Transposoner, CRISPR och DNA-typning/detektion (8-10) Flashcards
Vad är transposoner?
Transposoner eller “jumping genes” är gener som kan hoppa/flytta sig mellan kromosomer och till alla möjliga ställen i genomet. Funktionen är inte helt klarlagd men de finns i alla typer av organismer och det verkar som att vissa gener härstammar från transposoner.
Vilka typer av transposoner finns?
DNA-transposoner: Flyttar sig som DNA element
Retro-transposoner: Flyttar sig via RNA intermediat
Transposoner kan vara icke replikativa eller replikativa, vad innebär detta och vilken typ av transposon flyttar sig på de olika sätten?
Icke-replikativ transposition innebär att genen byter plats rakt av och inget spår av den kan hittas på den tidigare positionen.
Replikativ transposition innebär att genen kopieras och dupliceras, och den nya kopian får en ny plats i genomet medans den gamla ligger kvar där den var från början.
DNA-transposoner flyttar sig främst via icke-replikativ transposition medan Retrotransposoner flyttar sig replikativt.
Beskriv i stora drag hur en transposon ser ut.
En transposon har en ORF i mitten (som kodar för transposas) och inverterade terminala repetitiva sekvenser (ITR) på vardera sida (mellan 9 - 40 bp långa, identiska men inverterade sekvenser), dessa känns igen av transposas. Dessa delar bildar transposonen och utanför transposonen finns flankerande direkta repetitiva sekvenser (FDR).
Hur går det till vid insättning av transposomen? Förklara hur FDR´s uppkommer.
Transposonen klyver mål-DNA-sekvensen och sätts in precis mitt emellan överhängen som uppstått på vardera sträng efter klyvningen. På vardera sida om transposomen finns alltså en sekvens som inte är basparad, och dessa blir alltså FDR’s (de är inverterade) efter att DNA-pol har fyllt i med baser och DNA ligas har ligerat ihop strängarna.
Vad är funktionen av transposas?
Transposas binder till ITR frekvensen, och klyver den vilket behövs för att genen ska kunna “flytta in” på den nya platsen.
Det finns autonoma och icke-autonoma transposoner, vad innebär detta?
Autonoma transposoner kodar för ett funktionellt transposas enzym samt har intakta ITRs och därför kan flytta sig själva. icke-autonoma transposoner har inte det den behöver för att flytta sig så de är beroende av att autonoma transposoner producerar det som behövs någon annan stans i genomet.
Hur fungerar Ac–Ds Systemet (transposoner) i majs?
Både Ac och Dc kan flytta sig i genomet, Ac kan flytta sig oberoende men Dc kan endast flytta om Ac är närvarande. Detta pga att Activator (Ac) transposonen är autonom och dissociation (Ds) är icke-autonom. Vart Dc flyttar sig är avgörande för fenotyp.
Hur stor del av det humana genomet består av transposoner och vilka är de två vanligaste transposonerna i vårt genom?
Ca 45%
Vanligast: LINE – long interspersed nuclear elements SINE – short interspersed nuclear elements Alu elements (variant av SINE) – Alu eftersom restriktionsenzymet AluI klyver
Transposoner = mutagener. Vad blir konsekvensen om transposonen…..
- Hamnar i en kodande region (protein, RNA) av en gen?
- Hamnar i en reglerande region av en gen
- Kodar för reglerande regioner
- Finns i TVÅ kopior i genomet – rekombination → kromosomskador
- ändring av läsramen, introduktion av STOP-kodon
- förändring av genuttryck
- Transkriptionspromotorer och enhancers kan läggas till
- dubbelsträngsbrott, inversioner, translokationer
Vad kan hända om transposoner hoppar för mycket? Ge ett exempel på en konsekvens det kan ge för människor.
Ärftlig bröstcancer: BRCA2 orsakas av en transposon (Alu-element) som påverkar cellcykel, reglerande gen/tumörrepressor, alltså gör att repressormekanismen inte fungerar.
Hur använder prokaryota celler CRISPR-systemet som immunsystem?
När ett främmande DNA detekteras i en prokaryot cell klipper Cas proteiner ut en del av genomet i inkräktaren (virus) och sparar sekvensen “spacers” i sitt eget genom, i CRISPR regionen med repeats emellan, som en liten souvenir av inkräktaren. Denna ny-tillagda CRISPR sekvens transkriberas till en kort RNA sekvens, som i sin tur binder till Cas9 proteinet. De nybildade Cas9 komplexet åker sedan omkring i cellen och “håller utkik” efter främmande DNA. Om den stöter på främmande DNA kollar den igenom genomet och om det hittar en match med CRISPR segmentet som är bundet till Cas9 proteinet så klipper det sönder det främmande DNAt.
Varför kallas CRISPR för ett “adaptivt” immunsystem?
För att det anpassar ett specifikt försvar mot ett virus/fag den stött på tidigare och behåller försvaret indefinitely.
Hur fungerar genförändring med CRISPR-Cas9 i stora drag?
I labbet designar man ett guide RNA (sgRNA) som matchar med genen man vill förändra. Detta guide RNA binds in i Cas9 proteinet. När Cas9-komplexet sedan förs in i host cellen så guidar RNAt komplexet till rätt ställe, och Cas9 klipper av DNAt på just det stället. Med hjälp av Homologi-baserad reparation (HDR) så lagas DNAt på det sätt man programmerat och ändringar, tillägg eller borttagning av baser kan göras i genen.
Redogör för några potentiella risker/problem med CRISPR-Cas9 editering av genom.
Svårt att sätta gränser för vad som är ok att ändra på, en ändring kan råka ändra annat osv.
