Moleculaire genetica Genregulatie



Dovnload 12.07 Kb.
Datum17.08.2016
Grootte12.07 Kb.




Moleculaire genetica
Genregulatie.

Als alle genen tegelijk tot expressie zouden komen, zouden al deze verschillende eiwitten niet in de cel passen. Net als prokaryoten kunnen eukaryoten de genexpressie reguleren op verschillende niveaus, zie het figuur hiernaast. In principe is de genregulatie bij eukaryoten hetzelfde als bij prokaryoten.


Regulatie van de genexpressie bij eukaryoten vindt op verschillende niveaus plaats:


  • Chromosoom niveau. 

Zoals al eerder te lezen was, is DNA samen met eiwitten verpakt tot chromatinen. Een van de manieren waarop deze verpakking een rol speelt, is de locatie van de promoter ten opzichte van het nucleosoom dat bepaald waar het gen wordt getranscribeerd. Ook chemische modificaties (veranderingen) in de histonen en het DNA kunnen de structuur van chromatinen en de genexpressie beïnvloeden. Bij histoonmodificaties wordt de structuur van de histoonstaarten veranderd door enzymen, die katalyseren de toevoeging of verwijdering van chemische groepen. Voorbeelden van deze chemische groepen zijn: acethylgroep, fosfaatgroep en methylgroep. Bij DNA-modificaties worden de basen van DNA door enzymen gemethyleerd. De meeste basen worden gemethyleerd met cytosine. DNA dat actief wordt getranscribeerd is minder gemethyleerd dan inactief DNA.


  • Transcriptie niveau.

RNA-polymerase wordt tijdens het binden geholpen doorcis- en trans-werkende elementen. Cis-werkende elementen, controle elementen, zijn sequenties in het DNA. Er zijn twee soorten cis-werkende elementen: proximale controle elementen (in de promoter gelegen) en distal controle elementen (verweg van de promoter gelegen). Voorbeelden van proximale controle elementen zijn TATA box (sequentie bestaande uit A en T) en CAAT box (sequentie bestaande uit GGCCAATCT) en beïnvloeden de efficiëntie van de promoter. Een groep distal controle elementen wordt ook wel enhancer genoemd. Enhancers beïnvloeden de efficiëntie van de promoter van een afstand. Elke enhancer bestaat ongeveer uit tien distal controle elementen, die elk één of twee activatoren kan binden. Met deze tien controle elementen zijn verscheidene combinaties te maken. De transcriptie zal alleen worden gestart wanneer de juiste activatoren aanwezig zijn in de cel om aan de unieke combinatie van controle elementen te kunnen binden. In de figuur hieronder zie je hoe verschillende activatoren kunnen bijdragen aan het vormen van een type cellen. Proximale controle elementen helpen bij de regulatie van transcriptie door het binden van eiwitten, activatoren of repressors. Trans-werkende elementen, transcriptiefacoten, zijn proteïnen die in grote diversiteit voorkomen. Er zijn twee type transcriptie factoren (alle genen, die eiwitten coderen) en specifieke transcriptie factoren (bepaalde genen, die eiwitten coderen). In het andere figuur hieronder zie je hoe enhancers en transcriptiefactoren bijdragen aan de regulatie.





  • RNA-processing niveau.

Een van de manieren waarop genregulatie op dit niveau kan plaatsvinden is door alternatieve RNA-splicing, waarbij verschillende mNRA-moleculen worden gevomrd uit het zelfde pre-mRNA, doorop verschillende manieren het DNA te bestempelen als intronen of exonen, zie het figuur  rechts hierboven. Een andere manier  is door afbraak van mRNA-moleculen. In eukaryoten kunnen mRNA-moleculen uren, dagen of zelfs weken overleven voordat ze worden afgebroken door enzymen. Dit heeft als nadeel dat eukaryoten hun eiwitsynthese niet snel kunnen aanpassen op veranderende milieuomstandigheden. De afbraak van mRNA-moleculen begint met het verkorten van de poly-A-staart waarna de 5’-cap wordt verwijderd. Na de verwijdering van de 5’-cap knipt het enzym nuclease het mRNA-molecuul kapot.



  • Translatie niveau. 

De regulatie op translatie niveau vind meestal op

verschillende manieren plaats tijdens de initiatie.

Een van de manieren is het blokkeren van de binding van het ribosoom door regulatoreiwitten, die zich binden aan een specifieke sequentie in het mRNA. In eicellen kan de binding van het ribosoom ook worden geblokkeerd. Echter wordt de blokkade veroorzaakt door een te korte poly-A-staart. Om toch de translatie te kunnen beginnen voegt een enzym meer adenine toe, zodat de poly-A-staart wordt verlengt.



  • Proteïneprocessing en degradatie niveau. 

Regulatie kan tevens bij eukaryoten optreden bij het verwerken van polypeptiden tot een functioneel eiwit.

Zo ondergaan veel polypeptiden chemische veranderingen voordat ze kunnen functioneren.

Verder kan regulatie op dit niveau plaatsvinden bij eiwitten die naar het oppervlakte van de cel moeten worden vervoert. Een andere manier waarbij regulatie een rol speelt is de tijd dat een eiwit actief is in de cel.

Bron: http://genetica.webklik.nl/page/genregulatie




Biologie | Enzymen en eiwitsynthese VWO | Moleculaire genetica




De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina