7.1 Transkription

Question	Answer
Beskriv cellkärnans uppbyggnad med kärnmembran, kärnmembranporer, kromatin och nukleol (bild).	Image: Cellk_rna (image/png)
Vilken funktion har nuclear pore i cellkärnan? Hur kan nucler pore påverka regleringen av transkriptionen etc?	Nuclear port är det som noggrant styr vad som får komma in och ut i cellkärnan. NLS=Nuclear localisation signal finns för import och NES=Nuclear export signal finns för export. Både importen och exporten fungerar på samma sätt - en kort aminosyra binder till en särskild grupp proteiner som fungerar som lots. Bara de proteiner som släpps in i kärnan kan påverka processerna där inne.
Vad är kromatin och hur är det packad? (bild)	Kromatin är komplexet med DNA och proteiner ffa. histoner. Det kan vara packat både hårdare och lösare men oftast sitter DNA:t i komplex med protein Image: Kromatinets_olika_packningar (image/png)
Vad är en nukleosom? Vad består den av?	Den basala packningsenheten i kromatin. Två varv av DNA (147 bp) ligger upprullade på en "puck" av 8 histoner - två av varje H2A, H2B, H3 och H4
Nukleosomernas histoner har "svansar" - Vad har dem för funktion?	Binder till varandra och har därför cooperativitet
Vad är en promotor?	En promotor är en sekvens baspar sitter i anslutning till transkriptionsstarten. Den tål avstånd men påverkar ändå transkriptionen på det sättet att promotorn binder genregulatoriska protein till sig.
Vad är en enhancer?	En enhancer öker en gens transkriptionskapacitet. Det kan t.ex. vara proteiner som förstärker promotorn. Sitter oftast på de gen som den reglerar men behöver däremot inte sitta nära transkriptionsstarten.
Vilken funktion har locus control region (LCR)? Finns det alltid?	LCR (består av proteiner) binder till närmsta kontrollregion (proteiner) och transkriptionen aktiveras. Oklart är hur kontakterna mellan proteinerna och LCR sker.
För att starta en transkription måste man "lösa" två problem, vilka?	1. Lösa kromatinproblemet 2. Bilda startkomplexet
Hur sker en generell transkriptionsaktivering?	En aktivator binder till sitt site och "skickar sedan signal" till sekvensen där transkriptionen startar - ex. i TATA-boxen. Aktivatorn underlättar sedan för de generella transkriptionsfaktorerna att binda.
Det är många olika signaler som kan integreras vid promotorn. Ge exempel på några och beskriv kort funktionen.	Silencer - Proteiner som har inhiberande effekt Det finns regulatoriska proteinkomplex som inte påverkar alls, de som är starkt aktiverande och de som är svagt aktiverande. Dessutom finns det protein som starkt inhiberar.
Olika promotorer har olika behov och kan också regleras, Hur?	För det första så har geners promotorer har olika bra sekvens för bindning av olika generella transkriptionsfaktorer. Dessutom har de skilda behov av hjälp från andra aktivatorer och från co-aktivatorer. Det är Nukleinsekvensen vid promotorn som avgör hur bra/dåligt transkriptionsfaktorn måste binda.
En transkriptionsfaktor kan vara en hetrodimer - vad är det? Vilka fördelar finns?	En heterodimer består av två olika subenheter som har olika DNA-bindande specialitet. På grund av detta ökar heterodimerens repertoar och andelen DNA sekvenser som proteinet kan känna igen. En heterodimerer ger nya bindningsspecificiteter, nya regleringsmöjligheter och möjligheter av återanvändning av transkriptionsfaktorer. Dessutom som gör heterodimer det möjligt att göra mindre proteiner - vilket sparar energi.
Var binder oftast de genreglerande proteinerna i DNA:et? Vad är viktigt för att proteinet ska kunna reglera?	I major groove finns det plats och därför binder proteinerna oftast där. Dessutom sker ofta bindningen till DNA centralt för att kunna styra gener. Det svåra för proteinet är inte att hitta en rätt nukleotid utan att hitta rätt kombination. Därför är det viktigt att bindningarna i proteinet är fixerade i "rymden".
Ge exempel på DNA-bindande strukturer i transkriptionsfaktorer och ett exempel på var just den DNA-bindande strukturen förekommer.	1. Zn-finger - Androgen receptor 2. Helix-turn-helix - PoU-proteiner 3. Leucine zipper - Jun 4. Basic Helix-loop-helix - Myc 5. Beta-sheet - p53
Hur kan genaktiverande proteiner ändra kromatinets struktur?	Genom att rekrytera enzymkomplex som på olika sätt modifierar kromatinet. De "luckras upp" och aktiveras för transkription.
Ge exempel på olika modifieringar som kan göras på histoners svansar. Vilka aminosyror görs modifieringarna på?	Metylering av arginin och lysin, fosforylering av serin, acetylering av lysin och ubiquitylation av lysin.
Vad är ett Code-reader complex? Vilken funktion?	Ett code-reader complex binder till histonet och avläser histon-koden. I code-reader complexet finns active site för katalytiska proteinkomplex som i sin tur bidrar med fler active sites. På så sätt kan Code-reader complex sprida kromatinmodifieringar.
Vilken funktion har "Barrier sequences"?	Att motverka spridningen av repressivt kromatin
Vilken funktion har "Insulator elements"?	Att blockera kommunikationen mellan promotor och enhancer
Ge exempel på hur genreglerande proteiner kan regleras.	Ofta finns proteinerna i en aktiv och inaktiv form. Det finns flera faktorer som kan göra ett protein aktivt - ex. ligand bindning, kovalent bindning, addition av en andra subenhet, ta bort en inhibitor etc.
Vad karakteriserar tidig reglering och sen reglering av transkriptionen?	Tidig reglering - säker avstängning men svårt att detaljstyra. Sparar produktionskostnad men långsam påslagning Sen reglering - Mindre säker avstängning men lättare att detaljstyra. Snabb påslagning (jfr. Försäkring) och "farliga" proteiner.
Transkriptionsfaktorer rekryterar co-aktivatorer och co-repressor - Hur?	Co-aktivatorer rekryteras av Nuclear receptor proteiner med ligand och Co-repressorer rekryteras av vissa nuclear receptor-proteiner utan ligand
Ge exempel på hur en repression av eukaryot transkription kan gå till.	Repressorn kan sätta sig på active site istället för aktivatorn eller påverka aktivatorn genom att sätta sig på ett site bredvid den. Det finns också negativ kromatinreglering där kromatinet packas ihop hårdare m.h.a ex proteiner som fäster vid metyleringar.
Vad är DNA-metylering?	När en metylgrupp sätts på kvävebasen cytosin. Är ett styrsystem som kan behålls vid replikering. DNA-metylering fungerar framförallt som en försvarsmekanism.
Kan histonmodifieringsmönstren bevaras vid replikering?	Ja - dock måste vissa nya histoner kompletteras eftersom modifiering kanske bara ligger på den ena strängen. Detta görs genom att "modercellen" kan smitta av sig.
Ge några exempel på reglering av transkriptionsfaktorer.	Transkriptionsreglering, proteindimerisering, alternativ splitsing, translationsreglering, proteinaktiveringsreglering - ex: fosforylering, ligandbindningar eller calciumjonreglering
Hur kan Calcium påverka transkriptionen?	Calmodulin kan aktivera enzymer m.h.a calcium men det kan också inhibera att E-proteiner binder till DNA genom att själv binda till en dimer på bassekvensen. Dessutom kan de stimulera muskelutvecklingen genom att aktivera MyoD.
Beskriv kortfattat det centrala dogmat (bild).	Image: centrala_dogmat_kortfattat (image/png)
Vilka är de tre essentiella delarna för att transkription ska kunna utföras?	- Att DNA-templatet smälts - Närvaro av ett enzym som kan kopiera den ena av DNA-strängarna - Närvaro av de fyra olika ribonukleotiderna
Hur ser den kemiska strukturen för RNA ut (bild)? Vilka möjliga kvävebaser?	Image: Struktur_RNA (image/png)
Vad består RNA:s backbone av? Är en RNA-sträng polär eller opolär? I vilken riktning syntetiseras RNA?	Består av riboser förenade via fosdordiesterbindningar. En RNA-sträng är polär och syntetiseras i 5' till 3' riktning.
Eukaryoters geners generella uppbyggnad är att det består av introner och exoner. Vad är ett intron och ett exon?	Ett exon är en del av nukleotid-sekvensen i DNA-molekylen i en gen som utgör kod för delar av det slutliga proteinet för genen. En intron är en del av nukleotid-sekvensen i DNA som transkriberas men sedan redigeras bort genom splitsning före translationen.
Det humana genomet innehåller ca 25.000 gener men kodar för betydligt fler proteiner, hur är det möjligt?	Det är möjligt genom splicing. Alternativ splicing kan ske och det innebär att ibland kommer inte alla exoner med i splicingen. ex. kanske bara exon 1,3 och 8 blir de delar av genomet som används i translationen.
