Prokaryot Transkription

Question 1

Vissa gener har konstitutiv genexpression, vad betyder detta?

Vad kallas ofta dessa gener och varför?

Answer 1

konstitutiv genexpression = genen uttrycks alltid.

Dessa gener kallas ofta: Housekeeping genes.

De kallas så eftersom de behövs hela tiden för att sköta
de grundläggande funktionerna i cellen.

Question 2

De alra flesta gener har ej konstuktiv genexpression. De flesta gener har reglerbar genexpression. Vad innebär det?

Answer 2

En gen är inducerbar, om den ”knäpps på”, när dess produkt behövs.

Question 3

Vilka tre nivåer kan påverkar koncentrationen av ett protein i prokaryoter?

Answer 3

• Transcriptionel kontroll
• translationel kontroll
• post-translationel kontroll

Question 4

Prokaryota organismer reglerar genuttrycket i:

Answer 4

respons till omgivningen, t.ex. vilka näringsämnen som finns tillgängliga etc.

Question 5

Kontroll av genuttryck görs smidigast genom att man kontrollerar:

Answer 5

transkriptions initieringen, så kallad ”transcriptional control”.

Har en gen redan börjat transkriberas, blir det med mycket stor sannolikhet ett färdigt protein. Kan man stoppa transkriptionen innan den startar, blir regleringen effektivast.

Har en sekvens som kallas operator site. Här kan protein/er binda in och reglera transkription.

Question 6

Många prokaryota gener är arrangerade i:

Answer 6

operon

Question 7

Vad är ett operon?

Answer 7

definieras som en sträcka på DNA:t som innehåller en eller flera besläktade gener samt de operator- och promotorsekvenser som reglerar deras transkription.

Question 8

Tre faktorer som påverkar initiering av transkriptionen hos prokaryoter:

Answer 8

Specificitetsfaktor dvs. olika sigma faktorer: σ70, σ32
Dessa reglerar RNA-polymerasets specificitet för en viss promotor.

Repressorer – negativ reglering
Protein, som binder till en specifik sekvens i promotorn
(operatorn). Genom att fysiskt ligga i vägen, förhindras RNA-polymeraset att börja transkribera genen.

Aktivatorer – positiv reglering
Binder intill eller nära promotorn, och underlättar för RNA-polymeraset att börja transkriptionen.

Question 9

Vad är operator site?

Answer 9

Det är platsen detta proteiner kan binda in, till operonet, och reglera transkription

Question 10

Vilken är den vanligaste sigmafaktorn hos prokaryoter?

Answer 10

Sigma70

Question 11

Vad är sigma-subenhetens uppgift?

Answer 11

Hjälper RNA-polymeraset att hitta till promotorn

Question 12

Vad heter sekvensen på operonet, dit polymeraser binder in?

Answer 12

promotor

Question 13

Vad är skillnaden mellan kärnenzym och holoenzym?

Answer 13

Kärnenzym binder inte specifikt till promotorn. Innehåller endast de subenheter av RNA-polymeraset som behövs för enzymets katalytiska aktivitet

Holoenzym binder specifikt till promotorn. Är komplett, innehållande alla subenheter + sigmafaktorn. Hittar promotorn MYCKET snabbare

Question 14

Vad gör en repressor?

Answer 14

Stänger av gener

Negativ reglering av transkription i prokaryota celler
sker med hjälp av en repressor som förhindrar transkription

Question 15

Vad ser en medrepressor?

Answer 15

Hjälper repressorer att binda in till operonet och utöva sin negativa reglering

Question 16

Beskriv repressorer genom att använda tryptofan som exempel

Answer 16

Question 17

Vad gör en aktivator?

Aktivator protein kan öka transkriptionsnivån mer än:

Answer 17

Den aktiverar transkription

Aktiveringen sker med hjälp av ett aktivatorprotein som binder till en plats nära promotorn.

Aktivator protein kan öka transkriptionsnivån mer än 1000 gånger.

Question 18

Vissa aktivatorer kan behöva en mindre molekyl, en så kallad coaktivator som binder till aktivatorn för att:

Answer 18

den ska kunna binda in och aktivera.

Question 19

Kan vissa faktorer kan fungera som både negativa och positiva

reglerare?

Answer 19

JA

För vissa gener fungerar den
som aktivator genom att hjälpa polymeraset att binda till promotorn.

