Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Podobné dokumenty
Struktura a funkce biomakromolekul

Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie DNA RNA proteinu transkripce DNA mrna translace proteosyntéza

Syntéza a postranskripční úpravy RNA

Exprese genetické informace

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce translace

2. Z následujících tvrzení, týkajících se prokaryotické buňky, vyberte správné:

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Vztah struktury a funkce nukleových kyselin. Replikace, transkripce

Přenos genetické informace: Centrální dogma. Odstranění intronů sestřihem RNA

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

Molekulární základy dědičnosti. Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA

Přednáška kurzu Bi4010 Základy molekulární biologie, 2016/17 Transkripce DNA a sestřih

Exprese genetické informace

DUM č. 10 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

Proteiny Genová exprese Doc. MVDr. Eva Bártová, Ph.D.

přepis genetické informace z DNA do RNA, při které DNA slouží jako matrice pro syntézu RNA. Reakci katalyzuje RNA-polymeráza (transkriptáza)

Kontrola genové exprese

Struktura a funkce biomakromolekul

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce translace

19.b - Metabolismus nukleových kyselin a proteosyntéza

Základy molekulární a buněčné biologie. Přípravný kurz Komb.forma studia oboru Všeobecná sestra

Molekulárn. rní. biologie Struktura DNA a RNA

Molekulární biologie. 4. Transkripce

7. Regulace genové exprese, diferenciace buněk a epigenetika

Svět RNA a bílkovin. Transkripce. Transkripce TRANSKRIPCE. Úrovně regulace genové exprese eukaryot

Nukleové kyseliny. DeoxyriboNucleic li Acid

ve srovnání s eukaryoty (životnost v řádu hodin) u prokaryot kratší (životnost v řádu minut) na životnost / stabilitu molekuly mají vliv

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Biosyntéza nukleových kyselin. VY_32_INOVACE_Ch0219.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Struktura a funkce nukleových kyselin

Typy nukleových kyselin. deoxyribonukleová (DNA); ribonukleová (RNA).

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny

6) Transkripce. Bakteriální RNA-polymeráza katalyzuje transkripci všech uvedených typů primárních transkriptů (na rozdíl od eukaryot).

Garant předmětu GEN: prof. Ing. Jindřich Čítek, CSc. Garant předmětu GEN1: prof. Ing. Václav Řehout, CSc.

Svět RNA a bílkovin. RNA svět, 1. polovina. RNA svět. Doporučená literatura. Struktura RNA. Transkripce. Regulace transkripce.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

TRANSLACE - SYNTÉZA BÍLKOVIN

Centrální dogma molekulární biologie

Genetika. Genetika. Nauka o dědid. dičnosti a proměnlivosti. molekulárn. rní buněk organismů populací

Eva Benešová. Genetika

Translace (druhý krok genové exprese)

Bílkoviny a rostlinná buňka

Genová etiologie nemocí

Rich Jorgensen a kolegové vložili gen produkující pigment do petunií (použili silný promotor)

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE PROKARYOT

MOLEKULÁRNÍ ZÁKLADY DĚDIČNOSTI

Molekulární genetika (Molekulární základy dědičnosti)

Struktura, vlastnosti a funkce nukleových kyselin, DNA v jádře, chromatin.

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

DUM č. 3 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

Genetika zvířat - MENDELU

Vazebné interakce protein s DNA

Chemie nukleotidů a nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie (existují vyjímky)

DUM č. 11 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Odvětví genetiky zkoumající strukturu a funkci genů na molekulární úrovni

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

KONTROLA GENOVÉ EXPRESE

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

Exprese rekombinantních proteinů

Molekulární základy dědičnosti

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Buněčný cyklus. Replikace DNA a dělení buňky

BUŇEČNÝ CYKLUS A JEHO KONTROLA

Molekulární základy dědičnosti

IV117: Úvod do systémové biologie

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Biologie 4, 2014/2015, I. Literák. pralesnička drobná Dendrobates pumilio Kostarika, 2004 GEN PROTEIN

