kontsentratsioonis kogu aeg olemas Repressorvalk on tetrameene valk repressor seob operaatori (lacO) takistades RNA polümeraasil seonduda ja initsieerida transkriptsiooni Sidumine ei ole absoluutne, väikeses koguses sünteesitakse lacZ, lacY, ja lacA valke Nagu laktoosi hulk suureneb aktiveerub kogu operon 3. galaktosidaas konverteerib laktoosi allolaktoosiks, mis seob repressori, nii et see ei saa operaatoriga ühineda, sellega aktiveeritakse operon 4. RNA polümeraas initseerib polügeense mRNA sünteesi, mis sisaldab siis kolme valgu järjestusi ( lacZ, lacY, ja lacA) 5. mRNA transleeritakse kui üks molekul ribosoomidega 6. lac operon on kontrollitud negatiivse tagasisedemega (lacI
Vastavalt avaldumisele eristatakse nelja tüüpi geene: 1.Geenid, mis avalduvad üheaegselt organismi kõigis rakkudes Nt: rRNA ja tRNA geenid, mitmete ensüümide geenid 2.Geenid, mis avalduvad ainult ühe kindla koe rakkudes. Nt: insuliini geen 3.Geenid, mis avalduvad ainult rakkude elutegevuse kindlal etapi. Nt: varases embrüogeneesis loote elundite ja elundkondade väljakujunemine 4.Geenid mis ei avaldu kunagi Transkriptsiooni kontrollimine : 1.Repressori abil 2.Aktivaatorvalgu abil (enne sünteesi peab ta aktiveerima promootori) 3.Regulaatorainete abil(vitamiinid, hormoonid) 4.Mittevajalike RNA-de lagundamine *2 tüüpi geene rakuelutegevuse kontrollimiseks : 1.Struktuurigeenid(kontrollivad raku ehituses, talitluses osalevate valkude ja RNA sünteesi) 2.Regulaatorgeenid(kontrollivad repressor ja aktivaatorvalkude tootmist ning struktuurigeenide avaldumist) TRANSLATSIOON -valgu süntees
- Avatus süsteemis = regulaatorgeeni produkt on inaktiivne repressor, ei seondu regulaatorvalgu seondumise saidiga promootori ees, ei pidurda struktuurgeenid - Inaktiivne repressor + korepressor = aktiivne reressr mis pidurdab struktuurgeenid 3) Indutseeritud süsteemid - Sünteesitakse aktiivne repressor mis seondb regulaatorvalgu seondumise saidiga promootori ees ja pidurdab struktuurgeene - Aktiivne aktivaatis + induktor = inaktiveerib repressori mis ei pidurda struktuurgeene Autogeenne regulatsioon 1) Regulatsiooni kaskaad - Varased geenid - Hilinevad varased geenid - Hilised geenid 2) Repressori sünteesi induktsioon - Repressori olemasolu stimuleerib uute repressormolekulide sünteesi - Repressor positiivne regulaator Repressori enda geenile - Faagi hilised geenid ei avaldu 3) Repressori sünteesi pidurdumine - Peremeesrakulised proteaasid inaktiveerivad Repressori
Kordamisküsimused MOLEKULAAR- JA RAKUBIOLOOGIA KT2 2020 Mõisted: • Kromosoom on eukarüootsetes rakkudes mitoosi ja meioosi ajal valgusmikroskoobis nähtavad valkudega kondenseerunud DNA-molekulid (nukleoproteiinsed kepjad kehakesed). • Kromatiid on geneetiliselt identse informatsiooniga koopia kromosoomist, mis on ühendatud sellesama kromosoomiga tsentromeeri kaudu. • Kromatiin on eukarüootse organismi kromosoomide DNA ja valkude kompleks, mis värvub kromosoomide diferentsiaalvärvimisel eri moodi sõltuvalt kromosoomide kokkupakituse astmest ja DNA-järjestusstruktuurist. • Telomeer on on DNA ahela piirkond enamiku liikide eukarüootse raku kromosoomi kummaski otsas. • Nukleosoom on DNA ja histooni kompleks, peamised kromatiini struktuurühikud. • Histoonid on aminohappest koosnevad aluselised valgud, mille ümber keerdub DNA. • Histooni kood on histooni kindlas kohas paiknev kindel amoinohape, mille ats...
