TRANSKRIPTSIOON GEENI EKSPRESSIOONI REGULATSIOON 1. Andke seletus järgmistele mõistetele või terminitele: a. Transkriptsioon - DNA kodeerimine RNA-ks b. Operon - geneetilise ekspressiooni ühik, mis koosneb ühest või enamast geenist ning operaator- ja promootorjärjestusest, mis reguleerivad nende transkriptsiooni | ühe metaboolse raja geenid kromosoomis, mis on grupeerunud klastriteks c. Promootor - DNA järjestus, mis koosneb ~40bp piirkonnast d. mRNA protsessing transkriptsioonijärgne RNA molekulide töötlemine e. Enhanser lühike osa DNA-st, mis seob omavahel proteiinid, mida nimetatakse aktivaatoriteks. f
Travers ja Burgess'i järgi lahkub sigma faktor ensüümist kohe, kui ta on transkriptsiooni initseerinud ja vaba faktor võib seonduda teise polümeraasiga ja initseerida transkriptsiooni teises kohas. Kuid Elbright on hiljem väitnud, et ei lahku ensüümist vaid muudab seondumist initsiatsiooni ajal ja elnogatsioonil. Nii sigma pendeldab tiheda sideme vahel initsiatsioonis ja tugeva sideme vahel elongatsioonil. (Tõlge Wikipediast). 4. Defineeri prokarüootne operon. Kirjelda geeni aktivatsiooni protsessi prokarüoodis trp või lac operoni näitel. Operon on geneetilise materjali funktsionaalne ühik, mis koosneb kimbust geenidest, mis on kõik allutatud ühele regulatoorsele signaalile või promootorile. Geenid transkribeeritakse koos mRNA ahelasse. E. coli genoomi trp operon sisaldab viit geeni, mis kodeerivad trüptofaani sünteesiks vajalikke valke. Startsaidi lähedal asuv kontroll-ala reguleerib kogu operoni transkriptsiooni
Geeni regulatsioon prokarüootidel: lac Operon E. coli trp operon E. coli 1. Regulatiivsed geenid Kontrollivad rakkude kasvu ja paljunemist Ekspressiooni reguleeritakse vastavalt raku vajadusele ja keskkonna poolt, ei ole pidev) 2. Konstitutiivsed geenid Ekspresseeritakse pidevalt "Housekeeping" geenid (vajalikud valgu sünteesiks ja glükoosi ainevahetuseks Kõiki geene reguleeritakse teatud tasemetel Operon Geenide klaster, mis reguleeritakse üheskoos ja mis vastutab ühe metaboolse ahela eest · Sisaldab:: Promootor Repressor Operaator ehk kontrolliv sait Kodeerivad järjestused Terminaator järjestus Kõrvuti asetsevad kodeerivad järjestused transkribeeritakse üheskoos, moodustub polügeenne mRNA Induktorid ja induktsioon Induktor keemiline aine (võib tulla ka keskkonnast), mis initseerib tarnskriptsiooni
8. Mis on faktori funktsioon? Mis juhtub faktoriga initsiatsiooni lõppedes? Initsiatsioonifaktor, mis tunneb e. coli's ära promootoris järjestuse -10-35 regiooni vahel. Vajalik RNA polümeraasi spetsiif. seondumiseks promootoralale, transkriptsiooni avatud kompleksi moodustumine. Ilma faktorita on alguses RNA-pol. inaktiivne. Faktor vabaneb pärast esimese 10 nukleotiidi sünteesi. 9. Defineeri prokarüootne operon. Kirjelda geeni aktivatsiooni protsessi pro-karüoodis trp või lac operoni näitel. Funktsioneeriv üksus, nukleotiidne järjestus sisaldab: *operaator DNA lõik, mis aktiv/inhib strukt. geene; sinna seostuvad aktivaator/repressor *promootor RNA-pol seondumiskoht + initsiatsioon *struktuurne geen sellelt toodetakse mRNA *regulaatorgeen st. repressor, mis kodeerib regulaatorvalgu, mis seondudes operaatoriga takistab transkriptsiooni.
7.1 Mis on operon? Operon – transkriptsiooni ühikud, milles olevad geenid on kõik ühise regulatoorse signaali või promootori kontrolli all. Need kodeerivad valke kas ühiskoos või järjestikus. Need on ühendatud kas ühe või mitme promootoriga, mis laseb neid paremini reguleerida. Operon algab ja lõpeb regulatoor- aladega (promootor ja terminaator). Lisaks igas ühikus võib esineda oma promootor/terminaator.