B5, 2007/2008, I. Literák

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Translace, techniky práce s DNA

jedné aminokyseliny v molekule jednoho z polypeptidů hemoglobinu

Nukleové kyseliny a nadmolekulové komplexy polynukleotidů buněčných struktur

Bakteriální transpozony

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

IV117: Úvod do systémové biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

4) pokračování struktury nukleových kyselin

6. Nukleové kyseliny a molekulová genetika

Úvod do studia biologie. Základy molekulární genetiky

Základní učební text: Elektronické zpracování Biologie člověka; přednášky Učebnice B. Otová, R. Mihalová Základy biologie a genetiky člověka,

Úvod do studia biologie. Základy molekulární genetiky

RNA molekuly. Analýza genové exprese pomocí cytometrických (a jiných) metod. Analýza exprese a funkce microrna. Úrovně regulace genové exprese

Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií

Nukleové kyseliny (polynukleotidy) Nukleové kyseliny a nadmolekulové komplexy polynukleotidů buněčných struktur

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

REGULACE ENZYMOVÉ AKTIVITY

Přijímací test navazující magisterské studium Molekulární a buněčná biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

BAKTERIÁLNÍ GENETIKA. Lekce 12 kurzu GENETIKA Doc. RNDr. Jindřich Bříza, CSc.

Funkční specializace dnes: nukleové kyseliny uchovávají genet. informaci bílkoviny mají strukturní a katalytickou fci

Genetický kód. Jakmile vznikne funkční mrna, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu.

Chromatin. Struktura a modifikace chromatinu. Chromatinové domény

EPIGENETIKA reverzibilních změn funkce genů, Epigenetické faktory ovlivňují fenotyp bez změny genotypu. Epigenetická

Struktura a funkce biomakromolekul

Struktura chromatinu. Co je to chromatin?

Transkript:

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Mária Čudejková 2. Transkripce genu a její regulace

Transkripce genetické informace z DNA na RNA

Transkripce dvou genů zachycená na snímku z elektronového mikroskopu.

Formy RNA mrna, rrna a trna Všechny tři formy se účastní syntézy proteinů Všechny produkovány RNA polymerasami na základě sekvence DNA - transkripce Ne všechny geny kódují proteiny. Další kódují např. rrna a trna. Transkripce je přísně regulovaná. Pouze asi 0.01% genů v typické eukaryotní buňce prochází transkripcí současně.

Buněčná diferenciace = rozdíly v expresi proteinů

Geny mohou být exprimovány různě silně

Transkripce u prokaryot RNA polymerasa (E. coli) Escherichia coli: RNA polymerasa (465 kda) - podjednotky 2 α, 1 β, 1 β', 1 = jádro enzymu - sigma faktor - spolu s jádrem enzymu tvoří holoenzym - rozpoznává sekvenci promoteru po iniciaci transkcipce oddisociuje od jádra enzymu

RNA polymerasa (E. coli) - jádro enzymu je zodpovědné za samotnou polymeraci - β' se váže na DNA - β váže NTPs a interaguje s - rozpoznává sekvenci promoteru na DNA - α je důležitá pro stabilitu struktury a interakci s regulačními proteiny

Promoter u prokaryot

Transkripční cyklus RNA polymerasy

Transkripční reakce RNA polymerasy

E. coli RNA polymerasa

Terminace transkripce u prokaryot Rho - independent Rho dependent -Vyžaduje aktivitu tzv. Rho faktoru -Rho helikáza schopná oddělovat helixy RNA-DNA -Rho je zodpovědný za terminaci transkriptů bez terminační vlásenky -Rho rozpoznává speciální sekvence před terminačním místem (80-100 nukleotidů, vysoký obsah C, nízky G)

