Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

1 ID, Kull 99, Vår 2001 Frank Skorpen IKM, DMF Regulering av DNA Transkripsjon i Eukaryote Organismer.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "1 ID, Kull 99, Vår 2001 Frank Skorpen IKM, DMF Regulering av DNA Transkripsjon i Eukaryote Organismer."— Utskrift av presentasjonen:

1 1 ID, Kull 99, Vår 2001 Frank Skorpen IKM, DMF Regulering av DNA Transkripsjon i Eukaryote Organismer

2 2 Regulering av gen-uttrykk på mange nivåer Klargjøring av DNA Transkripsjon Initiering Stopp hnRNA prosessering mRNA Transport Translasjon Stabilitet Protein Kjemisk modifisering Prosessering Lokalisering Stabilitet

3 3 Gen-uttrykk reguleres primært ved regulering av transkripsjons-initiering Klargjøring av DNA Transkripsjon Initiering Stopp hnRNA prosessering mRNA Transport Translasjon Stabilitet Protein Kjemisk modifisering Prosessering Lokalisering Stabilitet

4 4 Nukleære RNA polymeraser RNA pol I –transkriberer rRNA gener RNA pol II –transkriberer protein-kodende gener (klasse II gener) RNA pol III –transkriberer tRNA gener

5 5 Geners regulatoriske områder Start TRANSKRIPSJONSENHET +1 TATA Inr CORE PROMOTER ’ 5’ TATAAT konsensus: ProximalDistal ENHANCER ELEMENTER Exon Intron

6 6 E2F Mulige transkripsjonsfaktor-bindende elementer kan identifiseres ut i fra DNA sekvens

7 7 Forskjellige sett av aktivatorer aktiverer forskjellige gener A BC ADE Gen 1 Gen 2

8 8 Forskjellige typer celler uttrykker forskjellige gener fordi de inneholder forskjellige sett av transkripsjons-aktivatorer A B DE BCC ADEAA Celletype I Celletype II

9 9 Transkripsjons-aktivatorer rekrutterer transkripsjonsmaskineriet til promoteren TATA Inr CORE PROMOTER DNA-bindings- domene Aktiverings- domene Transkripsjons- maskineri

10 10 Mange aktivatorer binder som homo- eller heterodimérer TATA Inr CORE PROMOTER Dimériserings- domene ProximalDistal ENHANCER ELEMENTER

11 11 Transkripsjons-aktivatorer: familier Helix-turn-helix Leucine zipper Helix-loop-helix Zinc finger andre

12 NH 2 COOH Helix-turn-helix Helix-turn-helix motivet finnes i en rekke prokaryote regulatoriske proteiner og i homeodomain proteiner i eukaryoter. Helix 3 er “recognition helix” som kontakter major groove i DNA helixen. Helix 1 and 2 ligger over helix 3 og kan kontakte andre proteiner. L L L L L L L L NH 2 COOH HOOC Leucine zipper Leucine zipper proteiner fungerer som dimérer av to subenheter, hver delt i to helix-regioner. Leucine (L) residier i C- terminalen danner en hydrofob overflate for interaksjon mellom de to protein sub- enhetene. Positive aminosyrer N-terminalt for leucinene danner kontaktflaten med DNA.

13 Helix-loop-helix NH 2 HOOC NH 2 COOH Helix Loop Helix-loop-helix proteiner har to helixer bundet sammen med en loop av ukjent struktur. Disse helixene danner overflaten for dannelsen av dimérer. En tredje helix rik på positive aminosyrer er ansvarlig for DNA-binding. Diagram av en zinc finger bestående av to cysteine (C) og to histidine (H) residier koordinert rundt et sink atom. Andre høyt konserverte aminosyrer i denne klassen av zinc fingre er også vist. Zinc fingre kan også bruke fire cysteiner til å koordinere zinc atomet, slik som i steroid hormon receptorer. P C L H C H Zn Y COOH C 2 H 2 zinc finger NH 2

14 14

15 15 Transkripsjons-aktivatorer kan slås på og av P PROTEIN- SYNTESE LIGAND- BINDING FOSFORYLERINGBINDING TIL ANNEN SUBENHET AKTIV INAKTIV DNA-bindende subenhet Aktiverende subenhet

16 16 Signal-aktivering av gener Steroid hormon reseptor TRANSKRIPSJON Insulin Signal- kaskade P P Insulin reseptor

17 17 Aktivatorer rekrutterer RNA pol II og et sett av 5 generelle transkripsjonsfaktorer -50 Aktivator +1 TATA Inr RNA pol II IIF IIH IIE IIB IID