Lactosestoffwechsels · Effektor dringt ein -> die Lactosemoleküle lagern an den Repressor an Repressor ändert Raumstruktur, löst sich von der DNA ab und inaktiviert · RNA-Polymerase transkribiert die Gene des Lactosestoffwechsels · Transkribierten Enzyme spalten die Lactose in Glucose und Galactose -> werden im Stoffwechsel weiterverwertet Operator + die von ihnen kontrollierten Gene = Operon (Funktionseinheit) Endprodukt-REPRESSION · Negative Rückkopplung bewirkt · Ein inaktives Repressorprotein wird erzeugt -> in · m-RNA transkribiert, diese dann translatiert · Tryptophankonzentration steigt in der Zelle an, bis Tryptophanmolekül mit Repressorprotein in Kontakt kommt und bindet · Repressor -> ändert Raumstruktur, wird aktiviert, lagert sich an seinen Operatoren an · Tryptophanoperon -> wird blockiert, transkription der
energiat. GEENI EKSPRESSIOONI REGULATSIOON 1)Transkriptsiooni kontroll; 2)RNA töötlemine (protsessing): Polünukleotiidahela splaising (pleissimine); Nukleotiidse järjestuse (nn capi) lisamine 5' otsa; Polüadenüleerimine; 3)RNA transpordi kontroll (transportvalkude abil); 4)Translatsiooni kontroll. 5)RNA degradatsiooni reguleerimine; 6)Valgu post-translatsiooniline modifitseerimine (aktiivsuse reguleerimine). VALGU BIOSÜNTEESI REGULATSIOON TRANSKRIPTSIOON TASEMEL - Laktoosi operon e lac operon kui "negatiivse kontrolli" näide. Operon lähedaste funktsioonidega geenide rühm, mille transkriptsioon ja reguleerimine toimub ühtse blokina; tüüpiline prokarüootsetele rakkudele. Lac operon sisaldab kolme laktoosi metaboliseerimiseks vajalikku valku (ensüümi) kodeerivat struktuurgeeni: ß-galaktosidaas e laktaas, laktoosi permeaas, tiogalaktosiidi transatse tülaas (siin atsetülaas). Regulaatorgeen kooderib valku, mis lac operonis toimib kui repressor
iseärasusest, olla tingitud keskkonnateguritest või mõlema koosmõjust. 34. Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel Eukarüootidel: • Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF). • TF seostudes teiste geenide cis elementidega reguleerivad nende geenide ekspressiooni: “trans-acting” faktorid. Prokarüootidel: • Operon koosneb: struktuurgeenid, promootor, operaator (DNA järjestus, millele seostub repressorvalk, et kõrvalpaiknevate struktuurgeenide transkriptsiooni inhibeerida) ja muud regulatoorsed järjestused • Regulatoorsed valgud on sigma-abifaktor: soodustab RNA-Pol seostumist kindlatele DNA järjestustele, aktivaator: seostub DNAga, soodustab transkriptsiooni initsiatsiooni, repressor: seostub operaatoriga ja takistab initsiatsiooni = negatiivne regulatsioon.