Kolme erineva faktori monomeerid võivad teoreetiliselt moodustada 6 homo- ja 6 heterodimeerset faktorit jne. Samas võivad aktivaatori monomeeriga kombineeruda ka inhibiitor, mis takistab seondumist DNAle. Kombinatoorne kompleksus on omane nii sidumissaitidele kui regulatoorsetele interaktsioonidele. 23. Mis roll on histoondeatsetülaasidel (HDAC) ja mis funktsioon on histoonatsetülaasidel (HAT)? Repressor-indutseeritud histoonide N-terminaalne deatsetüleerimine. Repressori DNA'd-siduv domeen (DBD) interakteerub URS'ga. Repressori repressioonidomään seob multivalk-kompleksi, mis sisaldab histoondeatsetülaasi alaühikut. Nukleosoomide N-terminuste deatsetüleerimine repressori sidumissaidi lähedal inhibeerib GTF'de seondumist TATA-box'le ja seega represseerib transkriptsiooni. Aktivaator-indutseeritud histoonide N-terminaalne hüperatsetüleerimine. Aktivaatori DNA'd-siduv domeen interakteerub UAS'ga
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. Eukrüootides transkribeeritakse monotsistroonne mRNA, millest hiljem sünteesi-takse 1 valk. 11. Võrdle prokarüootsete ja eukarüootsete RNA polümeraaside struktuuri ja funktsiooni.
Geeni avaldumine sõltub ensüüm RNA-polümeraasi seostumisest DNA promootorpiirkonnaga. Kui ensüüm saab sinna kinnituda, siis transkriptsioon toimub ja kui ei saa, siis transkriptsiooni ei järgne. RNA-polümeraasi seostumisest DNA promootoriga võib takistada mõni teine valk, mida nimetatakse repressoriks. Kui repressor on kinnitunud promootorpiirkonnaga, siis ensüüm sinna seostuda ei saa ning transkriptsiooni ei järgne. Repressori kinnitumine promootoriga või sellest vabanemine ei toimu juhuslikult. Enamasti juhib seda protsessi regulaatoraine, milleks võivad olla väiksemad biomolekulid (vitamiinid, hormoonid jt.). Osa geenide puhul ei suuda RNA-polümeraas iseseisvalt seostuda promootoriga ning sellele peab eelnema aktivaatorvalgu seostumine. Alles pärast aktivaatori ühinemist promootorpiirkonnaga, liitub sinna ka RNA-polümeraas ning geen avaldub. Geenide avaldumise regulatsiooni tasemed: 1
-‐ Ekstravertsuse teooria – ekstravertsus on seotud msg ajupiirkondade reaktsiooniga positiivsetele stiimulitele. -‐ Kognitiivne teooria – repressorid suunavad oma tähelepanu hirmu/ärevust tekitavatest sündmustest mööda ning väldivad sündmuste tõlgendamist ohtlikuna. Repressori tuvastamine – madal skoor ärevuse testis, kõrge sotsiaalne soovitavuse skoor • Cattell: 16 faktorit sh parmia ja premsia – faktoranalüüsi arendamine, isiksuseomaduste klassifitseerimine, dünaamilised omadused: ergid, sentimendid, hoiakud
Milles väljendub transkriptsiooni universaalsus? See on universaalne protsess, sest see toimub nii pro- kui ka eukarüootsetes ühendites. Mida nimetatakse geeni avaldumiseks? Kui mingilt geenilt toimub transkriptsioon, siis öeldakse et see geen avaldub. Miks rakus ühed geenid avalduvad, teised aga mitte? Mõned geenid avalduvad vaid ühe kindla koe rakkudes, mõned on evolutsiooni käigus kaotanud uutel liikidel tähtsuse, kui promootorpiirkonnaga on seostunud repressorvalk. Repressori poolt suletud promootorile ei saa RNA-polümeraas kinnituda ning geen ei avaldu. Millised muutused organismis tulenevad geenide avaldumise häiretest? Geenide avaldumise häired võivad kaasa tuua suuri muutusi raku ehituses ja talituses. Nt ,,valede" geenide transkriptsiooni tagajärjel võivad hakata tekkima vähkkasvaja rakud. 5.3. Geneetiline kood ja valgu süntees.
