Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Geenide regukatsioon (0)

5 VÄGA HEA
Punktid
Geenide regulatsioon
Geenide ekspressioon = avaldumine
Geenide ekspressiooni erinevused võimaldavad erinevaid rakumorfoloogiaid
Inimese vananemine on geenide ekspressiooni muutus
Kloonimine on geenide avaldumise reprogrammeerimine
Mis on geen?
• Tänapäeval on geeni mõistet raske defineerida. Varem oli lihtsam: üks geen – üks polüpeptiid .
• Geen kui geneetilise informatsiooni üksus
• Geen on reeglina (tuumas oleva genoomi või mitokondri) DNA nukleotiidne järjestus, mis on vajalik:
a) valgu polüpeptiidi sünteesiks
b) RNA molekulide (nagu tRNA ja rRNA) sünteesiks
Eukarüootse genoomi geenid on sagedasti ümbritsetud mittekodeerivate aladega.
Homoloogsed , paralo ogsed ja ortoloogsedgeenid
Homoloogsed geenid on need, mis on omavahel sarnased.
Enamasti on nad evolutsiooni käigus tekkinud ühest ja samast eellasgeenist
• Kui homoloogsed geenid on sama liigi sees, siis neid nimetatakse paraloogseteks geenideks
• Kui homoloogsed geenid on erinevates liikides, siis neid nimetatakse ortoloogseteks geenideks
Geeni struktuur
Eukarüootse geeni osad on
- promootor (ja enhaanser)
- ekson (id)
- intron(id)
- 5’ mittetransleeritav osa (5’ UTR)
- 3’ mittetransleeritav osa (3’ UTR)
Eksonid ja Intronid
Eksonid on geenis olevad järjestused, mis moodustavad lõpliku mRNA molekuli.
Intronid on vahepealsed järjestused, mis lõigatakse välja kui algne primaarne transkript (premRN, ka hnRNA) protsessitakse mRNA-ks.
Inimgenoomi olulisemad parameetrid
Inimese suurim geen on düstrofiin (DMD)
Katab genoomist ca 2.4 miljonit aluspaari, 79 eksonit
Mutatsioonid düstrofiini geenis (DMD) põhjustavad Duchenne’i ja Becker ’i muskulaarset düstroofiat
Geeni ekspressiooni tase võib olla väga erinev
Erinevate geenide avaldumine võimaldab
erinevaid rakutüüpe
• Kõik organismi rakud on geneetiliselt identsed
(mõned erandid siiski on – immuunrakud )
• Rakutüüpide vahelised erinevused tekivad
erinevate geenide ekspressiooniga
• Kõik rakutüübid peavad reguleerima neile vastavat
geenide ekspressiooni programmi
• Geenide regulatsioon on vajalik rakkude
spetsialiseerumise jaoks
Geenide regulatsiooni uurimine on molekulaarbioloogia peamine valdkond
• Molekulaarbioloogia üks olulisemaid teemasid on – miks osa geene avalduvad ühtedes rakkudes/kudedes ja teised geenid teistes rakkudes/kudedes?
• Kõige olulisem geeni avaldumise regulatsioon toimub transkriptsiooni tasemel.
Geenide regulatsiooni tasemed
Transkriptsiooni regulatsiooni uuringud said alguse E. coli bakteris
Operonis on kolm geeni: Z, Y ja A. LacZ on b-galaktosidaas ehk ensüüm , mis lõikab laktoosi glükoosiks ja galaktoosiks.
Lähedal asub LacI geen, mis kodeerib repressorvalku ja seondub Operaator regiooniga. Sellega blokeerib geenide ekspressiooni. Teisalt seondub hästi laktoosiga. Kui söötmes on laktoosi, siis vabaneb promootor ja LacZ geeni käivitub.
Eukarüootse geeni regulatsioon
Regulatoorsed DNA elemendid, kuhu seonduvad regulatsioonis osalevad valgud (transkriptsiooni faktorid jne)
Regulaatorvalkude ja DNA elementide olemasolu määravad geeni aktivatsiooni ja selle taseme erinevates rakutüüpides
Geeni transkriptsioon ja RNA protsessing
Alternatiivne splaising
Koepetsiifiline splaising esineb sageli eukarüootsetel geenidel: tekivad erinevad transkriptid ja valgud
Transkriptsiooni faktorid
Geenide ekspressiooniks on vaja transkriptsiooni faktoreid:
  • Üldised transkriptsiooni faktorid (GTF; general transcription factors) on vajalikud transkriptsiooni alustamiseks – aitavad RNA polümeraasil seonduda DNA-ga.
  • Spetsiifilised transkriptsiooni faktorid võimendavad ekspressiooni erinevates rakutüüpides või vastusena rakuvälistele signaalidele.

Neli tavalisemat DNA-ga seonduvat valgu struktuuri:
  • Heeliks -pööre-heeliks
  • Tsinksõrm
  • Leutsiinizipper
  • Heeliks-ling-heeliks
DNA seonduvad domeenid toimivad sageli dimeersete kompleksidena
DNA seonduvad valgustruktuurid võivad “painutada“ DNA molekuli
Geeni ekspressiooni regulatsiooni alad
Eukarüootse geeni lähipromootor ja TATA-järjestus (TATA-box)
  • TATA-järjestus paikneb ca 25-35 nukleotiidi transkriptsiooni stardi saidist
  • TATA-järjestusele seondub TATA- seonduv valk (TBP)
  • Sageli on TATA-järjestusest 5’-suunas CAAT ja GC järjestused
RNA polümeraas TATA seonduva valgu ja üldiste transkriptsiooni faktoritega
TATA- järjestus on oluline transkriptsiooni alguse (initsiatsiooni) jaoks
  • Transkriptsiooniks on vajalikud nn. Üldised transkriptsioonifaktorid. Neid on mitu ja enamasti neid märgitakse TFIIA, TFIIB jne
  • Oluline valk transkriptsiooni algatamiseks on TATA-seonduv valk TBP, mis on osa TFIID kompleksist, ning seejärel TFIIA ja TFIIB
  • TATA-box on paljude geenid promootoralas, sageli ca 25-35 nt algussaidist
  • Peale RNA polümeraasi seondumist kompleksiga vabanevad üldised transkriptsioonifaktorid ja RNA polümeraas fosforüleeritakse ning algab RNA süntees
Oluline osa geenide regulatsioonis on enhaanseritel
Enhaanseralade kasutamine (ja geenide aktivatsioon ) sõltub rakus olevatest spetsiifilistest transkriptsioonifaktoritest
Immuunrakkudel on retseptorite ja antikehade geenid, mis rekombineeritakse unikaalsel viisil
Hamba arenguks on vaja paljude geenide koostöö
Rakuvälised signaalid mõjutavad geenide ekspressiooni
Eukaryotic cells have many different gene regulatory mechanisms
A protein encoded from a gene may directly or indirectly affect its own gene activity ( both positive or negative way)
Transkriptsioonifaktori mitme seondumispiirkonna olemasolu geeni promootoris võimendab oluliselt transkriptsiooni taset
Tuuma arhitektuur mõjutab geenide
ekspressiooni
  • Iga kromosoom omab tuumas oma “territooriumi“
  • Tekivad aktiivse transkriptsiooni keskused
Genoomne DNA on tuumas tihedalt pakitud nukleosoomidesse
Epigeneetika reguleerib geenide ekspressiooni
MicroRNA
MicroRNA-d reguleerivad geenide ekspressiooni
• MicroRNA ( miRNA ) molekulid on väikesed üheahelalised RNA molekulid, mis võivad seonduda mRNA-ga ja neid inhibeerida.
• miRNA geenid transkribeeritakse RNA molekuliks, mis moodustavad nõelapea struktuure.
• Võivad lagundada mRNA-d või blokeerida nende translatsiooni.
MicroRNA inhibeerivad geenide ekspressiooni
Vasakule Paremale
Geenide regukatsioon #1 Geenide regukatsioon #2 Geenide regukatsioon #3 Geenide regukatsioon #4 Geenide regukatsioon #5
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 5 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2017-10-27 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 8 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor strelnikova_v Õppematerjali autor

Sarnased õppematerjalid

Molekulaar- ja rakubioloogia KT II
10
docx

Molekulaar- ja rakubioloogia KT II

Koosneb see basaalsest transkriptsiooni-kompleksist ja RNA-polümeraas II-st. Edasine transkriptsiooni regulatsioon on teostatud ülavoolu kontrollielementidega, tavaliselt asuvad nad umbes 200 aluspaari ülavoolu initsiatssiooni saidist. Promootorjärjestus sisaldab vahel TATA-box'i ­ kõrgelt konserveerunud DNA äratundmisjärjestus TATA-box-seonduvatele valkudele (TATA box binding protein), milledee sidumine initsieerib transkriptsioonikompleksi kokkupanekut promootorile. Mõned geenid omavad ka nn ,,võimendavaid" (enhancer) elemente, mis võivad asuda tuhandeid aluspaare üla- või alavoolu initsiatsiooni saidist. Kombinatsioon nendest ülavoolu kontrollielementidest ja enhanceritest reguleerib ja võimendab basaalse transkriptsioonikompleksi formeerumist. Proksimaalsed elemendid (start-saidi läheduses asuvad) ja enhancer'id on tihti rakutüüp-spetsiifilised, omades aktiivsust vaid teatud rakutüüpides. (Tõlked Wikipediast) 3. Mis on sigma faktori funktsioon

