TATA box. Enhancery. CGCG ekson intron ekson intron ekson CZĘŚĆ KODUJĄCA GENU TERMINATOR. Elementy regulatorowe

Transkrypt

1 Promotory genu Promotor bliski leży w odległości do 40 pz od miejsca startu transkrypcji, zawiera kasetę TATA. Kaseta TATA to silnie konserwowana sekwencja TATAAAA, występująca w większości promotorów eukariotycznych. Leży w odległości 20 do 30 pz od miejsca startu transkrypcji.

2 Promotory genu Promotor dalszy obejmuje sekwencje od 40 do 300 pz od miejsca startu transkrypcji. Nie jest to sekwencja DNA silnie konserwowana, lecz charakterystyczna dla poszczególnych genów. Można w nich wyróżnić pewne motywy, np. CAAT lub GGGcGG (kaseta GC).

3 Enhancery Różnej długości sekwencje regulatorowe położone na ogół w odległości od kilku do kilkunastu tysięcy pz od genu. Dla ich funkcjonowania nie ma znaczenia czy znajdują się po stronie 5` czy 3`.

4 TATA box 5` Enhancery CGCG ekson intron ekson intron ekson 3` PROMOTORY CZĘŚĆ KODUJĄCA GENU Elementy regulatorowe TERMINATOR

5 Część kodująca genu składa się z na przemian leżących eksonów i intronów Eksony odcinki genu kodujące aminokwasy. Introny odcinki genu nie kodujące. Geny eukariotyczne mają charakter mozaikowy, czyli są nieciągłe.

6 Znaczenie intronów Większa plastyczność ewolucyjna systemu genów podzielonych u Eucaryota w porównaniu z genami ciągłymi u Procaryota. Taka budowa ułatwia mieszanie eksonów na drodze rekombinacji odcinków DNA. Dają możliwość alternatywnego składania, czyli składania na różne sposoby eksonów tworzących gen, dzięki czemu jeden gen może kodować kilka różnych produktów białkowych (60% genów ludzkich ulega alternatywnemu składaniu).

7 Ekspresja genów

8 Centralny dogmat Crick`a

9

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

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

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

13 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

14 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.

15 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.

16 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.

17 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

18 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.

19 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

20 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

21 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

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

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

24 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.

25 Składanie

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

27

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

29 TRANSLACJA II etap ekspresji genów Tłumaczenie informacji genetycznej zawartej w mrna (po transkrypcji z DNA) na aminokwasy budujące konkretne białko.

30 trna

31 Translacja zachodzi na terenie cytoplazmy w rybosomach.

32

33