Transkription reglering prokaryot Flashcards
Varför behöver transkriptionen regleras?
Vissa gener har konstitutiv genexpression dvs 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.
Gener, som inte är konstitutiva, har reglerbar genexpression.Hit tillhör de allra flesta gener.
Exempel: En gen är inducerbar, om den ”knäpps på”, när dess produkt behövs.
Hur är prokaryota gener reglerade?
genom tre olika nivåer, påverkar koncentrationen av ett protein.
Många prokaryota gener är arrangerade i s.k. operon.
Ett operon kan definieras som en sträcka på DNA:t som innehåller en
eller flera besläktade gener samt de operator- och promotorsekvenser
som reglerar deras transkription.
Regleringen sker framför allt vid början av transkriptionen, hur fungerar de då?
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.
Tre faktorer som påverkar initiering av transkriptionen hos prokaryoter.
- 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.
Hur fungerar Specificitetsfaktorer, olika sigma?
De flesta bakterier använder sig av ett flertal olika sigma subenheter som
alla kan binda till RNA-polymeraset och dirigera RNA-polymeraset till
olika promotor sekvenser
Detta är ett enkelt sätt för bakterien att slå på vissa gener och stänga av andra gener.
Vad hjälper sigma subenheten med ?
Sigma subenheten hjälper RNA-polymeraset att hitta till promotorn
- Kärnenzymet
- Holoenzymet
Hur fungerar Repressorer ? Ge exempel
Negativ reglering av transkription i prokaryota celler sker med hjälp av en repressor som förhindrar transkription= STÄNGER AV GENER.
Ex.
OPERON ON: Vid låga tryptofan konc, tryptofan behövs, repressorn kan inte binda in
och blockera utan RNA-polymeras kan transkribera
Genen som kodar för tryptofan.
OPERON OFF: Tryptofan hög konc, tryptofan kan binda till repressorn
som kan binda till operator sekvensen. RNA-polymeras kan inte binda
Repressorn sitter i vägen -ingen transkription
Tryptofan fungerar som corepressor
Hur fungerar Aktivatorer – positiv reglering?
Aktivering av transkription i prokaryot cell:
Aktiveringen sker med hjälp av ett aktivatorprotein som binder till en plats nära promotorn.
RNA-polymeras binder lättare. Det blir effektivare transkription när aktivator proteinet sitter på plats.
Aktivator protein kan öka transkriptionsnivån mer än 1000 gånger.
Vissa aktivatorer kan behöva en mindre molekyl, en så kallad coaktivator som binder till aktivatorn för att
den ska kunna binda in och aktivera. EX. cAMP måste binda till CRP (kallas även för CAP) för att CRP
ska kunna binda till aktivator-sitet (se lac operonet).
Vissa faktorer kan fungera som både negativa och positiva
reglerare, hur ?
- Vissa prokaryota gen-regulatoriska proteiner kan fungera både som transkriptions aktivatorer och repressorer beroende på deras bindningställe som t.ex. bakteriofag lamda repressorn.
- 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.
Hur regleras Lac operon?
Lac Operonet regleras både av negativ reglering och positiv reglering som samverkar vid promotorn så att genuttrycket kan varieras.
Lac Operonet uttrycker proteiner som bryter ner
Laktos.
Vad är Katabolitisk repression?
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 catabolite activator
protein CAP och stimulera dess bindning till
CAP bindnings ställe på operonet som har
med metabolism av alternativa socker att göra
såsom arabinos och laktos.
Om glukos finns tillgängligt som energikälla hur används de då!
Glukos finns så bakterien vill hellre använda detta som energikälla så inget cAMP bildas så CAP proteinet är inaktivt och kan inte aktivera genuttrycket. Men nu finns det laktos (omvandlas till allolaktos). Allolaktos binder till repressorn som lossnar från operatorn. RNA polymeraset kan binda in och vi får uttryck av generna. Genuttrycket blir Väldigt lågt eftersom RNA polymeraset inte aktiveras av CAP proteinet.
HÄR ÄR : glukos högt, cAMP lågt och laktos lagom(?)
Om den inte finns lågt med glukos, högt av cAMP Och LAKTOS Närvarande, hur tas glukosen hand om då?
Glukos är slut och bakterien vill starta nedbrytning av alternativa energikällor såsom att bryta ner laktos. cAMP bildas, binder in till CAP proteinet som nu kan binda till CAP binding stället vid promotorn och aktivera genuttrycket.
Nu finns det laktos (omvandlas till allolaktos i cellen) så allolaktos binder till repressorn som lossnar från operatorn.
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.
Vilka är dem tre olika nivåerna som påverkar protein koncetrationen i E.coli
- transkriptional kontroll
- translationel kontroll
- post-translationel kontroll (modifierar proteinet på något sätt)
