Genomin ilmentyminen

Samankaltaiset tiedostot
Genomin ilmentyminen Liisa Kauppi, Genomibiologian tutkimusohjelma

Genomi-ilmentyminen Genom expression (uttryckning) Nina Peitsaro, yliopistonlehtori, Medicum, Biokemia ja Kehitysbiologia

DNA > RNA > Proteiinit

VASTAUS 1: Yhdistä oikein

6 GEENIT OHJAAVAT SOLUN TOIMINTAA nukleiinihapot DNA ja RNA Geenin rakenne Geneettinen informaatio Proteiinisynteesi

Sukunimi Etunimet Tehtävä 3 Pisteet / 20

DNA Tiina Immonen, FT, yo-lehtori HY Biolääketieteen laitos, Biokemia ja kehitysbiologia

Francis Crick ja James D. Watson

DNA (deoksiribonukleiinihappo)

Avainsanat: perimä dna rna 5`-ja 3`-päät replikaatio polymeraasientsyymi eksoni introni promoottori tehostajajakso silmukointi mutaatio

DNA (deoksiribonukleiinihappo)

DNA Tiina Immonen, FT, yo-lehtori HY Lääketieteellinen tiedekunta Biokemia ja kehitysbiologia

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

NON-CODING RNA (ncrna)

Muuttumaton genomi? Genomin ylläpito. Jakson luennot. Luennon sisältö DNA:N KAHDENTUMINEN ELI REPLIKAATIO

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen Medicum, Biokemia ja kehitysbiologia

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

II Genetiikka 4.(3) Nukleiinihapot

"Geenin toiminnan säätely" Moniste sivu 13

Peptidi ---- F K V R H A ---- A. Siirtäjä-RNA:n (trna:n) (3 ) AAG UUC CAC GCA GUG CGU (5 ) antikodonit

Nukleiinihapot! Juha Klefström, Biolääketieteen laitos/biokemia ja genomibiologian tutkimusohjelma Helsingin yliopisto.

Genomin ylläpito Tiina Immonen BLL Lääke8eteellinen biokemia ja kehitysbiologia

Ribosomit 1. Ribosomit 2. Ribosomit 3

Genomin ylläpito TIINA IMMONEN MEDICUM BIOKEMIA JA KEHITYSBIOLOGIA

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

DNA:n informaation kulku, koostumus

Tulehdus ja karsinogeneesi. Tulehduksen osuus syövän synnyssä. Tulehdus ja karsinogeneesi. Tulehdus ja karsinogeneesi. Tulehdus ja karsinogeneesi

Bioteknologian tutkinto-ohjelma Valintakoe Tehtävä 3 Pisteet / 30

6.4. Genomin koon evoluutio Genomin koko vaihtelee

Bioteknologian perustyökaluja

Biotieteiden perusteet farmasiassa, syksy 2017

VIIKKI BIOCENTER University of Helsinki

LUENTO 3 Kyösti Ryynänen Seutuviikko 2014, Jämsä

Kehitysbiologiassa käytetään lukuisia viekkaita kuvantamismenetelmiä

BIOLOGIAN OSIO (45 p.)

BIOLOGIAN OSIO (45 p.)

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Seutuviikko 2015, Jämsä Kyösti Ryynänen PROTEIINISYNTEESI LUENTO 3 DNA-RAKENNE DNA SOLUJAKAUTUMINEN DNA-KAKSOISKIERRE

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

- Extra: PCR-alukkeiden suunnittelutehtävä haluttaessa

Synteettinen biologia Suomessa: Virukset synteettisen biologian työkaluina

Solun tuman rakenne ja toiminta. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2012

Solu - perusteet. Enni Kaltiainen

Ribosomit 1. Ribosomit 4. Ribosomit 2. Ribosomit 3. Proteiinisynteesin periaate 1

Nimi sosiaaliturvatunnus

Geenisakset (CRISPR)- Geeniterapian vallankumousko? BMOL Juha Partanen

Experimental Identification and Computational Characterization of a Novel. Extracellular Metalloproteinase Produced by Clostridium sordellii

Anatomia ja fysiologia 1 Peruselintoiminnat

ELAHEH MORADI ARABINOOSIPROMOOTTORIN TRANSKRIPTIODYNAMIIKKA KOLIBAKTEERISSA. Kandidaatintyö

Etunimi: Henkilötunnus:

Biologian tehtävien vastaukset ja selitykset

Väärin, Downin oireyhtymä johtuu ylimääräisestä kromosomista n.21 (trisomia) Geeni s. 93.

