TRANSKRYPCJA - I etap ekspresji genów

Transkrypt

1 Eksparesja genów

2

3 TRANSKRYPCJA - I etap ekspresji genów Przepisywanie informacji genetycznej z makrocząsteczki DNA na mniejsze i bardziej funkcjonalne cząsteczki pre-mrna

4 Polimeraza RNA ETAP I Inicjacja transkrypcji Dodatkowe białka ETAP II Elongacja -synteza pierwotnego transkryptu RNA ETAP III Terminacja zakończenie procesu

5 Zasadniczą role w procesie transkrypcji pełnią: 1. Polimerazy RNA 2. Czynniki transkrypcyjne Polimeraza RNA i czynniki transkrypcyjne współdziałają z sekwencjami DNA o charakterze regulatorowym.

6 Klasyfikacja eukariotycznych Klasa polimeraz RNA Lokalizacja w komórce Główny produkt transkrypcji I (inaczej A) Jąderko pre-rrna II (inaczej B) Nukleoplazma pre-mrna III (inaczej C) Nukleoplazma pre-trna Mitochondrialna Mitochondria mt RNA Chloroplastowa Chloroplasty ct RNA

7 Czynniki transkrypcyjne Białka zróżnicowane pod względem struktury i funkcji, nie będące składnikiem polimerazy RNA, lecz potrzebne do rozpoczęcia przez ten enzym transkrypcji i decydujące o tym, które geny i w jakim momencie życia komórki będą transkrybowane.

8 Białka uczestniczące w inicjacji transkrypcji: 1. Ogólne czynniki transkrypcyjne (takie same dla wszystkich genów transkrybowanych przez daną polimerazę). Wraz z polimerazą RNA tworzą Podstawowy Aparat Transkrypcyjny i wiążą się do sekwencji w obrębie bliskiego promotora i miejsca startu transkrypcji. 2. Aktywatory, czyli czynniki transkrypcyjne oddziałujące bezpośrednio z DNA. Wiążą się do sekwencji dalszego promotora i sekwencji w enhancerach. 3. Koaktywatory i korepresory białka nie oddziałujące bezpośrednio z DNA. Umożliwiają oddziaływanie między aktywatorami związanymi z dalszym promotorem i enhancerami a Podstawowym Aparatem Transkrypcyjnym.

9 Dopiero obecność aktywatorów i koaktywatorów powoduje, że transkrypcja zachodzi z potrzebną wydajnością. Część z nich stanowią czynniki ogólnego działania (uczestniczą w transkrypcji wielu genów), część zaś to czynniki specyficzne, od których zależy wybiórcza aktywacja genów w konkretnych sytuacjach.

10 Etapy transkrypcji Inicjacja transkrypcji polega na umożliwieniu związania do odpowiednich sekwencji w promotorze polimerazy RNA i towarzyszących jej białek, aby zapewnić wydajną transkrypcję tego genu.

11 Etapy transkrypcji 1. Inicjacja złożony proces syntezy pierwszego wiązania fosfodiestrowego przyszłego łańcucha polirybonukleotydowego Kompleks preinicjacyjny Polimeraza RNA + matryca + Rybonukleozydo-5`-trójfosforan Kompleks inicjacyjny Polimeraza RNA + matryca + dwunukleotyd

12 Ogólny czynnik transkrypcyjny TFIID bialko TBP TFIID białka TAF TFIIA TFIIB TFIIF TFIIE TFIIH Funkcja Rozpoznaje sekwencje TATA i prawdopodobnie sekwencję Inr; umożliwia związanie TFIIB Rozpoznają promotor podstawowy; regulują wiązanie TBP z DNA Stabilizuje związany z DNA kompleks TBP/białka TAF Pośredniczy w przyłączeniu polimerazy RNA II; wpływa na wybór miejsca startu transkrypcji Umożliwia przyłączenie do kompleksu polimerazy RNA II Pośredniczy w przyłączeniu TFIIH; wpływa na różne aktywności TFIIH Ma aktywność helikazy, odpowiedzialną za przejście kompleksu promotorowego zamkniętego w kompleks otwarty; prawdopodobnie wpływa też na opuszczenie promotora przez polimerazę

13 TATA Inr DNA Białka TAF TBP? TFIID rozpoznaje sekwencję TATA i prawdopodobnie sekwencję Inr Składnikiem tego czynnika jest białko TBP i białka TAF Tworzenie kompleksu preinicjacyjnego TFIIA TFIIB TFIIE TFIIH TFIIF/ polimeraza RNA II Składanie kompleksu preinicjacyjnego polimerazy RNA II

14 Etapy transkrypcji 2. Elongacja uporządkowana dobudowa reszt nukleotydowych do zapoczątkowanego już łańcucha polirybonukleotydowego Wydłużanie łańcucha w kierunku od 5` do 3` z prędkością nukleotydów na minutę Przyłączanie kolejnych nukleotydów katalizuje polimeraza RNA

15 Etapy transkrypcji 3. Terminacja kontrolowane przerwanie transkrypcji połączone z uwolnienie produktu syntezy, czyli pre-mrna i enzymu polimerazy RNA.

16 Dojrzewanie mrna I etap - składanie Składanie RNA (splicing) wycinanie intronów i łączenie eksonów w jedną funkcjonalną całość;

17 Proces cięcia i składania katalizują małe cząstki jądrowe snrnp (small nuclear ribonucleoprotein), czyli krótkie jądrowe kompleksy RNA-białko. Rolą snrnp jest rozpoznanie i przyłączanie się do charakterystycznych krótkich sekwencji nukleotydowych występujących wewnątrz wszystkich intronów i na obu ich końcach. Po przyłączeniu na styku intron ekson rozszczepiają RNA i łączą odpowiednie odcięte końce w ciągłą nic RNA.

18 Składanie

19 W wyniku cięcia i składania zostają wycięte wszystkie introny, a jednocześnie zachowane zostają wszystkie eksony w wyjściowej kolejności, dając ciągłą sekwencję pojedynczego mrna.

20

21 Dojrzewanie mrna II etap - redagowanie Redagowanie polega na usuwaniu błędnie włączonych nukleotydów, wstawianiu brakujących nukleotydów i ostatecznym przygotowaniu dojrzałego mrna do translacji.