNA:t som ökar eller minskar sannolikheten att en gen uttrycks. Enhancers har effekten att de rekryterar transkriptionsfaktorer så att ge- nen med större sannolikhet transkriberas genom histon acetylering eller histondemety- lering. Silencers har motsatt effekt. Genom acetylering av HAT’s (motsats HDAC som de- acetylerar) kommer sätts en acetylgrupp på histon som gör den mindre benägen att klumpa ihop sig med andra histoner. Vi får en öppen struktur av kromatinet som kallas eukromatin - aktiverat. För att transkription ska kunna ske krävs ju att man både har en mediator och att kromatinet är aktivt.
- Translokationer
Utbyte av genetiskt material mellan kromosomerna, ex vid robertsonsk translokation.