Transkripce u eukaryot RNA Pol I transkripce rrna genů RNA Pol II transkripce mrna RNA Pol III transkripce převážně trna genů Velké multimerní proteiny (500-700 kda) Obsahují 2 velké podjednotky podobné a ' u E. coli RNA Pol podobné katalytické místo Interagují s promoterem prostřednictvím transkripčních faktorů Transcripční faktory rozpoznávají a iniciují transkripci na specifických promoterech Některé transkripční faktory (TFIIIA a TFIIIC) se vážou do sekvencí uvnitř kódující oblasti genu

Porovnání struktur prokaryotní a eukaryotní RNA polymerasy RNA Pol II Mg Zn

Iniciační komplex Promotor obsahuje TATA box, který se nachází cca 25 nukleotidových párů před místem transkripce Sekvenci TATA boxu rozpoznává transkripční faktor TFIID, jeho vazba na TATA box umožní nasednutí TFIIB faktoru RNA polymeráza II a ostatní TF nasedají na promotor THIIH fosforyluje RNA polymerázu II a tak dochází je jejímu uvolnění z iniciačního komplexu začíná samotná transkripce

TATA box

Tvorba iniciačního komplexu musí být aktivována tzv. aktivátory (enhancers)

Cesta od genu k proteinu u eukaryot a prokaryot

Struktury prokaryotní a eukaryotní mrna Primární transkript u eukaryotů je v jádře upravován: - přidání čepičky (RNA capping) - polyadenylace - sestřih RNA (RNA splicing)

Introny a exony Struktura dvou lidských genů:

Introny a exony Introny jsou odstraňované enzymy složenými z proteinů a RNA, tzv. malé jaderné ribonukleoproteinové částice (snrnp) Jednou z úloh RNA v snrnp je na základě párování báz rozpoznat začátek a konec intronu

Sestřih genů Sestřih genů zabezpečuje komplex snrnps a dalších proteínů = sestřihový komplex (spliceosome)

Reakce spliceosomu

http://www.evolutionnews.org/2013/09/the_spliceosome _1076371.html

Alternativní sestřih genů

Regulace genové exprese Transkripce je regulována regulačními proteiny, které se vážou na regulační sekvence DNA

Velký zářez = regulační místo

Regulace transkripce Pro mnoho regulačních proteinů je charakteristický stabilní konformační motiv (DNA vazební motiv): - helix-loop-helix - helix-turn-helix - homeodoména - zinkový prst - leucinový zip

homeodoména motiv zinkového prstu motiv leucinového zipu

Regulace transkripce housekeeping geny provozní geny (např. polymerázy, RNA geny atď) konstitutivní exprese regulovaná exprese obecné transkripční faktory (iniciace transkripce u eukaryot) regulační transkripční faktory aktivátory, represory cis-elements (DNA) trans-elements (protein)

Regulace transkripce u prokaryot Geny kódující enzymy stejné metabolické dráhy jsou seřazeny blízko za sebou, tvoří operony Tento způsob uložení umožňuje koordinovanou expresi Regulační sekvence sousedí s operonem, nazývá se operátor Regulační proteiny interagují s operátory a kontrolují tak transkripci genů operonu

Lac operon u E. coli

Regulace transkripce Lac operonu Negativní kontrola Positivní kontrola

Vazba CAP a RNA Pol do oblasti lac promoteru

Vazba CAP-(cAMP) 2 na DNA

Komplexní kontrola exprese genů u eukaryot

Regulace transkripce u eukaryot - Signalizace ze vzdálené sekvence - Komplexní regulační sekvence - Mnoho transkripčních faktorů - Chromatin remodeling

Regulace transkripce u eukaryot - Chromatin remodeling Složení chromosomu

Regulace transkripce u eukaryot - Chromatin remodeling

Regulace transkripce u eukaryot - Chromatin remodeling

Regulace transkripce u eukaryot - methylace umlčování genů euchromatin heterochromatin

Regulace transkripce u eukaryot