prokaryot transkription och genreglering (quizlet) Flashcards
RNA-polymeras
enzym som katalyserar syntes av RNA, dvs transkription. har följande funktioner: 1l letar efter och binder till en promotor 2. flätar upp en liten sekvens av dna strängen som ska transkriberas. 3. väljer ut ribonukleosidtrifosfater som är komplementära mot template strand och katalyserar skapadet av fosfodiesterbindningar. 4. upptäcker termineringssignaler. 5. interagerar med andra proteiner som reglerar transkriptionsprocessen
RNA polymeras prokrayot vs eukaryot
liknande struktur (samma biologiska ursprung), rna polymeras hos prokaryoter har en subenhet med annorlunda funktion (sk sigma), prokaryot rna polymeras är mindre (eukaryot har fler subenheter), båda katalyserar bildandet av fosfodiesterbindningar på samma sätt.
coding strand
sense strand. kedjan som bär på informationen som ska kopieras
template strand
antisense strand. kedja med en komplementär nukleotidsekvens-> kommer transkriberas->får informationen som finns i coding strand.
core enzym
RNA polymeras utan sigma
holoenzym
holoenzym
rna polymeras med sigma. binder in precis innan transkriptionen. sigmas funktion är att identifiera promotors
promotor
en dna sekvens framör genen som ska transkriberas->rna polymeras binder hit för att starta transkription. finns i bakterier i sekvenser om 6 kvävebaser kring position -35 och-10. promotorn skuljer sig från consensus sequence (“standard sekvenserna). ju mer kvävebaserna liknar consensus sequence desto mer effektiv är promotors.
week promotors
flera kvävebaser utbytta från consensus sequence, finns vid gener som har mindre tendens att transkriberas
strong promotors
de allra flesta eller alla kvävebaser samma som i consensus sequence, finns vid gener som har hög tendens att transkriberas. -35: TTGACA -10:TATAAT
transkriptionens steg
- initiering 2. elongering. 3. terminering
transkription; initiering
sigma subenheterna binder in till rna polymeras. rna polymeras binds då löst in till dna kedjan. sigma subenheten hjälper polymeraset att identifiera en promotor (om ingen upptäcks skäpper rna polymeras kedjan). när subenheten upptäcker en promotor binder rna polymeras in hårdare via sigma. sigma är även ansvarig för att öppna upp DNA-kedjan (sigma släpps efter att RNA polymeras har skpat en mRNA-kedja med ca 9-10 nt)
transkription; elongering
fria nt adderas med template strand som mall. regionen med DNA kedjan, RNA polymeras och den mRNA kedja som håller på o bildas kallas transkriptionsbubbla. RNA polymeras katalyserar bildandet av fosfodiesterbindningarna mellan nt: finns magnesium- eller manganjoner vid det aktiva sätet->hjälper till att placera OH-gruppen i 3’ änden på den växande RNA kedjan nära alfa fosfatet på ett inkommande NTP-> bildandet av fosfodiesterbindningar stimuleras.
transkription; terminering
transkripition kan avslutas på två olika sätt: p-oberoende terminering eller p-beroende terminering.
p-oberoende terminering:
regioner i mRNA molekylen som har mycket C och G kommer baspara med sig själv., kommer bilda sk hair pin struktur som är väldigt stabil. RNA polymeras saktas ned något när hair pin struktur bildas. någonstans efter hair pin strukturen kommer en sekvens som är rik på U-> bindningarna mellan mRNA molekylens U och A i DNAs template strand är svagast->mRNA molekylen kommer att disassociera från DNA template strand och tillslut från RNA polymeras.
p-beroende terminering:
vissa gener behöver proteinet p för att transkriptionen ska kunna termineras. p- proteinet förflyttar sig längs det nysyntetiserade mRNA-transkriptet (från 5’ änden) när den når RNA polymeraset kommer den göra så att det lossnar från DNA kedjan. De gener vars transkription termineras av p-protein genererar kortare mRNA strängar än de som ej termineras av p
genreglering
cellens sätt att öka eller minska produktion av en specifik genprodukt. innefattar en rad mekanismer som sker på transkriptionsnivå: bakteriegenerfinns i sk operon som transkriberas i grupp med gemensam promotor och gemensamt slutmål, operon regleras genom positiv och negativ genreglering, positiv och negativ genreglering orsagas av vissa regulatoriska proteiner sk aktivitorer och repressorer, små molekyler sk inducers och co-repressorer kan binda till repressorer eller aktivatorer och aktivera eller avaktivera dom (alloster interaktion)
positiv genreglering
transkription av en viss gen ökar pga att det enzym som genen kodar för behövs i cellen för tillfället
negativ genreglering
transkription av en viss gen minskar pga att det enzym som genen kodar för ej behövs i cellen för tillfället
operon
finns ej hos eukaryoter. en samling av gener som kodar för enzymer med gemensamma mål och har en gemensam promotor.
polycistroniskt mRNA
det mRNA som skapas om ett operon transkriberas-> ett transkript (mall) för minst 2 proteiner
regulatorisk DNA-sekvens
associerad med operonet (finns framför resp. operon)kodar för ett regulatoriskt protein (repressor eller aktivator)
repressor
binder den sk operatorn vilket är dna sekvens mellan promotor och generna i operonet->motverkar transkription, dvs neg genreglering
aktivator
binder in precis framför promotor->förstärker transkriptionen, dvs pos genreglering.
regulatoriska proteiner
vissa operon har endast en repressor eller en aktivator medan andra har både. dessa kan slås av eller på genom att binda specifika små molekyler: inducer, co-repressor
inducer
liten molekyl som binder in till en avaktiverad aktivator eller aktiverad repressor och orsackar pos genreglering. Om aktivator: aktivatorn kan binda bättre till dna molekylen dit den vill bindda pga dess 3d struktur förändras->positiv genreglering. Om repressor: repressor kan ej binda till dna molekylen pga dess 3d struktur förändras->pos genreglering
co-repressor
liten molekyl som binder till en avaktiverad repressor->neg genreglering
lac operon
exempel på ett operon som i normala fall är avaktiverat->standard är att en lac repressor binder till operatorn. i lac operonet finns lacZ genen som kodar för enzymet Bgalaktosidas (laktas) som bryter ned laktos till galaktos och glukos. lac operon kan regleras på ett antal olika sätt beroende på dess omgivning: 1. om det ej finns laktos i omgivningen. lac-repressorn kommer fortsätta binda till operator->blockerar transkription. 2. om det finns laktos i omgivningen. formen allolaktos kommer också finnas. Allolaktos agerar som en inducer->binder till lac repressorn och förändrar dess struktur->kan inte längre binda till operatorn. lac-repressorn släpper alltså operatorn->transkription kan ske. 3. om det ej finns glukos men laktos finns. samma som scenario två. pga att det ej finns glukos måste laktos brytas ned extra snabgt. CAP-proteinet aktiveras när glukoshalten börjar sjunka (fungerar som aktivator). cAMP (cyklisk AMP) finns i stora mängder när glukoshalten är låg->binder till CAP proteinet och förändrar dess struktur->kan binda CAP site->transkription sker ännu snabbare. 4. om det finns både glukos och laktos. återigen som scenario 2, eftersom det finns högre halter av glukos kommer inte lika höga halter av cAMP finnas->binder ej till CAP proteinet->XAP kan ej binda till CAP site
Trp operon
innehåller olika gener som kodar fr 5 enzymer som katalyserar syntes av aminosyran tryptofan. Ett exempel på operon som i normala fall är aktiverat->standard är att trp repressorn ej binder till operatorn. regleras beroende på omgivningen. 1. om det finns mycket tryptofan i omgivningen kommer tryptofan agera som co-repressor->binder till trp-repressorn och förändrar dess struktur->kan binda till operatorn->transkription blockeras. 2. om det finns lite tryptofan i omgivningen. inget tryptofan binder till trp repressorn->trp repressorn kan ej binda till operatorn->transkription kan ske.
kan även regleras av sk attenuation: vid hög andel tryptofan->transkription blockeras genom att se till att den inte kan avslutas, endast en kort mRNA kedja produceras->kan ej få det protein som behövs för tryptofansyntes. attenuation används även för att reglera hur operon som kodar för syntes av andra aminosyror uttrycks ex treonin,fenylalanin och histidin.
Syntes av miRNA
- Först uttrycks ett pri-miRNA som transkriberats från intron/exon eller mellan protein kodande gener.
2.
-Från intron–> Binder till och splicas av spliceosom
-Från exon/mellan protein kodande gener–> binder till DGCR8 och klyvs av DROSHA - Pre-miRNA transporteras sedan ut genom exportin-5 till cytoplasman
- Ute i cytoplasman känns de igen av protein komplex kallat DICER som klyver hairpin och dubbelstängat pre-miRNA och pre-siRNA till enkelsträngat miRNA och siRNA. Guided strand används vidare.
- RISC leder guided strand till mRNAet.
mikroRNAs funktion
Påverka mRNA uttrycket–> hämmar protein syntes genom mRNA interferance
Ger upphov till specialiserade celler. Då de reglerar genuttryck. miRNA kan oxå vara vävnads specifika , alltså hämmar uttryck av specifika gener och därmed bidrar till specialisering av celler.
miRNA kan hämma protein uttryck genom translationell inhibering eller mRNA degradering
miRNA kan fungera som buffert, hur ?
Genom att den ökar eller minskar effekten av aktivatorer och inhibitorer, om de ökar mer än normalt. Reglerar så att de inte blir allt för stor effekt.
Hur kan långa ickekodande RNA påverka genuttryck?
IncRNa kan binda till transkriptions fraktorer genom att efterlikna sekvensen som TF egentligen hade bundit till–> inhibera transkription
Kan även funka som RNP komponent, vilket innebär att den kan intergrera med flera olika proteiner. Bildar protein komplex som är viktiga för cellens funktion.
IncRNA kan även hjälpa komplex att komma till sin rätta plats. Kan göra epigenetiska förändringar i DNAet
ceRNA kan binda till miRNA och blockera dess effekt. Kan binda till många olika samtidigt
Vilka cellulära processer kan regleras av IncRNA?
- Kromatin remodulering–> epigentiska förändringar (hjälper till)
- Transkriptions kontroll–> kan hämma och guida/aktivera
- Kan hjälpa till vid splicing, alternativ splicing–> stabilisera och destabilisera
- Protein metabolism –> stabilisering av mRNA