Samas kohas lahknevad DNA ahelad ja tekib replikatsioonikahvel. 11. Kus esineb rõngasreplikatsioon? Bakteriofaagides ja plasmiidides. Eriti tähtis on see replikatsioonimehhanism autonoomselt paljunevates plasmiidides. 12. Kuidas kontrollitakse bakterirakus geeniekspressiooni? Replikatsiooni tasemel (vananemine, generatsiooniaeg, molekulaarne kell) Transkriptsiooni tasemel – bakterites peamine kontrollmehhanism, kõige tähtsam on operon Ensüümide aktiivsuse kaudu 13. Millistesse gruppidesse jagatakse bakteri geenid nende ekspressiooni regulatsiooni alusel? KONSTITUTIIVSED GEENID – need on kogu aeg ekspresseeritud, vastutavad ribosoomide sünteesi, replikatsiooni, transkriptsiooni ja tsentraalse metabolismi eest INDUTSEERITAVAD GEENID – aktiveeruvad substraadi ilmumisel keskkonda (lac operon); ehk aktiveeritakse siis, kui vaja läheb
Selleks on eksonitel mingid järjestused mille splaissosoomi valgud (Srvalgud) ära tunnevad. Splaissingu aktiivsust reg. Fosforüleerimine (fosfataasid-võtavad ära, kinaasid- panevad juurde). Geeni reg- kromosoomi üleminek valguks. Tsentromeer- hoiab koos kahte kromatiidi. Telomeerid- hoiavad kromosoomi otsi tugevana, et mitte lasta kromosoomil lüheneda ja pärilikkusel kaduda. Eukromatiin- lõdvalt pakitud , aktiivse transkrip. ala. Heterokromatiin- tugevalt pakitud, transkr. ei toimu. Operon- erinevaid valke kodeerivad alad. Speiser- geenide vaheline ala. Prokarüoodi geenis puuduvad.Operaator- negatiivne geenireg piirkond (bakteris). Repressor- DNAd siduv valk mis represeerib transkriptsiooni.cDNA- complementary DNA- küpsest mRNAst (RNA sõltuvast DNA polumeraasi abil ) sünteesitud DNA. Enhansereid vaja transkriptsiooniks. microRNAs (miRNA) üheahelalised RNA molekulid 21-23 nukleotiidi pikad. Reguleerivad geeniekspressiooni. miRNAd kodeerib geen mis on
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. • Operaator on struktuurigeenide avaldumist kontrolliv operoni osa. • Polütsistroonne RNA on opeonilt sünteesitud RNA-molekul. • Promootor on nukleotiidijärjestus, millega seonduvad transkriptsioonifaktorid ja RNA polümeraas, et initsieerida transkriptsiooni.
Operoni mRNA liiderjärjestuses on 4 regiooni, mille baasil võivad moodustuda alternatiivsed sekundaarstruktuurid. Regioonide 3 ja 4 paardumisel moodustub rho-sõltumatu transkriptsiooni terminaator. Omavahel võivad paarduda ka regioonid 1 ja 2 või 2 ja 3. Just regioonide 2 ja 3 paardumine takistab teminaatorstruktuuri moodustumist. Milliste regioonide baasil juuksenõelastruktuurid moodustuvad, sõltub sellest, kui palju on rakkudes trüptofaani. Operon kodeerib liiderpeptiidi, milles asuvad nn. kontrollkoodonid, antud juhul Trp koodonid. Trüptofaani defitsiidi korral peatub translatsioon kontrollkoodoni kohal ja liider-RNA-s paarduvad regioonid 2 ja 3. Regioonide 3 ja 4 omavaheline paardumine on takistatud. Selle tulemusena trp operoni transkriptsioon jätkub. Kui aga rakus on piisavalt trüptofaani, peatub ribosoom alles liiderpeptiidi kodeeriva mRNA lõpus,
diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks. 34. Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. Eukarüootidel: • Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF). • TF seostudes teiste geenide cis elementidega reguleerivad nende geenide ekspressiooni: “trans- acting” faktorid. Prokarüootidel: • Operon koosneb: struktuurgeenid, promootor, operaator (DNA järjestus, millele seostub repressorvalk, et kõrvalpaiknevate struktuurgeenide transkriptsiooni inhibeerida) ja muud regulatoorsed järjestused • Regulatoorsed valgud on sigma-abifaktor: soodustab RNA-Pol seostumist kindlatele DNA järjestustele, aktivaator: seostub DNAga, soodustab transkriptsiooni initsiatsiooni, repressor: seostub operaatoriga ja takistab initsiatsiooni = negatiivne regulatsioon.
diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks. 34. Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. Eukarüootidel: · Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF). · TF seostudes teiste geenide cis elementidega reguleerivad nende geenide ekspressiooni: "trans- acting" faktorid. Prokarüootidel: · Operon koosneb: struktuurgeenid, promootor, operaator (DNA järjestus, millele seostub repressorvalk, et kõrvalpaiknevate struktuurgeenide transkriptsiooni inhibeerida) ja muud regulatoorsed järjestused · Regulatoorsed valgud on sigma-abifaktor: soodustab RNA-Pol seostumist kindlatele DNA järjestustele, aktivaator: seostub DNAga, soodustab transkriptsiooni initsiatsiooni, repressor: seostub operaatoriga ja takistab initsiatsiooni = negatiivne regulatsioon.