Replikatsioon ja transkriptsioon on universaalsed, sest need toimuvad kõikides rakkudes. 6. Mida nimetatakse geeni avaldumiseks? Kui mingilt geenilt toimub RNA süntees, siis öeldakse, et see geen avaldub. 7. Miks rakus ühed geenid avalduvad, teised mitte? Mõned geenid avalduvad vaid ühe kindla koe rakkudes, mõned on evolutsiooni käigus kaotanud uutel liikidel tähtsuse, kui promootorpiirkonnaga on seostunud repressorvalk. Repressori poolt suletud promootorile ei saa RNA-polümeraas kinnituda ning geen ei avaldu. 8. Missugused muutused organismis tulenevad geenide avaldumise häiretest? Geenide avaldumise häired võivad kaasa tuua suuri muutusi raku ehituses ja talituses. Näiteks “valede” geenide transkriptsiooni tagajärjel võivad hakata tekkima vähkkasvaja rakud. Lk 140 ül 1-8 1. Mida nimetatakse geneetiliseks koodiks?
Replikatsioon ja transkriptsioon on universaalsed, sest need toimuvad kõikides rakkudes. 6. Mida nimetatakse geeni avaldumiseks? Kui mingilt geenilt toimub RNA süntees, siis öeldakse, et see geen avaldub. 7. Miks rakus ühed geenid avalduvad, teised mitte? Mõned geenid avalduvad vaid ühe kindla koe rakkudes, mõned on evolutsiooni käigus kaotanud uutel liikidel tähtsuse, kui promootorpiirkonnaga on seostunud repressorvalk. Repressori poolt suletud promootorile ei saa RNA-polümeraas kinnituda ning geen ei avaldu. 8. Missugused muutused organismis tulenevad geenide avaldumise häiretest? Geenide avaldumise häired võivad kaasa tuua suuri muutusi raku ehituses ja talituses. Näiteks “valede” geenide transkriptsiooni tagajärjel võivad hakata tekkima vähkkasvaja rakud. Lk 140 ül 1-8 1. Mida nimetatakse geneetiliseks koodiks?
Sel juhul võivad DNA ahelad lahti keerduda ja eralduda. Negatiivset superspiralisatsiooni tekitab näiteks güraas. lac promootoril on heksameeride vaheala 18 bp transkriptsioon võimendub anaeroobses keskkonnas, kus suureneb DNA negatiivne superspiralisatsioon E. colil. Positiivse superspiralisatsiooni puhul (seda tekitab näiteks topoisomeraas I) kulub ühe DNA heeliksi täispöörde saavutamiseks vähem aluspaare. RecA (DNA rekombinatsioon, reparatsioon, kõrvaldab repressori nende promootorite eest, mis kontrollivad DNA polümeraasi ja rekombinatsiooni) promootoril on heksameeride vaheala 16 bp transkriptsioonitase suureneb DNA positiivse supespiralisatsiooni korral. Näit. külmashoki puhul suureneb RecA valgu kogus rakus positiivse superspiralisatsiooni tõttu. 4. Selgitage mõne näite varal regulatoorseid mehhanisme bakterirakus, mis käivituvad aminohapete limitatsiooni korral. Transkriptsiooni regulatsioon attenuatsiooniga
SÜA-lates on leitud GA-de signaliseerimise repressorid (negatiivsed regulaatorid). GA-de toimel repressorid lülitatakse välja. Kui sellises repressoris (funktsionaalses saidis) toimub mutatsioon, siis effekt on samasugune kui GA toimel. Esineb ka võimalus, et negatiivse regulaatori geenis toimub selline mutatsioon, mis põhjustab valgu aktiivsaidi (regulaatorsaidi) muutumist. Sel juhul GA ei saa oma toimet avaldada ja sellised taimed on GA tundetud. Sünteesitakse repressori konstitutiivselt aktiivne vorm mida GA välja ei lülita. Taimed on kääbused nagu GA-de sünteesi mutandid, kuid GA-d ei suurenda kasvu. Mutatsioonid repressiooni domäänis inaktiveerivad negatiivse regulaatori, mis ei pärsi enam kasvu ja taim kasvab pikaks ka GA puudumisel (Taiz lk-480-484) Tsütokiniinid Nimetus tuleneb nende ühendite võimest soodustada rakkude jagunemist. Et vigastatud kartulimugulad produtseerivad lõikepinnale aineid, mis soodustavad rakkude pooldumist, leiti G
KRÜPTILISED GEENID – neid ei transkribeerita kunagi, promootor muteerunud 14. Lac operon on indutseeritav operon: ehk AKTIVEERUB SUBSTRAADI OLEMASOLUL 15. Mida tähendab, et trüptofaani operon on represseeritav? Trüptofaani süntees: represseeritav transkriptsiooni süsteem (lac operoni peegelpilt) Repressor muutub aktiivseks koos trüptofaaniga. Kui rakus kättesaadav trüptofaan saab otsa, siis trüptofaan eraldub repressori küljest ja rakk hakkab taas trüptofaani tootma. 16. Millest tuleneb mikroobide fenotüübiline muutlikkus? Modifikatsioonid tekivad keskkonnatingimuste kohastumuslike muutustena. Ei kandu järglastele. Võivad olla näiteks: * mikroobirakkude suuruse muutused *pesade pigmentatsioon * ravimtundlikkus *nõudlikkus kasvufaktoritele FENOTÜÜBILISED MUUTUSED on seotud geenide regulatsiooniga. E. Coli toodab laktaasi ainult siis, kui keskkonnas on laktoos. S. Aureus toodab