Molekulaar - ja rakubioloogia loengud
Molekulaarbioloogia teise KT vastused
8
doc

Molekulaarbioloogia teise KT vastused

polümeraasi koosseisust. 4. Prokarüootne operoon ­ regulatoorne üksus, milles asuvad struktuurgeenid, operaator ja promootor. Operooni mudeli järgi kontrollivad struktuurgeenide transkriptriooni regulaatorgeen ja operaatorgeen. Laktoosi (lac) operoni regulatsioon E.Coli rakkudes. Lac operon sisaldab promootorit P, operaatorit O ja 3. struktuurgeeni ­ lacZ (-galalaktosidaasi geen), lacY (-galalaktosidaasi permeaasi geen) ja lacA (transatsetülaas). Operoni geenide negatiivne kontroll toimub läbi repressorvalgu Lac I seondumise operaatorile ja positiivne kontroll läbi aktivaatorvalgu CAP seondumise operaatoralale. 5. Eukarüootse mRNA kodeeriv osa erineb prokarüootsest selle poolest, et sisaldab tüüpiliselt vaid üht tsistronit e. ORF'i. Erineva struktuuri tõttu ei ole mRNA eukarüootide ja prokarüootide vahel vahetatav, st. prokarüootne mRNA ei tööta eukarüootses valgusünteesis

Molekulaar - ja rakubioloogia loengud
Molekulaarbioloogia II osa
8
docx

Molekulaarbioloogia II osa

10. DNA biheeliks keerdub histooni oktameeri ümber moodustades nukleosoomi. Need keerduvad solenoidideks moodustades 30 nm läbomõõduga filamente, mis omakorda moodustavad silmuseid. 18 silmust keerduvad rosettideks, reastatud rosetid = kromosoom 11. Kuidas mõjutab kromatiini struktuur transkriptsiooni? a. Mida tihedamalt on kromatiin kromosoomis pakitud, seda raskem on tema pealt DNAd transkribeerida. 12. Kirjelda DNA struktuuri mõju geenide aktivatsioonile/inhibitsioonile. 13. Kirjelada kromatiini immunosadestamismeetodit. 14. Mis on kromatiini metüleerimise tähtsus? a. Selleks, et lõdvendada sidemeid on vaja kromatiini metüleerida et tekiks null- b. laeng ja sidemed katkevad, suht palju mängivad rolli ka nõrgad laengud, aga nii c. pea kui tugevad laengud on ära lõigatud, siis kromatiini sidemed lõdvened, ja bio- d. molekulid saavad siis sinna ligi pugeda. 15

Molekulaar - ja rakubioloogia loengud
Molekulaar- ja rakubioloogia KT 2
5
pdf

Molekulaar- ja rakubioloogia KT 2

deatsüleerimisel tekitatakse eukromatiin (aktiivne/avatud) või heterokromatiin (inaktiivne/kondenseeritud). • Geen on pärilikkuse ühik, mis asub kromosoomi kindlas punktis (lookuses). DNA segment, mis kodeerib mingit kindlat RNA-d ja mRNA kaudu kindlat polüpeptiidi ning mida saab eksperimentaalselt eristada cis-trans- või komplementatsioonitestiga. • Speiser on mittekodeeriva DNA lõigud, mis asuvad tandem-korduvate geenide vahel. • Mobiilne DNA on DNA järjestused, mis võivad liikuda genoomis, muutes nende koopiate arvu või lihtsalt muutes nende asukohta, mõjutades sageli läheduses olevate geenide aktiivsust. Nende hulka kuuluvad DNA-st ülekantavad elemendid, plasmiidid ja bakteriofaagi elemendid. • Operon on genoomse DNA funktsionaalne ühik, geenide kogum, milles olevad geenid on kõik ühise regulatoorse signaali või promootori kontrolli all.