tsütoskelett jne) housekeeping geenid; 2) muutuva tasemega (induktsioon ja repressioon) mõnede geenide ekspressiooni tase muutub vastavalt vajadusele: vastavalt välistele signaalidele või raku enda arengulisele programmile. Regulatoorsed elemendid geeni ekspressiooni reguleeritakse mitmel eri tasandil. Transkriptsiooni initsiatsioon on üks tähtsamaid Transkriptsiooni reguleerivad: Kindlad DNA järjestused-prokarüootidel : operon koosneb struktuurigeenidest, promootorist (DNA järjestus, millele RNA polümeraasseostub ja initsieerib transkriptsiooni), operaatorist (DNA järjestus, millele seostub repressorvalk, et kõrvalpaiknevate struktuurgeenide transkriptsiooni inhibeerida) ja muudest regulatoorsetest järjestustest. DNA järjestusi, mis mõjutavad oma läheduses asuvategeenide ekspressiooni nimetatakse cis-acting elementideks. Regulatoorsed valgud- prokarüootidel : sigma-abifaktor( soodustab RNA
Nukleosoom koosneb umbes 147 aluspaarist [3] DNA-st, mis ümbritseb 1,67 tiiru ulatuses histoonide oktameeri. Histoonide oktameer koosneb neljast histoonist, mida esineb kahes koopias: H2A, H2B, H3 ja H4. Kõrvutiolevad nukleosoomid on ühendatud vaba DNA lõiguga, mida nimetatakse linker-DNA-ks (selle pikkus on 10–80 aluspaari, olenevalt liigist ja koetüübist). [12] Nukleosoome on võimalik elektronmikroskoobiga näha interfaasi ajal. 15. Operoni struktuur operon (ingl. Operon)- Grupp geene, mis moodustavad ühtse regulatoorse või kontrollüksuse. Üksus koosneb operaatorist, promootorist ja struktuurgeenidest. Omased prokarüootidele. Operoni üldine struktuur: Promootor – nukleotiidne järjestus, mis võimaldab geenide transkriptsiooni. Promootori tunneb ära RNA polümeraas, mis seejärel alustab transkriptsiooni. RNA sünteesi puhul näitavad promootorid, milliseid geene peaks kasutama mRNA
Geeni ekspressiooni reguleeritakse mitmel eri tasandil. Transkriptsiooni initsiatsioon on üks tähtsamaid. Transkriptsiooni reguleerivad: a. Kindlad DNA järjestused b. Regulatoorsed valgud c. DNA-valk seondumise ja valk-valk seondumise mõjud d. RNA polümeraas Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. a. Regulatoorne DNA järjestus Prokarüootidel: Operon koosneb: struktuurgeenid, promootor, operaator ja muud regulatoorsed järjestused. Promootor-DNA järjestus, millele RNA-Pol seostub ja initsieerib transkriptsiooni. Operaator-DNA järjestus, millele seostub repressorvalk, et kõrvalpaiknevate struktuurgeenide transkriptsiooni inhibeerida. b. Regulatoorsed valgud Prokarüootidel: • σ-abifaktor (sigma): soodustab RNA-Pol seostumist kindlatele DNA järjestustele.
Operoni mRNA liiderjärjestuses on 4 regiooni, mille baasil võivad moodustuda alternatiivsed sekundaarstruktuurid. Regioonide 3 ja 4 paardumisel moodustub rho-sõltumatu transkriptsiooni terminaator. Omavahel võivad paarduda ka regioonid 1 ja 2 või 2 ja 3. Just regioonide 2 ja 3 paardumine takistab teminaatorstruktuuri moodustumist. Milliste regioonide baasil juuksenõelastruktuurid moodustuvad, sõltub sellest, kui palju on rakkudes trüptofaani. Operon kodeerib liiderpeptiidi, milles asuvad nn. kontrollkoodonid, antud juhul Trp koodonid. Trüptofaani defitsiidi korral peatub translatsioon kontrollkoodoni kohal ja liider-RNA-s paarduvad regioonid 2 ja 3. Regioonide 3 ja 4 omavaheline paardumine on takistatud. Selle tulemusena trp operoni transkriptsioon jätkub. Kui aga rakus on piisavalt trüptofaani, peatub ribosoom alles liiderpeptiidi kodeeriva mRNA lõpus, regioonide 2 ja 3 omavaheline paardumine on takistatud ja omavahel saavad
Rakutsükkel koordineeritud sündmusteahel, mis tagab rakkude paljunemise. 13. Kirjeldage biopolümeeride struktuuritasemeid. Kuidas Te seletate seda, et biopolümeerid on aperioodilised kristallid. Primaar-, sekundaar-, tertsiaar-, kvaternaarstruktuur. Sest nad on kindla struktuuriga, aga monomeeride järjstus pole perioodiline. N: valgud. 14. Kuidas toimub ainevahetuse regulatsioon ensüümide tasemel (allosteerilised ensüümid) ja geenide tasemel (operon)? 15. Nimetage Helmstooper-Cooper-Donachie prokarüootsete rakkude tsükli põhipostulaadid ning kirjeldage rakutsüklit, mille pikkus on C+D.