konsensusjärjestusega hästi kokku. Sellegipoolest pole leitud looduslikke promotoreid, mille järjestus langeks konsensusjärjestusega 100%-liselt kokku. Transkriptsiooni aktivaatorite ja repressorite seondumisalad promootor-regioonis on erinevad. Repressorite seondumisalad võivad kattuda promootoriga, jääda sellest üles- või allapoole. Näiteks lac repressor (lacI produkt) seondub tetrameerina operaatoralaga regiooni -5 kuni +21. Repressori seondumine dsDNA-ga takistab polümeraasil avatud kompleksi moodustamist. Mõned promootorid on nii aktiveeritavad kui ka represseeritavad (näiteks lac promootor). Repressor võib toimida ka mitte DNA konformatsiooni muutmise kaudu, vaid otseselt, valk-valk interaktsiooni kaudu, käitudes anti- faktorina. Sel juhul inaktiveerib ta faktori. Näiteks 70 assotsieerub anti-sigma faktoriga Rsd, statsionaarse faasi sigma faktori S aktiivsust aga mõjutab negatiivselt RssB ja Crl positiivselt.
See kompleks sünteesib poly(A) saba RNA 3'otsa. See saba on oluline tuumaekspordi jaoks, translatsiooni ja mRNA stabiilsuse jaoks. Kui saba lühendatakse, siis varsti mRNA degradeeritakse ensümaatiliselt. 56. Seleta lühidalt attenuatsiooni mehanismi põhimõtet. Kasuta oma selgituses jooniseid. Attenuatisioon leiti kõigepealt E.coli trp operonis. Uuring oli suunatud kahele faktile mutatsioonid, mis lõid välja trp repressori ei olnudki täielikult trüptofaaniga represseeritud, trp operoni alusjärjestus oli ebatavaline ORF, mis eelnes tuntud trüptofaani biosünteesivate ensüümide struktuursete geenide ORF- idele. Esmalt leiti, et ORF koosneb kahest tandem Trp koodonist, teiseks, et mRNA-l koosnes selles alas kahe grupilisest sümmeetriast, mis võimaldas moodustada tal eksklusiivseid sekundaarstruktuure, millest üks meenudas rho-sõltuvat transkriptsiooni terminatsiooni
promootori ees, ei pidurda struktuurgeenid Inaktiivne repressor + korepressor (efektormolekul) = aktiivne repressor, mis pidurdab struktuurgeenid 3. Indutseeritud süsteemid Sünteesitakse aktiivne repressor, mis seondub regulaatorvalgu seondumise saidiga promootori ees ja pidurdab struktuurgeene Aktiivne aktivaator + induktor (efektormolekul) = inaktiveerib repressori, mis ei pidurda struktuurgeene 11. Geeni splaissing. Alternatiivne splaissing splaissing e. kokkupõime (ingl. Splicing)- Protsess, mille käigus RNA-st elimineeritakse eksonite vahele jäävad intronite järjestused ja eksonite järjestused seotakse kovalentselt. alternatiivne splaissing (ingl. Alternative splicing)- Samalt geenilt kodeeritud pre-mRNA eriviisiline (alternatiivne) splaissing, mille tulemusel saadakse ühe geeni alusel valgu paljusid isovorme (nt
Kui Lac-repressor on seondunud operaatoriga, siis ei saa RNA polümeraas seonduda promootoriga. Operaatorgeen on repressorvalgu sidumiskoht promootorpiirkonnas. Kui Lac repressor on seal, siis polümeraas ei saa seonduda. mRNA ja valgu eluiga on erinevad. Valgud, mis mRNA-lt sünteesitakse, on stabiilsed. mRNA tase langeb, kui induktor (laktoos) keskkonnast ära viia. Operoni seisukohalt on väga oluline, et valk permeaas jääb ka alles. Permeaas korjab aktiivselt laktoosi keskkonnast. Repressori seondumine ja tetrameeri seondumine DNA-ga (tetrameer seondub DNA-ga ja represseerib operoni), siis operon on vait. Kui laktoosi keskkonnas ei ole, on operon vaikne. Kui rakku satub laktoos, siis seondub repressoriga. Kui kõik repressori neli valku seonduvad laktoosiga, siis toimub konformatsiooniline muutus nii, et ta enam DNA-ga ei seostu. Toimub operoni derepressioon ja algab valgusüntees. Mutatsioonid operaatoris muudavad operoni konstitutiivselt aktiivseks.
tuuma, kus funktsioneerib koos TCFga kui TF. Beeta-kateniini/TCF kompleks aktiveerib geene, mis osalevad rakkude elushoidmises, proliferatsioonis ja arengulises diferentseerumises, SHH - Shh signaalirada algab kahe transmembraanse valguga: Patched (Ptc) ja Smoothened (Smo). Ptc seob Shh, samas kui Smo funktsioneerib kui signaali edastaja. Ligandi puudumisel interakteerub ja inhibeerib Ptc Smo. See inhibitsioon aktiveerib transkriptsiooni repressori. Ligandi olemasolul, Ptc ja Smo interaktsioon on muutunud ja Smo ei ole inhibeeritud. Gli valk võib nüüd translotseeruda tuuma ja funktsioneerida transkriptsiooni aktivaatorina, funktsioonid: arenguline, holoprosentsefaalia, keha parem- vasak asümeetria, hemopoeesis tüvirakkude elushoidja, vaskularisatsioon - veresoonkonna teke, RTK (retseptor-türosiinkinaasid) - Nerve growth factor (NGF) kuulub neurotrofiinide perekonda, mille liikmed osalevad rakkude elus hoidmises ja jagunemises
mükoplasmad, klamüüdiad. Sarlakid. Streptococcus pyogenes. Süüfilis. Treponema pallidum. Teetanus. Clostridium tetani. Trahhoom. Chlamydia trachomatis. Tuberkuloos. Mycobacterium tuberculosis. Tüüfus. Salmonella typhi. Läkaköha. Bordetella pertussis. 10 erinevust lüütilise ja lüsogeenses rajas bakteriofaag lambdal Lüütiline 1 faas infektriooni varajases faasis avalduvad geenid, mis kontrollivad järgmise faasi geenide tööd. N-valk antiterminaator ja Cro valk lambda repressori antagonist. 2 faas replikatsiooni ja rekombinatsiooni valgud, Q valk (antiterminaator). 3 faas avalduvad hilised geenid pea ja saba valkude süntees, rakkude lüüs. Vabaneb 100 viiruspartiklit raku kohta. 35 min kogu infektsioonitsükkel. Lüsogeenne viiruse DNA integreerumine raku kromosoomiga rekombinatsiooni teel. Geen integraas tunneb ära homoloogsed alad ja viib läbi DNA ahelate retsiprookse rekombinatsiooni. Peremeesraku jagunemisega kanduvad viiruse geenid tütarrakkudesse
ja allavoolu seondub repressor GalR operaatoritele. Repressiooniks on vaja histoonilaadse valgu HU seondumist, selle tulemusena DNA paindub, ning GalR dimeerid seonduvad omavahel ning moodustub stabiilne DNA luup, mille keskel olevale promootorile RNAP seonduda ei saa. Kuid isegi siis, kui HU ei seondu DNA- ga ega moodustu stabiilset DNA luupi (isegi siis kui geenipoolne GalR operaator muteerida nii, et sellele ei seondu enam GalR) gal-operoni ei transkribeerita. 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.
annaabi.ee 