Vilken funktion har RNA-polymeraser? Måste ett RNA-polymeras ha en primer för att kunna fungera? Används samma RNA-polymeras hela transkriptionen?	1. Känner igen och binder till promotorer 2. Smälter DNA kring transkriptionsstarten. Bildar enkeltrådigt templat - själva m.h.a andra enzymer 3. väljer rätt ribonukleotid som sätts in i RNA-kedjan med katalys av fosfordiesterbindningar. Ingen primer krävs eftersom RNA inte har proofreading. 4. Är processiva - samma RNA-polymeras som startar transkriptionen avslutar den också
Hur vet ett RNA-polymeras när det ska sluta transkripera? Varför är det viktigt med en tydlig stoppsignal?	Det känner igen särskilda termineringssignaler. Ofta sker stoppet efter en sekvens som kan bilda en G-C-rik "stem-loop struktur" följd av en A-U-rik sekvens. Vid den AU-rika sekvensen kommer polymeraset att släppa p.g.a svaga bindningar. mRNA transkriberar bara för en gen och eftersom generna sitter tätt är det viktigt med en tydlig stoppsignal.
Hur vet RNA-polymeraset när det ska börja transkripera?	Polymeraset kommunicerar med reglerande proteiner som binder till promotorområdet
Hur fungerar ett RNA-polymeras? Hur känner det igen promotorn?	Polymeraset smälter ca 17 bp - en sk. transkriptionsbubbla - Här kommer nukleotiderna in. Bubblan förflyttar sig längs templatet under transkriptionen. För att polymeraset ska kunna känna igen promotorn krävs sigmafaktorer.
Vad är en sigmafaktor? Vilken är den vanligaste?	En sigmafaktor minskar den generella förmågan men ökar den specifika igenkänningsförmågan hos polymeraset (tänk flygplats, dimma, röda lampor!). Det finns flera olika sigmafaktorer för integration med olika typer av promotorer. Den vanligaste är sigma 70 och den känner igen sekvensen TATAAT. Sigmafaktorn kan släppa när transkriptionscykeln startat. I
I eukaryota celler finns tre RNA polymeraser som i princip har olika funktioner. Vilket polymeras är det viktigaste och vilken funktion har detta?	RNA polymeras II - transkriberar för alla proteinkodande gener och dessutom sköter den transkription av snoRNA, miRNA och siRNAs gener (+ de flesta gener i snRNA).
Hur många proteinsubenheter består polymeras II av? Vad krävs för att polymeraset ska kunna "sticka iväg"?	12 st. En fosforylering krävs för att polymeraset ska "sticka iväg" = transkriptionen kan starta
Basal (oreglerad) transkription kräver närvaro av generella transkriptionsfaktorer (GTF) - Vad har dem för funktion? Varför kallas de generella?	-Hjälper till att placera RNA-polymeras II på promotorn -Är nödvändiga för att smälta DNA-templatet -Är viktiga för att frisätta RNA polymeras II från promotorn vid övergång till elongeringsfas - Kallas "generella" eftersom de är nödvändiga för transkription av alla gener
TBP är det TATA bindande proteinet. Vad har det för funktion?	-Startar uppbyggnadsprocessen av PIC. -Binder till minor groove i TATA-boxen -Bildar TFIID komplex med TAFs
Vad är TFIID och vad har det för funktion?	-12 subenheter - TBP+TAFs=TFIID - Funktionen för TFIID är troligen att förstärka bindningen mellan TBP och TATA-boxen genom att binda till kringliggande DNA-sekvenser
Vilka är det generella transkriptionsfaktorerna? När kommer polymeraset "in"?	TFIID, TFIIA, TFIIB (polymeras), TFIIB, TFIIF, TFIIE och TFIIH
Beskriv kort funktion för TFIIA	- Oklart om det är en GTF - Har anti-repressor aktivitet - Underlättar TBP-TATA interaktion
Beskriv kortfattat funktion för TFIIB	-Bildar ett komplex med TBP eller TBP+TFIIA bundet till DNA. -Bestämmer positionen för var transkriptionen startar -Binder till RNA polymeras II
Beskriv kortfattat funktion för TFIIF	-Har både strukturella och funktionella likheter med bakteriella sigmafaktorer - motverkar ospecifik bindning av RNA polymeras II till DNA (Tänk dimma, lampor osv.) - Enda GTF som är bunden till polymeras II under elongeringsfasen - Integrerar med RNA polymeras II även när de två inte är bundna till DNA templat
Beskriv kortfattat funktion för TFIIE.	-Binder direkt till RNA polymeras II. - Påverkar CTD-kinas aktiviteten hos TFIIH -Binder till TFIIH i PIC -Viktigt för stabiliseringen av enkeltrådigt DNA nära transkriptionsstarten
Beskriv kortfattat funktionen hos TFIIH.	-Mest komplex av alla GTF - innehåller enzymatiska egenskaper -Katalyserar fosforylering av C-terminala domänen på RNA-polymerasets största proteinsubenhet -Innehåller två DNA-beroende ATPaser/helikaser som krävs för att smälta DNA:t runt transkriptionsstarten - Alla TFIIH-proteinsubenheter har identifieras som proteiner involverade i NER-Reparationer ser till att ske innan transkriptionen
Hur binder GTF till varandra? Många eller få interaktioner?	Använder ett minimalt antal interaktioner
Vad är PIC?	Pre inhiberingskomplex - är ett stort proteinkomplex som består av enzymer och proteiner som är nödvändiga för att initiera transkriptionen av proteinkodande gener från DNA till mRNA.
Vad är en mediator? Vilken funktion?	-Ett proteinkomplex som är nödvändigt för att kunna reglera transkriptionen -Har positiv effekt på basal transkription och stimulerar fosforyleringen av CTD (CTD=del av RNA polymeras II) - Består av 25-30 subenheter
Nämn några exempel på faktorer som kan påverka transkriptionselongeringen.	TFIIS, elongator. FACT, elongin, TFIIF etc.
Varför är de post-transkriptionella modifieringarna viktiga?	Är viktiga för att markera att båda ändarna av mRNA:t är intakta innan de transporteras ut till cytoplasman - För övergången från initiering till elongering -Behövs för att RNA polymeras ska kunna binda till de faktorer som katalyserar post-transkriptionella modifieringar
Vad är 5'-capping? Funktion?	Sker ko-transkriptionellt så snart ca 25 nt syntetiserats Initierar translationen genom att Cap-strukturen består av en metylerad guanin som adderas till 5'-ända samt ev. ytterligare metylering av de två första positionerna i RNA:t
Vad är splicing?	Den process i transkriptionen då intronerna klipps bort och endast de proteinkodande exonerna behålls.
Hur bestäms positionerna för splicing?	Av sekvenserna i intronernas ändar. Alla introner börjar med GU och slutar med AG. I mitten ska det finnas ett A.
Hur sker utklyvningen av intron under splicingen?	Sker via två transesterfieringar som bildar en lassostruktur som sedan knipsas av m.h.a en nukleofilattack.
Vad är spliceosomen? Funktion?	-Katalyserar splicing -Komplex av RNA och proteiner -Initierar lariatstruktur (lasso) hos intronet och möjliggör "avknipsning".
Vad är viktigt för en korrekt splicing?	Basparning mellan snRNA (finns i spliceosomen) och mRNA:t. Att templatet är korrekt och att ingen nukleotid krävs -> frameshift
Vad är polyadenylering? Funktion?	Sker vid 3' änden och innebär att ett PolyA-polymeras adderar 100-200 A till RNA:ts 3'-ända. Underlättar transporten kärna till cytoplasma. Viktigt för translation (CAP+polyA=färdigt mRNA)
Hur transporteras färdig-processat mRNA ut till cytoplasman?	Via "the nuclear pore complex"
Hur kan steroidreceptorer fungera som transkriptionella reglerproteiner?	Steroidreceptorer initierar en signal för steoridhormonerna som in sin tur leder till förändringar i genuttrycket över en längre tidsperiod (timmar-dagar). Steoridreceptor bildar tillsammans med steoridhormon (som fungerar som ligand) ett komplex. Detta komplex fungerar som en transkriptionsfaktorer och komplexet kan både tona ner och tona upp gener som används för transkription.
Hur kan syntes av olika uppsättningar proteiner ske trots att alla celltyper har samma DNA-uppsättning?	Detta beror på att vissa gener är "påslagna" och "avslagna" beroende på vilket behov cellen har
Vad är RNA-interferens?	Dubbelsträngat RNA kan "tysta" en gen så att den inte uttrycks. Detta kan ses som ett slags immunförsvar för genomet.
Hur regleras RNA:s stabilitet?	RNA är väldigt reaktivt - därför finns det proteiner runt RNA:t som ger det skydd och stabilitet. Dessa proteiner kan regleras och påverkar således RNA:s stabilitet

Next up

Description

Resource summary

Similar

	Created by stina.k.paulsson about 10 years ago