teabe lugejat, on karüoplasmas/tsütoplasmas). Milleks:Teabe talletamiseks kogu elu reguleerimise teave. Ehitus: DNA+histoonid(valgud, mis hoiavad DNA struktuuri ja kaitsevad välismõjude eest, ning reguleerivad DNA kasutamist) nukleosoom on kromosoomi morfoloogiline ühik. Tervikuna: rõngaskromosoomid on nt: bakteritel. Mitokondrites ka rõngaskromosoomid. On ainult üks ja paikneb vabalt tsütoplasmas. Pulkjad kromosoomid päristuumsetel. Paiknevad rakutuumas ja on palju. Operon kromosoomi funktsionaalne ühik korraga loetav osa, Valku kodeeriv osa, Regulatoorne osa, Mõttetu osa. 16. Mitoos - tekib kaks identset rakku (Raku samane jagunemistsükkel). Faasid: Esmane DNAle paralleelahela süntees à nende ahelate lahknemine ning uute rakkude moodustumine. 17.Meioos - Raku jagunemine, mille puhul kromosoomide arv väheneb 2 korda Et seda saavutada vaja, 2 jagunemist: I profaasis toimub ristsiire (crossingover). (sellele eelneb DNA kahekordistumine).
Lisaks kahekomponentsetele signaalsüsteemidele on paljudel heterotroofsetel bakteritel nagu E. coli olemas rakusisesed süsinikallika sensorid, mis tunnetavad rakus süsinikallika kontsentratsiooni ning vastavalt signaalile reguleerivad geenide transkriptsiooni. Sellised ühekomponentsed sensorid on vahelüliks, mis tunnetavad metabolismiraja vaheprodukte ning aktiveerivad transportsüsteemi ning metabolismiks vajalike geenide ekspressiooni. Klassikaliseks näiteks on lac- operon, mille puhul rakusisene metabolismiprodukt allolaktoos seondub transkriptsiooni repressoriga LacI ning vabastab laktoosi transpordi ning katabolismigeenide transkriptsiooni repressioonist. E. coli's reguleeritakse sarnaselt ühekomponentse regulaatori abil peale laktoosi veel glükoosamiini, trehaloosi, fukoosi ja maltoosi transporti. Arvatakse, et selline positiivse tagasisidestusega regulatsioon on erinevate substraatide transpordis bakterite
Progress on teabe parem, efektiivsem kasutamine. GENEETIKA tegeleb elu püsimise ja muutumise kandjatega, nende toimimise seaduspärasustega. http://www.ebc.ee/loengud/maia_gen/doc/GEN_1_8.htm KROMOSOOM Milleks? Teabe talletamiseks kogu elu reguleerimise teave. Aga: Teavet saab lugeda vaid lugemisvahendi olemasolul: see ise puudub kromosoomides (on karüoplasmas/tsütoplasmas) Ehitus DNA+histoonid nukleosoom Tervikuna: rõngaskromosoomid Pulkjad kromosoomid Operon korraga loetav osa Valku kodeeriv osa Regulatoorne osa Mõttetu osa Mitoos Raku samane jagunemistsükkel Faasid Meioos Raku jagunemine, mille puhul kromosoomide arv väheneb 2 korda 2 jagunemist: I profaasis toimub ristsiire (crossingover). (sellele eelneb DNA kahekordistumine) Homoloogiliste kromosoomide lahknemine II Toimub vaid kromatiinide lahknemine Bakterid pole mitoosi. (NB
- Tsütoplasmas on ribosoomid mis mRNA püüavad ja mis hakkavad mRNA info alusel valkusid sünteesima Valgu süntees e translatsioon – mRNAlt kui matriitsilt koodi vahendusel süntees. Järgneb RNA sünteesile. Vaja läheb ribosoome, mRNAd, tRNAd, aminohappeid, energiat, ensüüme. Tulemuseks valgu molekul 15.Modifikatsioonid Prokarüooid – bakterid - Geenid kompleksis – liitgeenid (operon), mitu struktuuri järjest mille juurde käivad regulaatorgeenid - Transkriptsioon ja translatsioon samaaegselt Eukarüoodid - RNA protsessing (tuumas) - Katkelised geenid – intronid ja eksonid; geeni splaissing - Transkriptsioon ja translatsioon eriaegselt Modifikatsioonid - DNA metülatsioon - Histoonide atsefülatsioon 16.Geeni struktuur Geeniekspressiooni kontrollsüstem – operoni mudel
