Transkriptionell genreglering Flashcards
Hur ser uppbyggnad av kärnporen och omkringliggande/associerade strukturer ut?
- Kärnmembranet är dubbelt med ett lipidlager som “svänger runt” då det når kärnporen för att bygga upp det andra lagret. Det yttre lagret är i direkt kontakt med och bygger upp ER-membranet
- Laminer bildar intermediärfilament på kärnsidan.
- Kärnporen är rund och stabiliseras i membranet. Scaffold nucleoporins bygger upp dess struktur (längst ut i poren) och channel nucleoporins (i mitten av poren) står för transportmekanismen genom poren.
- Mot den cytoplasmatiska delen finns cytosoliska fibriller.
- På insidan av poren finns kärnkorgen som byggs upp av proteiner
Hur sker kärntransport med NLS?
- Importin som finns i cytoplasman binder till proteinet med NLS
- När de når channel nucleoporins går de mellan proteinernas utskott tills de är genom poren.
- Ran-GDP binder till importin så att det släpper importproteinet
- Importin med Ran går tillbaka ut i cytoplasman
- Ran-GAP hydrolyserar till Ran-GDP som sedan kan gå tillbaka till kärnan
- Ran-GEF omvandlar GDP till Ran-GTP
Varför är det viktigt med omvandling mellan Ran-GDP och Ran-GTP vid kärntransport?
För att när Ran-GTP har bundit till ett transportkopmlex på insidan av kärnmembranet kommer lasten att låsas på denna sida. Det omvända gäller för Ran-GDP.
Hur sker mRNA-export från kärnan?
Då mRNA transkriberas i kärnan kommer mRNA exporter/transporter att binda till molekylen och föra den mot kärnporen för bindning till nukleoporiner. På den cytoplasmatiska sidan finns ATP-beroende helikaser som lossar exportörerna och ett cytoplasmatiskt protein binder istället till mRNA och låser den då på denna sida. På så sätt kommer hela proteinet successivt att gå ut ur kärnan.
Vad är generella transkriptionsfaktorer?
Transkriptionsfaktorer som är gemensamma för alla gener som uttrycker mRNA med RNApol II
Vad är specifika transkriptionsfaktorer?
Transkriptionsfaktorer för ett begränsat antal gener/en gen. Dessa kommer att styra de allmänna.
Vad är en mediator?
Co-faktorer till aktivatorerna och överför signalen från aktivatorn till de allmänna transkriptionsfaktorerna
Vad är silencers?
En sekvens som binder repressorer
Vad är enhancers?
Relativt stora sekvenser på 50-200 bp och kan då binda till flera aktivatorer.
Vilken är gränsen mellan distala och proximala reglerande element?
Ungefär 200 bp bort
Vilka är de olika typerna av transkriptionsfaktorer som finns?
- Leucine-zippers
- Helix-loop-helix
- Helix-böj-helix
- Homeodomänprotein - styr anläggande av organ
- Zn-finger
De interagerar med major groove
Med vilka bindningar binder transkriptionsfaktorn till DNA:t?
- Vätebindningar (H-O, H-N)
- Hydrofoba interaktioner
- Jonbindningar
I major groove kommer ett särskilt mönster av väte, syre och kväve att ha bildats som måste matchas av transkriptionsfaktorn som nyckel i låset. Om matchningen är bra så kommer det bli bra transkription.
Vilka histonmodifieringar är vanliga?
- Acetyleringar/deacetyleringar
- Metyleringar
- Fosforyleringar
- Ubiquitinyleringar
- Modifierade histoner
På vilka sätt kan kromatinremodulering ske?
- En gen i heterokromatin har en transkriptionsregulator tillgänglig “utåt”
- Därefter kan fyra olika alternativ ske:
•Kromatinremoduleringskomplex rekreyteras och initierar nukleosome sliding som öppnar upp strukturen och tillåter tillträde av transkriptionsmaskineriet till DNA
•Histonchaperoner som exempelvis binder upp histoner och då lämnar DNA öppet
•Histonchaperoner kan också ge större access till nukleosomalt DNA
•Histonmodifierande enzym kan exempelvis acetylera histoner för att luckra upp kromatinstrukturen
Vad innebär reader-writer?