Vid andra gener är operatorn
placerad ett baspar närmare promotern och istället för att hjälpa polymeraset så blockerar repressorn polymerasets bindning till promotorn.

Question 20

Kan reglerproteiner binda långt från promoter men ändå påverka transkription?

Answer 20

Ja. Gör detta genom att DNA kan ”loopas”.
Denna typ av aktivering är mer vanlig i Eukaryota celler men finns även hos bakterier.

Question 21

Hur regleras lac operonet?

Answer 21

Lac Operonet regleras både av negativ reglering och positiv registrering som samverkar vid promotorn så att genuttrycket kan varieras.

Question 22

Vad för proteiner uttrycker lac operonet?

Answer 22

Lac Operonet uttrycker proteiner som bryter ner Laktos.

Question 23

Beskriv katabolitisk repression

Answer 23

När tillgängligheten på energikällor styr uttrycket av gener

Ex. Om det finns mycket glukos, kommer Lac-operonet inte att slås på eftersom laktos inte behöver brytas ner just då

Question 24

Katabolisk repression

Vad sker vid:

• Hög glukos
• låg glukos

Answer 24

Hög glukos förhindrar uttrycket av gener som behövs för att alternativa energikällor skall kunna användas= Katabolisk repression

Hög glukos = inaktiverar adenylate cyclase

Låg glukosnivå aktiverar adenylate cyclase = omvandlar ATP till cyclic AMP (cAMP)

cAMP can då binda till CAP och stimulera dess bindning till CAP bindnings ställe på operonet som har med metabolism av alternativa socker att göra såsom arabinos och laktos.

CAP/cAMP interagerar med RNA- polymeraset och underlättar bindningen av polymeraset till promotorn = positiv kontroll.

Detta medför att alternativa sockermolekylerna kan användas som energikälla.

Question 25

Vad är cellens förstahandval som energikälla?

Answer 25

alltid glukos

Question 26

När det finns mycket glukos i cellerna är alternativa sockerkällor

Answer 26

avstängda så att cellen huvudsakligen förbränner glukos.

Question 27

energikällor

När det finns lite glukos i cellen :

Answer 27

kan arabinos, laktos eller andra sockermolekyler användas som energikälla.

Question 28

Reglering av lac-operon

När det finns Glukos:

ej finns laktos:

Answer 28

• Finns Glukos så vill hellre bakterien använda detta som energikälla så då bildas det inget cAMP som kan binda in och aktivera .
• Ej laktos: då sitter lac-repressorn vid promotorn och hindrar uttryck av generna som är involverade i laktos nedbrytning.

Question 29

Reglering av lac-operon

• ingen glukos
• ingen laktos

Answer 29

Inget Glukos

bakterien vill starta nedbrytning av alternativa energikällor!! (såsom att bryta ner laktos)

1. cAMP bildas
2. binder in till CAP proteinet som binder till
3. CAP binder till promotorn för att försöka aktivera genuttrycket.

Inget laktos: lac-repressorn sitter vid promotorn och hindrar att RNA polymeraset kan binda in och starta transkription- ingen gen expression sker.

Question 30

Reglerande av lac-operon

• glukos finns
• laktos finns
• Högt eller lågt genuttryk?

Answer 30

Glukos finns så bakterien vill hellre använda detta som energikälla!!

1. Inget cAMP bildas
2. CAP proteinet är inaktivt och kan inte aktivera genuttrycket.

Finns det laktos (omvandlas till allolaktos).

1. Allolaktos binder till repressorn som lossnar från operatorn.
2. RNA polymeraset kan binda in och vi får uttryck av generna.

Genuttrycket blir Väldigt lågt eftersom RNA polymeraset inte aktiveras av CAP proteinet.

Question 31

Reglerande av lac-operon

• glukos slut
• laktos finns
• högt eller lågt genuttryck?

Answer 31

Glukos är slut och bakterien vill starta nedbrytning av alternativa energikällor såsom att bryta ner laktos!!

1. cAMP bildas
2. binder in till CAP proteinet
3. CAP binder vid promotorn och aktivera genuttrycket.

finns laktos: (omvandlas till allolaktos i cellen)

1. allolaktos binder till repressorn som lossnar från operatorn.
2. RNA polymeraset kan nu binda in till promotorn.

Genuttrycket blir nu högt eftersom RNA polymeraset aktiveras av att CAP proteinet sitter bundit vid promotorn och hjälper till att få igång uttrycket.