Pärast kolmanda nukleotiidipaari lisandumist taastub geenis geneetilise informatsiooni lugemisraam. Esimese ja kolmanda nukleotiidipaari lisandumise (punktmutatsiooni) vahele jääv geeni ala määrab mutantsed aminohapped. Väikese ulatusega mutantsel lõigul ei pruugi olla mõju valgu funktsiooni avaldumisele. Modifikatsioonid o Prokarüoodid Liitgeen e. operon Transkriptsioon ja translatsioon samaaegselt Prokarüootidel toimub nii transkriptsioon kui ka translatsioon järjestikuliselt – need pole ajas ja ruumis lahutatud protsessid. o Eukarüoodid RNA protsessing (tuumas) 5´-müts 3´-polü-A saba Katkelised geenid Intronid ja eksonid
Proteasoomis on keskmine kamber, mis toimetab lagundamist. DNA ja valgu vaheline spetsiifiline äratundmine on geeni regulatsiooni alus. Valgud tunnevad DNA-l ära kindlaid järjestusi. Esineb negatiivne transkriptsiooni regulatsioon – DNA on vaikimisi aktiivne. Geenide regulatsioon seisneb geenide vaigistamises (maha surumises). nt. kui regulaatorvalk seostub promootorpiirkonna sellisesse kohta, mis sisaldab ka operaatorit. See viib geenide väljalülitamisele. Kui regulaatorit pole, on operon aktiivne. Teine geeni regulatsiooni põhiline viis on positiivne transkriptsiooni regulatsioon. Regulaator paneb geenid tööle, kui regulaatorit pole, on geen välja lüliatud. RNA-d: - stabiilsed. preRNA → translatsioon → valk pretRNA → translatsioon → valk presnRNA → protsessimine → mRNA → translatsioon → valk - labiilsed. premRNA → protsessimine → mRNA → translatsioon → valk Labiilne RNA tuleb alati uuesti sünteesida
Bakterirakus on mitmeid erinevaid sigma faktoreid, mis võimaldavad RNA polümeraasil seonduda erinevatele promootorjärjestustele. Transkriptsiooni initsiatsiooni lõppedes vabaneb sigma faktor RNA 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
promootrjärjestuses ning ei ole TBP. Nende asemel on kas näiteks initsiaator kompleks või CpG saarekesed. Sigma faktor () on prokarüootne transkriptsiooni initsiatsiooni faktor, mis võimaldab spetsiifilise RNA polümeraasi spetsiifilist seondumist geeni promootoriga. Erinevad sigma faktorid aktiveeritakse vastuseks erinevatele keskkonna tingimustele. Iga RNA polümeraas sisaldab täpselt ühte sigma- faktorit. Operon on geneetilise materjali funktsionaalne ühik, mis koosneb kimbust geenidest, mis on kõik allutatud ühele regulatoorsele signaalile või promootorile. Geenid transkribeeritakse koos mRNA ahelasse. Mediaatorkompleks moodustab molekulaarse silla aktivatsioonidomäänide ja RNAPolII vahel. Mediaator mõjutab otseselt transkriptsiooni preinitsatsiooni kompleksi kokkupanekut Inteiin on valgu segment, mis on võimeline iseennast välja lõikama ja järele jäänud valguosade
Vesilahused, mille pH ei muutu väikese koguse happe või aluse lisamisel. Enamik puhvreid koosnevad nõrgast happest ja tema soolast. Bioloogiliste süsteemide puhverdusvõime. Ühe pH ühiku piires nende pKa ümbruses. 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
Tähtis ka DNA metülatsiooni tase neis kudedes kus ei ekspressiooni ei toimu on geenid (uinuvas olekus geenid) harilikult rohkem metüleeritud. Metüleerimine muudab geenide struktuuri ja seega transkriptsiooni toimumist. CG nukleotiidipaaris saab metüleerida tsütosiini (tsükli viiendast positsioonist) Enamus bakteriaalseid geene on organiseeritud operonidesse, mida saab korraga indutseerida ja represseerida. Indutseeritav süsteem näiteks lac-operon, represseeritav süsteem näiteks trüptofaani süntees Paljudel bakterite aminohappe sünteesi operonidel on nn "nõrgendav piirkond" (attenuator control). Nõrgendav piirkond asub operoni ja esimese struktuurvalgu vahel: kui esimest peptiidi saab kohe sünteesida (st aminohapet on piisavalt) võtab ahel sellise kuju, et edasine süntees termineeritakse. Kui süsteem peab ootama, võtab ahel teise kuju ning sünteesib mRNA lõpuni Lac-operoni transkr