Molekulaar - ja rakubioloogia loengud
Nimetu
23
docx

Nimetu

6. Bioloogilistele süsteemidele iseloomulikud energiavormid. Algne energia pärineb 99,9% fotosünteesist. ATP hüdrolüüs on tavalisim energiaallikas bioloogilistes süsteemides. GEEN, GENOOM JA KROMOSOOM 1. Prokarüootse geeni struktuur. Ei sisalda introneid. Operon. Prokarüootidel geneetilise ekspressiooni ühik, mis koosneb ühest või enamast geenist ning operaator- ja promootorjärjestusest, mis reguleerivad nende transkriptsiooni. Geenide klaster, mis moodustab bakteriaalse operoni, sisaldab ühe transkriptsiooniühiku, kuna ühelt promootorilt transkribeeritakse üks primaarne transkript. Teisiti öeldes on geenid ja transkriptsiooniühikud prokarüootides tihtipeale üksteisest eristatavad. 2. Prokrüootsed kromosoomid. Rõngaskromosoomid. Struktuur üks replikatsiooni alguspunkt, geenid organiseeritud operonidesse, suurus ­ 160 000-12 200 000 aluspaari,

Kategoriseerimata
MOLEKULAARBIOLOOGIA-ja RAKUBIOLOOGIA
54
pdf

MOLEKULAARBIOLOOGIA ja RAKUBIOLOOGIA

10. Mis on TBP funktsioon initisiatsiooni kompleksi tekkes? 38kD TATAbox-siduvat valk (TBP); TBP on esimene valk, mis "istub" TATAbox promootorile. Kõik tänaseks teadaolevad eukarüootsed TBPd on väga homoloogsed C-terminuse 180AA ulatuses. Selle valguosa järjestus on 80% ulatuses identne pärmi ja inimese valkudel. TBP Nterminaalne domään on erinevatelt organismidelt pärit TBP valkudel nii pikkuselt kui järjestuselt väga varieeruv. Sellel on oluline roll RNAPolII-katalüüsitud snRNAde geenide transkriptsioonis. TBP monomeer pakkub moodustades sadul-struktuuri, kus molekuli 2 poolt omavad diaadset (polaarset, kaheli) sümmeetriat, ent pole identsed. Nagu HMGI ja teised DNAd-painutavad valgud, interakteerub TBP DNA väikese vaoga, painutades tugevasti kaksikheeliksit. DNAd-siduv valgu pind on TBP puhul konserveerunud kõigis eukarüootides, mis selgitab ka TATAbox promootorelemendi kõrget konserveerumist läbi evolutsiooni. 11

Molekulaar - ja rakubioloogia loengud
Molekulaarbioloogia
194
docx

Molekulaarbioloogia

vesiniksideme pikkus – 3 A nukleosoom – 60x110x110 A bakteri ribosoom – 200x200x230 A tuumapoorid – 120x120x75 A bakteriaalne RNA polümeraas – 90x90x60 A Molekulaarbioloogia põhidogma DNA↔ RNA →valk DNA sünteesitakse nii DNA kui RNA alusel! RNA-sõltuv DNA polümeraas – pöördtranskriptaas – revertaas – katalüüsib DNA sünteesi RNA matriitsilt, leiti algselt retroviirustelt. Dogma evolutsiooniline aspekt: looduslik valik toimub organismide mitte geenide tasemel. Valik toimub geeniproduktide tasemel. Ühte „head“ geeni võib ümbritseda „halvad“ geenid ja teda ei valita. Mutatsioonid toimuvad juhuslikult. Epigeneetiline pärilikkus - on seotud genoomi ekspressiooni mustrite kordumisega uues põlvkonnas (DNA metüleerimine), ei ole seotud muutustega genoomis. Geneetilise info 3 põhilist ülekandeprotsessi: 1. Replikatsioon – kahekordistumine geneetiline info on säilitatud DNA kaksikheeliksi kujul

Bioloogia
Nimetu
7
doc

Nimetu

repressor, mis kodeerib regulaatorvalgu, mis seondudes operaatoriga takistab transkriptsiooni. Operon ­ kobar järjestikuseid geene, mida transkribeeritake ühelt promootorilt ning mille transkript omab paljude erinevate valkude transleerimiseks vajalikku järjestust. lac-operon ­ valke toodetakse vaid laktoosi olemasolul Laktoosi operon sisaldab ­ promootor, operaator, 3 struktuurset geeni : lacZ, lacY, lacA (esimesed 2 vajalikud). Lac operon on indutseeritav, sest geenid avalduvad vaid laktoosi olemasolul. Kui induktorit rakus pole ­ lacI (lac operoni regulaatorgeen) kodeerib repressorvalgu, mis on seondunud operaatoriga ja operoni transkriptsioon on alla surutud. Allolaktoosi seondumine repressoriga põhjustab repressori dissots. operaatorilt. 10. Mis on peamine erinevus prokarüootse mRNA ja eukarüootse mRNA vahel? Prokarüootides transkribeeritakse üks polütsistoorne mRNA, mis hiljem transleeritakse mitmeks eri valguks.

Kategoriseerimata




Meedia

Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun