alustamiseks seonduma Terminaator Geneetiline kood seaduspära, mille järgi mRNA nukleotiidikolmikutele vastavad aminohapped Koodon ühele aminohappele vastav mRNA molekuli nukleotiidikolmik geneetilises koodis Antikoodon mRNA koodoniga komplementaarne koodon tRNA-s, tagab õige aminohappe jõudmise ribosoomi Initsiaatorkoodon mRNA algusosa Stoppkoodon mRNA lõpposa, millel lõpeb valgusüntees Milliselt geeniosalt algab ja lõpeb transkriptsioon? Algab Promootorilt Lõpeb Terminaatoriga Replikatsiooni ja transkriptsiooni võrdlus Erinevus: Replikatsiooni saaduseks on DNA, aga transkriptsiooni saaduseks on RNA Sarnasus: Toimuvad rakutuumas või seal kus leidub DNA-d Toimuvad komplementaarsuspõhimõttel Geneetiline kood (omadused, olemus) 3 täheline geneetiline kood. Olemuseks Tripletesus iga kood koosneb 3-st nukleotiidist, Universaalsus toimub eluslooduses ühtemoodi, Ühetähenduslik 1 koodonile vastab 1
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. 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
sama aktivaator (näit. CRP). Klass I aktivaatorid Aktivaator interakteerub RNA polümeraasiga, seondudes subühiku C-terminusega (CTD), tõstes sel viisil RNA polümeraasi afiinsust promootorile. Kontaktsaidid (5 - 19 ah) on erinevate aktivaatorite puhul erinevad. Klass I aktivaatorid on näiteks Ada - aktiveerib geenid, mis osalevad oksümetüülguaniini poolt indutseeritud DNA kahjustuste reparatsioonil; IHF - stimuleerib transkriptsiooni faag lambda promootorilt pL; OmpR - osmoregulatsioon; OxyR - oksüdatiivse stressi vastus; CRP lac promootori puhul - interaktsioon soodustab CTD seondumist DNA regiooniga, mis külgneb CRP saidiga. CTD-ga seondub promootori poole jääv CRP monomeer. Klass II aktivaatorid Aktivaatori seondumisala kattub promootori -35 heksameeriga. Klassikaliseks näiteks on CRP interaktsioon RNA polümeraasiga gal promootori puhul, samuti kuulub sellesse klassi PhoB, mis
Repressorite seondumisalad võivad kattuda promootoriga, jääda sellest üles- või allapoole. Näiteks lac repressor (lacI produkt) seondub tetrameerina operaatoralaga regiooni nii et takistab polümeraasil avatud kompleksi moodustamist. Erinevalt repressorite seondumissaitidest jäävad aktivaatoreid siduvad järjestused alati -10 heksameersest järjestusest ülespoole, sest vastasel juhul takistaks nende seondumine DNA ahelate lahtisulamist. Samalt promootorilt võib toimuda nii aktivatsioon kui repressioon ja aktivaatorid võivad seonduda eri kohtadesse. Erinevate geenide puhul miks mitte. Näiteks erinevaid regulone kontrollivad regulaatorid võivad transkriptsiooni kas stimuleerida (näiteks PhoB), inhibeerida (näiteks LexA) või mõnede geenide puhul stimuleerida ja teiste puhul inhibeerida (näiteks Lrp leucine response protein). Repressor + korepressor= transkriptsioon Repressor + induktor= ei transkribeerita
· geeni tihedus 1/90 kb 1/0.45 kb · korduselemendid suur hulk väga vähe · transkriptsioon enamik geenidest transkribeeritakse mitmete geenide transk- individuaalselt unikaalsetest promootoritelt riptsioon samalt promootorilt · intronid leiduvad enamikes geendes puuduvad · kodeeriv DNA 2% 93% VALGUD Ehitus. valgu näol on tegemist kõrgmoleklaarse ainega, mille koostisosadeks on aminohapped. Primaarseks ehituslikuks tasandiks on aminohappeline järjestus, järgnev tasand on -struktuur või - heeliks. Tertsiaarselt moodustuvad kas gloobulid või fibrillaarsed struktuurid. Kvaternaarse tasandi
Mediaator mõjutab otseselt transkriptsiooni preinitsatsiooni kompleksi kokkupanekut. On leitud, et üks mediaatori alaühik võib funktsioneerida kui promootori hüperatsetüleerituse hoidja (hüperatsetülatsioon initseerib GTF'de seondumist TATA-boxile). Arvatakse, et mediaatori üksikud alaühikud interakteeruvad spetsiifiliste aktivatsioonidomäänidega. Seega indutseerivad mitmed aktivaatorid läbi mediaatorkompleksi ühelt promootorilt transkriptsiooni samaaegselt. 12. PolI ja PolIII-sõltuv transkriptsioon. Mille poolest need erinevad PolII-sõltuvast transkriptsioonist. Iga kolmest RNAPol'st vajab oma polümeraasspetsiifilisi GTF'e ning tunneb ära erinevaid DNA järjestusi. PolI ega PolIII ei vaja erinavalt PolII'st transkriptsiooni initsiatsiooniks ATP-energiat. RNAPolI-sõltuv initsiatsioon. Initsiatsiooniks absoluutselt vajalik on core element (ulatub -40bp kuni +5bp).
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, pakituse tasemed tuuma pole, selle asemel on tuumapiirkond, kromosoom on superkeerdunud ning assotsieeritud polüamiinide ja madalmolekulaarsete aluseliste
(transkriptsioon), pre mRNA protsessing, mRNA transport tuumast ribosoomidele, mRNA lagunemine, translatsioon, translatsioonijärgsed muutused valgus. Enam levinud on transkriptsionaalne kontroll. 10 Geeni ehitus Prokarüootide kromosoomides geenid, mis kodeerivad teatud ainevahetusrea valke, paiknevad kõrvuti ja moodustavad ühe transkriptsiooni üksuse e operoni. Operoni promootorilt lähtuvalt sünteesitakse üks mRNA, mis on seega polütsüstroonne. (Tsüstron on ühte valku kodeeriv osa DNA-st). Polütsüstroonne mRNA sisaldab infot mitme erineva valgu sünteesiks. Translatsioon selliselt mRNA-lt algab erinevatest kohtadest ja annab erinevad valgud. Mutatsioon operonis võib põhjustada kõikide kodeeritud valkude defektsust või puudumist. Transkriptsiooni regulatsioon toimub regulaatorvalkude vahendusel. Repressorid
Alfa- viiruste genoomne RNA on ca 12 kb pikkune. Teda iseloomustaks: Genoom 5’-otsas cap-struktuur; Genoom 3’- otsas asub polyA järjestus, ca 70 jääki; 5’-terminaalne 2/3 genoomi kodeerib mittestruktuurseid valke (NSP, ekspresseeruvad otse genoomilt). 3’- poolne 1/3 genoomi kodeerib struktuurseid valke (SP) ja ekspresseerub sgRNA kaudu. sgRNA sünteesitakse infektsiooni käigus (virionides seda ei ole) subgenoomselt promootorilt viiruse RdRp poolt. sgRNA on capeeritud ja polüadenüleeritud. Seondumine rakule ja sisenemine rakku Rakkudesse sisenemiseks kasutatakse alternatiivseid retseptoreid. Alfa-viiruse antiretseptoriks on E2 glükoproteiin. Retseptor-antiretseptor interaktsioon indutseerib virionis konformatsioonilised muutused, mis on olulised partikli edasisel lahtipakkimisel. Rakku sisenemine toimub retseptor- vahendatud endotsütoosi teel, viiruse
25.Geen ja genoom. DNA järjestuse lõik, funktsionaalne ühik, mis kodeerib valku või struktuurset, katalüütilist või regulatoorset RNAd (regulatoorsed järjestused ja kodeeriv ala; kodeeriv ala eukarüootidel koosneb eksonitest ja nitronitest). Genoom on antud liigi täielik geenikogum. 26.Transkriptsioon. Ehk RNA süntees. Toimub 5´-3´suunal. Viib läbi RNA polümeraas (prokariootidel abifaktor σ). Ei vaja praimerit. Süntees algab promootorilt (kindel DNA signaaljärjestus, seostuvad regulaatorvalgud). Lõppeb terminaatorini jõudmisel (DNa järjestus, kus RNA polümeraas vabastab sünteesitud RNA). Initsiatsioon (sünteesi algus), elongatsioon (vahepealne osa), terminatsioon (lõpp). Sünteesi käigus tekib 1 viga 10000 nukleotiidi kohta. 27.mRNA struktuur prokarüootidel ja eukarüootidel. Avatud lugemisraam ehk ORF (open reading farme), valku kodeeriv osa
avalduvad geenid, näiteks: loote elundkondade väljaarenemine. 4)Geenid, mis ei avaldu mitte kunagi evolutsioonis, kaotanud oma tähtsuse. Geenide aktiivsust reguleerivad : struktuurgeenid, mis määravad raku ehituses ja ainevahetuses osalevate valkude, tRNA ja rRNA sünteesi, ning regulaatorgeenid kontrollivad struktuurgeenide avaldumist. toimub 5’-3’ viib läbi RNA polümeraas - prokarüootidel abifaktor σ ei vaja praimerit süntees algab promootorilt ... - kindel DNA signaaljärjestus, seonduvad regulaatorvalgud ... lõppeb terminaatorini jõudmisel - DNA järjestus, kus RNA pol vabastab sünteesitud RNA Initsiatsioon (RNA pol seondub DNA promootorile ning algab transkript), pärast seda vabastatkse promootor ning algab elongatsioon (sünteesimine), terminatsioon (elongatsiooni lõppemiseks on vajalik terminatsiooni signaal, lõpuks lõpetatakse süntees)