18 18 TBP binder til TATA-element og danner en plattform for binding av de andre faktorene TATA Inr -50 Activator TBP +1 TAF II s

19 19 Rekruttering skjer vanligvis i to trinn: først TFIID, deretter resten av komplekset -50 Aktivator +1 TATA Inr RNA pol II IIF IIH IIE IIB IID

20 20 Generelle transkripsjonsfaktorer og RNA pol II responderer ikke til aktivatorer in vitro -50 Aktivator +1 TATA Inr RNA pol II IIF IIH IIE IIB IID

21 21 Srb9 -50 Activator +1 TATA Inr RNA pol II IIF IIH IIE IIB TBP The Core Srb/Mediator Complex Srb2, -4, -5, -6, and -7; (pos) Med1, -2, -4, -6, -7, and -8; (pos) Gal11, Sin4, Rgr1, Rox3, and Pgd1 (neg) Srb10 CDK Srb11 Srb4 Aktivatorer virker vanligvis gjennom ikke-DNA-bundne ko-aktivatorer (neg)

22 In vivo foreligger DNA i form av kromatin. Kromatin virker hemmende på DNA transkripsjon. Nukleosom: bp DNA tvunnet rundt en oktamer av histoner

23 Histon acetyltransferaser (HATs) og histon deacetylaser (HDACs) HAT HDAC H2B H2A H3 H4 H2AH2B H4 H H2B H2A H3 H4 H2AH2B H4 H H20H20 CH 3 C=O OH S CH 3 C=O Coenzyme A SH

24 HAT enzymer kan dirigeres til promotere ved å binde til aktivatorer CREB c-Jun Fos P/CAF p300/CBP P/CAF: “p300/CBP-Associating Factor” p300/CBP, “CBP: CREB-binding protein” E2F-1 p53 Nukleosom

25 25 TAF II 250 har intern HAT aktivitet TAF II 250 TFIID TATA HAT aktivitet Aktivator

26 26 Mange repressorer fungerer ved å rekruttere HDAC aktiviteter E2F/DP Rb HDAC1 Deacetylering og represjon MadMax HDAC1 SIN3 YY1 HDAC2

27 27 Inr TATA +1 Aktivator Swi - Snf Complex ATP ADP + P i Swi2 SWI/SNF bruker ATP til å remodellere nukleosomstrukturer

28 28 Inr TATA +1 Aktivator Swi - Snf Complex ATP ADP + P i Swi2 SWI/SNF kan rekrutteres som del av RNA pol II holoenzym RNA pol II holoenzym

29 Inr +1 Aktivator TAF II 250 TBP RNA pol II IIF IIH IIE IIB Srb/Mediator Swi - Snf ATP ADP + P i HATs DNA-bøyende ko-aktivator Rekruttering ved synergi TATA

30 30 Modell av pre-initieringskompleks Aktivatorer Generelle (basale) transkripsjonsfaktorer Ko-aktivatorer/ TBP-assosierte faktorer RNA pol II

31 5’ 3’ 5’ 3’ Kopiering til pre-mRNA AAAAAAA-3’ Fjerning av introns, påsetting av m 7 G(5’)pp cap, 3’-ende-kløyving og polyadenylering 5’- m 7 Gpp mRNA Exon Intron Produksjon av mRNA

32 elongating RNA pol II (Pol IIo) pre mRNA AAUAAA Kløyvings- / polyadenylerings- faktorer Elongerings- faktorer Spleise- faktorer CTD ( (YSPTSPS) n RNA pol II holoensym er involvert i både RNA-kjede forlengelse, RNA prosessering, og terminering av transkripsjon Fjerning av intron

33 33 Oppsummering: Transkripsjonsaktiviteten av et gen bestemmes av hvor effektivt RNA pol II holoenzym rekrutteres til promoteren Dette bestemmes av den synergistiske effekten av de til enhver tid bundne aktivatorer Gener reguleres forskjellig fordi de binder forskjellige sett av aktivatorer Aktivatorer virker vanligvis gjennom ikke-DNA-bundne ko-aktivatorer

34 34 In vivo foreligger DNA i form av kromatin. Kromatin hemmer transkripsjons-initiering Assosiert med RNA pol II finnes enzymaktiviteter som re-modellerer kromatin, slik som SWI/SNF og HATs/HDACs SWI/SNF og HATs/HDACs kan også rekrutteres via interaksjon med sekvens-spesifikke aktivatorer Forskjellige promotere har forskjellige krav til sammensetningen av RNA pol II holoenzym


Laste ned ppt "1 ID, Kull 99, Vår 2001 Frank Skorpen IKM, DMF Regulering av DNA Transkripsjon i Eukaryote Organismer."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google