R ‘support’ on its own. ecf applies if value in (ii) is incorrect 1 [16] 2. named characteristic; named environmental factor; (mark first answer only) 2 [2] 3. 1 ref to operon; 2 normally repressor substance bound to operator; 3 prevents RNA polymerase binding (at promoter) / prevents transcription; 4 lactose binds to repressor; 5 changes shape of protein molecule; 6 unable to bind (to operator); 7 RNA polymerase binds (at promoter) / transcription occurs / genes switched on; 8 AVP; e.g. production of lactose permease / production of beta-
seal regioonis ning see peatab RNA polümeraasi. 60. Võrrelge eukarüootsete ja prokarüootsete geenide struktuuri. Eukarüootse RNA transkriptsioonijärgne modifikatsioon. Eukarüoodil eksonite (kodeerivad alad) vahel on mittekodeerivad alad (intronid). Peale transkriptsiooni lõigatakse tuumas intronid välja ning viiakse eksonitega RNA tsütoplasmasse (splaissing). Prokarüoodil geenid on koos, transkripteeritakse korraga - operon 61. Intronite kõrvaldamine splaissingu teel. Alternatiivne splaissing lõigatakse välja ka osa eksoneid, tekivad erinevate osadega valgud · tRNA prekursorite puhul teeb katked RNA ahelasse splaissingu endonukleaas ja eksoneid sisaldavad RNA segmendid ühendatakse splaissingu ligaasi abil · osade rRNA prekursorite puhul kõrvaldatakse intronid autokatalüütiliselt · rakutuumas asuvate pre-mRNA molekulide splaissing toimub kaheetapiliselt
31.Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. http://et.wikipedia.org/wiki/Geeniekspressioon Eukarüootidel: · Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF). · TF seostudes teiste geenide cis elementidega reguleerivad nende geenide ekspressiooni: "trans- acting" faktorid. Ühisjooned: · Polütsistroonsed geenid, st mitmed sarnase funktsiooniga geenid on paiknevad koos ja reguleeritakse ühiselt --- operon. · Geeni regulatsioon on peamiselt negatiivne, vahendatud repressorvalkude kaudu. Alles induktori seostumine repressoriga inaktiveerib viimase ja võimaldab ekspressiooni. POWERPOINT: regulatsioon 32. Lac ja Trp operonid, nende reguleerimise sarnasused ja erinevused POWERPOINT: regulatsioon 33. Cis-elemendid, trans-faktorid POWERPOINT: regulatsioon 34. DNA-valk interaktsioonid
Vajalik populatsiooni säilumiseks, toimub positiivne valik. Jagunemine on lihtne genoomi jagunemine ehk pooldumine. Mitoosi ei toimu, kuid samal ajal jaotub genoom suhteliselt võrdselt kuna DNA kahekordistumine toimub nagunii. Põhiprotsessid sarnanevad eukarüoodsete rakkude põhiprotsessidele (valgu süntees, geeniregulatsioon, ekspressioon jne). Erinevused tulenevad sellest kuidas geenid on genoomis organiseeritud. Geene reguleeritakse ühe koha pealt (operon) ja selle regulatsioon sõltub konkreetsest keskkonnast. Viirus erineb tavalisest bioloogilisest organismist selle poolest, et ta ei paljune autonoomselt. Kõikidel viirustel on põhimõtteliselt ühesugune ehitus, erinevus tuleb kestast ja konkreetsest geneetilisest aparaadist. Kestal on kindlasti retseptorid, mis on vajalikud mingi raku infitseerimiseks. Geneetiline aparaat võib olla ka DNAl või RNAl põhinev, sellest sõltuvalt on tegemist erinevate viiruse paljunemistega