avalduvad geenid, näiteks: loote elundkondade väljaarenemine. 4)Geenid, mis ei avaldu mitte kunagi evolutsioonis, kaotanud oma tähtsuse. Geenide aktiivsust reguleerivad : struktuurgeenid, mis määravad raku ehituses ja ainevahetuses osalevate valkude, tRNA ja rRNA sünteesi, ning regulaatorgeenid kontrollivad struktuurgeenide avaldumist. toimub 5'-3' viib läbi RNA polümeraas - prokarüootidel abifaktor ei vaja praimerit süntees algab promootorilt ... - kindel DNA signaaljärjestus, seonduvad regulaatorvalgud ... lõppeb terminaatorini jõudmisel - DNA järjestus, kus RNA pol vabastab sünteesitud RNA Initsiatsioon (RNA pol seondub DNA promootorile ning algab transkript), pärast seda vabastatkse promootor ning algab elongatsioon (sünteesimine), terminatsioon (elongatsiooni lõppemiseks on vajalik terminatsiooni signaal, lõpuks lõpetatakse süntees) täpsus: 1 viga iga 10 000 nt kohta
komponendid. TATA box- DNA ahela neljanukleotiidne järjestus, millele kinnitub TBP valk,mis on transkriptsioonifaktori TFIID koosesisus. Transkriptsioonifaktorid: TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIH (käitub nagu helikaas), TFIIF Promootor- Spetsiifiline järjestus millele kinnitub RNA polümeraas II Enchancer-akivaatorvalk, mis on vajalik transkriptsiooni alustamises, kinntiub mediaatorile CTD- Rna polümeraasi c-terinaalne doeen, RNA polümeraasi saba fosforüülitakse ja ta erladub promootorilt ning jätkab RNA ahela pikedamist. Fosforüülimise tagajärjelt seostuvad RNA töötlemise faktorid polümeraasile ja hakkavad RNA-d ümberkujundama. Kromatiini ümberkujundav kompleks Histoone ümberkujundav ensüüm Mediaator- sinna kinnitub enhancer Eukarüootide RNA polümeraasid. RNA polümeraas I – transkribeerib 5,8S, 18S ja 28S rRNA geene RNA polümeraas II – transkribeerib kõiki valke kodeerivaid geene, aga lisaks ka snoRNA, miRNA, siRNA, lncRNA ja enamust snRNA geene
A) TFIID (TBP kaudu) seostub TATA-le B) See võimaldab seostuda TFIIB-l C) Tulemuseks kogu transkriptsiooni faktorite hunnik ja RNA polümeraas ise ka seostuvad promootorpiirkonnale. D) Siis kasutab üks transfaktoritest ATP hüdrolüüsi energiat ja siseneb DNA kaksikheeliksisse E) TFIIH fosforüleerib RNA polümeraas II-e. (CTD subühiku kaudu). Polümeraasi konformatsioon muutub ning polümeraas vabaneb transfaktroritest – eraldub promootorilt – ning suundub elongatsiooni, kus toimub ahela pikendamine. See on vajalik, et sünteesijärgeslt töötlemise faktorid saaksid polümeraasile seostuda ja vast- tekkinud RNA-d töödeld Aktivaatorvalk – vajalik transkriptsiooni alustamiseks. Nad võivad tuhandeid nukleotiide promootorpiirkonnast eemal