Det är processen då förändring i kromatinstruktur på en plats kommer att sprida sig. En molekyl “reader” sätter sig på modifieringen som finns. “Writer” hittar därefter en histon i närheten och ger denna samma modifiering varpå processen kan upprepas. Efter ett tag kommer dock reader att släppa och det hela upphör. Det finns även barriärer i genomet som stoppar spridning.
Vad händer i transkriptionen efter att de nädvändiga kromatinmodifieringarna har skett?
Transkriptionsfaktorerna binder in tillsammans med cofaktorer både uppströms och nedströms om genen. Mediatorn rekryteras av transkriptionsfaktorer i form av aktivatorer och låser fast DNA:t i en förändrad konformation tillsammans med transkriptionsfaktorer och mediatorn själv. Bindningen blir starkare med antalet aktivatorer som mediatorn binder till. Mediatorn kommer i sin tur underlätta för bindning av generella transkriptionsfaktorer.
Hur verkar repressorer?
Det finns olika sätt som dessa kan verka på:
•Kompetitiv bindning med aktivatorn genom att de bådas inbindningssite överlappar varandra
•Repressorn täcker över aktivatorns aktiveringssite
•Direkt interaktion med generella transkriptionsfaktorer och omöjliggör då interaktion med aktivatorn genom att blocka den generella transkriptionsdomänen
•Repressorn kan också överföra eukromatin till heterokromatin genom att rekrytera histonmodifierande enzymer
Vad spelar balansen mellan aktivatorer och repressorer för roll?
Det sker en konstant sammanvägning av både antalet signaler och även styrkan i dem båda för att sedan påverka sannolikheten för att initiera transkriptionen.
Hur sker den generella transkriptionsinitieringen?
- TFIID binder till TATA-box med domänen TBP
- TFIIB binder in. Molekylen är asymetrisk så ena sidan binder in uppströms om TATA och den andra binder till RNApol vilket gör att den kommer på rätt sida om TATA
- TFIIE och TFIIH binder in
- TFIIH har en kinasfunktion och fosforylerar dels CTD och ändrar konformation så att komplexet av transkriptionsfaktorer börjar dissociera och dels har det en helikasfunktion så att DNA-strängen delas och transkription kan börja.
- Efter 40-60 nukleotider pausar transkriptionen igen, ytterligare ändringar sker och därefter kan det gå vidare med full funktion.
Vilka olika typer av promotorer finns det?
- TATA-box med BRE-element uppströms
- Initiatorer med DRE-element nedströms. Sekvensen är inte så konserverad så den är svår att känna igen.
- CpG-element som ofta är ometylerade. På grund av den långa repetitionen kommer transkription att börja diffust på olika platser i promotorn.
Vad har mediatorn för funktion?
Den ska dels hjälpa till att rekrytera generella transkriptionsfaktorer, dels hålla kvar dem efter att RNApol har åkt iväg så att transkriptionsinitiering kan ske snabbare nästa gång genen ska uttryckas. Detta kommer ge en högre gentranskription - det kan starta så ofta som möjligt från promotorn
Vilka klasser av genuttryck finns det?
- Konstitutivt - gener uttrycks på ungefär samma nivå i hela kroppen
- Cellspecifikt - om ett protein är centralt för ett särskilt organ exempelvis
- Inducerbart - att cellen i ett viss stadium inte uttrycker en gen men då vissa signaler mottas kommer maskineriet att börja.
Hur kan reglering ske av både aktivatorer och repressorer?
- Syntes
- Dimerisering
- Fosforylering/defosforylering
- Ligandbindning
- Proteolys
- Inhibitor
- Kärntransport
- Kombinationer av ovanstående - vanligt!
Hur är steroidreceptorn uppbyggd?
Den har tre delar: aktiverande domän, DNA-bindande domän och ligandbindande domän. Utan ligandbindning är den i cytoplasman med en inhibitor bunden. Vid ligandbindning dissocierar inhibitorn, receptorn går in i kärnan då NLS blottläggs och dimeriseras. Dimeren binder DNA och ger förändrad transkription