31.Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. http://et.wikipedia.org/wiki/Geeniekspressioon Eukarüootidel: · Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF). · TF seostudes teiste geenide cis elementidega reguleerivad nende geenide ekspressiooni: "trans- acting" faktorid. Ühisjooned: · Polütsistroonsed geenid, st mitmed sarnase funktsiooniga geenid on paiknevad koos ja reguleeritakse ühiselt --- operon. · Geeni regulatsioon on peamiselt negatiivne, vahendatud repressorvalkude kaudu. Alles induktori seostumine repressoriga inaktiveerib viimase ja võimaldab ekspressiooni. POWERPOINT: regulatsioon 32. Lac ja Trp operonid, nende reguleerimise sarnasused ja erinevused POWERPOINT: regulatsioon 33. Cis-elemendid, trans-faktorid POWERPOINT: regulatsioon 34. DNA-valk interaktsioonid
Mõnedel geenidel on Initsiaatoriga promootorid ja teistele on iseloomulikud CpG (saarekestega) promootorid. 16. Mis on sigma faktori funktsioon? Mis juhtub sigma faktoriga initsiatsiooni lõppedes? See on prokarüootne transkriptsiooni initsiatsiooni faktor, mis võimaldab RNA polümeraasi spetsiifilist kinnitumist geeni promootoritele. RNA polümeraas seob sigma faktori et moodustada RNA polümeraasi holoensüümi kompleksi. 17. Defineeri prokarüootne operon. Kirjelda geeni aktivatsiooni protsessi prokarüoodis trp või lac operoni näitel. Geenide klaster, mis moodustab bakteriaalse operoni, sisaldab ühe transkriptsiooniühiku, kuna ühelt promootorilt transkribeeritakse üks primaarne transkript. 1 geen = 1 valk, 1 operon = mitu valku. 18. Mis on peamine erinevus prokarüootse mRNA ja eukarüootse mRNA vahel? Enamus eukarüootsetest geenidest kodeerib monotsistroonseid mRNAsid sisaldades pikki introneid. Paljud bakteriaalsed mRNAd on
Cis- regulatoorsetele järjestustele seostuvad trankriptsiooni regulaatorid, iga regulaator tunneb ära oma järjestuse. Dimeeridena seostub regulaator tugevamalt kui monomeeridena. Nukleosoomide reguleeriv roll transkriptsiooni regulaatorite seostumises DNA-le. Transkriptsiooni regulaator seondub halvemini kui cis regulatoorne järjestus on nuklesoomi keskel ja paremini kui n.ö hingab. Regulatoorsete geenide ja operoni paiknemine ning struktuur bakteri kromosoomis. Operon- grupp geene, mis moodustavad ühtse regulatoorse või kontrollüksuse. Mikroobide transkriptsiooni käivitab ainult üks promootor. Operaator- (cis regulatoorne järjestus)- operoni osa, mis kontrollib õhe vi mitme struktuurgeeni avaldumist, olles seandumiskohaks ühele või mitmele regulaatorvalgule. Struktuurgeenid- geenid, mis määravad polüpeptiidide sünteesi või mittetranslaaeriva RNA sünteesi.
from fresh sausages. International Journal of Food Applied and Environmental Microbiology Microbiology 97:277–284. 73:5453–5463. Rebecchi, A., S. Crivori, P. G. Sarra, and P. S. Zuriga M., M. Miralles, and G. Perez-Martinez. 2002. Cocconcelli. 1998. Physiological and molecular tech- The product of arcR, the sixth gene of the arc operon niques for the study of bacterial community develop- of Lactobacillus sakei, is essential for expression of ment in sausage fermentation. Journal of Applied the arginine deiminase pathway. Applied and Microbiology 84:1043–1049. Environmental Microbiology 68:6051–6058. Chapter 10 Starter Cultures for Meat Fermentation Pier Sandro Cocconcelli and Cecilia Fontana
annaabi.ee 