Piisab ühest GalR operaatorile repressori seondumisest, et represseerida transkriptsioon. Arvatakse, et see toimub avatud kompleksi moodustumise takistamisega. Transkriptsiooni saab represseerida ka RNAP liikumise takistamisega elongatsioonifaasi ehk promootori vabastamisega. Bacillus subtilis'e faagi 29 promootorite modifitseerimisega laboris, konstrueeriti promootor, mille järjestused kattusid täpselt sigmaD konsensusjärjestustega TTGACA N 17 TATAAT. Ootamatult ilmnes, et sellelt promootorilt ei transkribeeritud sugugi kõige intensiivsemalt geene, vaid hoopis promootorilt, mis oli keskmiselt sarnane sigmaD konsensustega. Antud juhul seondus RNAP promootoriga nii tugevasti, et RNAP suutis sünteesida ainult paari nukleotiidipikkusi RNAsid ning seejärel transkriptsioon peatus. Seega optimaalne promootori järjestus ei pruugi anda tugevaimat transkriptsiooni. Aktivatsioon. Aktivatsiooni korral suureneb geenide transkribeeritavus regulaatorite toimel
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 polütsistroonsed, st et üks mRNA molekul (näit. Trp operoni kodeeriv mRNA) sisaldab kodeerivaid järjestus, mis kodeerivad mitut, samas bioloogilises protsessies osalevat valku
sisse). RNA vahendatud transport Eukarüootide DNA-s on neid palju, imetajatel moodustuvad enamuse DNA-st. Sarnanevad retroviirustega, nende genoomis alati pöördtranskriptaas, integraas ja rakupinna antigeen on alati peremehe spetsiifiline. tüüp struktuuri iseärasus mehhanism näited viiruste sarnased 250-600 bp LTR (otsesed Transkriptsioon vasakultTy (pärm), Copia retrotransposoonidkordused); Int, Gag LTR promootorilt; elemendid (Dras) pöördtranskriptsioon ja insertsioon Poly(A) 3’ A/T järjestus, 5’ UTR, Transkriptsioon sisemiselt F ja G elemendid, retrotransposoonid RNA siduv valk ja RTase.promootorilt, märklaud (Dras); LINE, SINE
sünteesiga päris algusest. RNA sünteesi viib läbi ensüüm, mida nimetatakse RNA polümeraasiks. Prokarüootsetes rakkudes on üks RNA polümeraas, eukarüootsetes aga kolm erinevat, mis teostavad erinevat tüüpi RNA molekulide sünteesi. RNA polümeraas algatab transkriptsiooni spetsiifilistelt DNA järjestustelt, mida nimetatakse promootoriks. Eukarüootsetes ja prokarüootsetes rakkudes on promootorjärjestused erinevad. Transkriptsiooni initsiatsiooni promootorilt reguleeritakse transkriptsioonifaktorite (negatiivsed või positiivsed regulaatorvalgud) seondumise kaudu promootorpiirkonda. Positiivsed regulaatorvalgud soodustavad ja negatiivsed regulaatorid pärsivad transkriptsiooni alustamist. Transkriptsioonimehhanismide kirjeldamisel kasutatakse DNA-s paiknevate regulatoorsete alade asukoha kirjeldamisel termineid ,,ülespoole" ja ,,allapoole" (ingl. keelest upstream ja downstream), mis tähendab, et need regioonid paiknevad käsiteldavast
sünteesiga päris algusest. RNA sünteesi viib läbi ensüüm, mida nimetatakse RNA polümeraasiks. Prokarüootsetes rakkudes on üks RNA polümeraas, eukarüootsetes aga kolm erinevat, mis teostavad erinevat tüüpi RNA molekulide sünteesi. RNA polümeraas algatab transkriptsiooni spetsiifilistelt DNA järjestustelt, mida nimetatakse promootoriks. Eukarüootsetes ja prokarüootsetes rakkudes on promootorjärjestused erinevad. Transkriptsiooni initsiatsiooni promootorilt reguleeritakse transkriptsioonifaktorite (negatiivsed või positiivsed regulaatorvalgud) seondumise kaudu promootorpiirkonda. Positiivsed regulaatorvalgud soodustavad ja negatiivsed regulaatorid pärsivad transkriptsiooni alustamist. Transkriptsioonimehhanismide kirjeldamisel kasutatakse DNA-s paiknevate regulatoorsete alade asukoha kirjeldamisel termineid ,,ülespoole" ja ,,allapoole" (ingl. keelest upstream ja downstream), mis tähendab, et need regioonid paiknevad käsiteldavast
annaabi.ee 