Genomi- ilmentymisen säätely

Kuinka geenin emäsjärjestys muunnetaan proteiinin avaruusrakenteeksi ribosomaalisen proteiinisynteesin vaiheet

Geenitekniikan perusmenetelmät

Sytosoli eli solulima. Sytosoli. Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu (Chapter 12 Alberts et al.)

KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: BIOLOGIA (45 p) Valintakoe klo

PCR - tekniikka elintarvikeanalytiikassa

Perinnöllisyyden perusteita

epiteeli endodermi Nisäkkään hampaan kehitys nisäkkään alkio:

Drosophila on kehitysgenetiikan mallilaji nro 1

Genomin evoluutio. Miten genomin koko ja rakenne muuttuvat ja miten sitä tutkitaan?

ELEC-C2210 Molekyylibiologia Proteiinisynteesi, muokkaus ja kohdentuminen

BIOLOGIAN OSIO (45 p.)

RNA-polymeraasin peruuttamisen mekanismi transkription pysähtymisessä

Duchennen lihasdystrofian ja spinaalisen lihasatrofian hoidon uusia näkymiä. Jaana Lähdetie TYKS lastenneurologia

465 E MOLEKYYLIBIOLOGIAA

Solun tutkiminen. - Geenitekniikka

SÄTEILYN TERVEYSVAIKUTUKSET

Methods S1. Sequences relevant to the constructed strains, Related to Figures 1-6.

Genomi- ilmentymisen säätely

Tuma, solusykli ja mitoosi/heikki Hervonen 2012/Biolääketieteen laitos/anatomia Solubiologia ja peruskudokset-jakso

MALLIVASTAUKSET (max 30 p/kysymys, max 120 p koko kokeesta)

Ribosomit ja valkuaisainesynteesi. Geenien tehokkuudessa eroja. RNA:n synteesi. DNA:sta proteiiniksi Geneettisen informaation kulku.

Hyvän vastauksen piirteet. Biolääketieteen valintakoe Maksimipisteet: 45

DNA, RNA ja proteiinirakenteen ennustaminen

Syöpägeenit. prof. Anne Kallioniemi Lääketieteellisen bioteknologian yksikkö Tampereen yliopisto

State of the Union... Functional Genomics Research Stream. Molecular Biology. Genomics. Computational Biology

Mitä uutta DNA:sta. - koko perimän laajuiset analyysimenetelmät ja niiden sovellukset. Heidi Nousiainen, FT Erikoistuva kemisti, HUSLAB

måndag 10 februari 14 Jaana Ohtonen Kielikoulu/Språkskolan Haparanda

Kreatransporttihäiriö

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus

Tuma. Tuma 2. Tuma 3. Tuma 1. Hemopoiesis. solun kasvaessa tuma kasvaa DNA:n moninkertaistuminen jättisolut

Vanilliini (karbonyyliyhdiste) Etikkahappo (karboksyyliyhdiste)

JUOSTEISUUDEN SÄILYTTÄVIEN RNA-NÄYTTEENVALMISTUSMENETEL- MIEN VERTAILU UUDEN SUKUPOLVEN SEKVENSOINTIA VARTEN

CAR- JA PXR -TUMARESEPTORIEN KLOONAAMINEN ERI LAJEISTA JA NIIDEN TOIMINNAN TUTKIMINEN

Mitä elämä on? Astrobiologian luento Kirsi

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

BIOLOGIAN KOE HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

-1- Ota henkilötodistus mukaasi jättäessäsi vastauspaperin. Kysymyksiin voi vastata suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi.

Euromit2014-konferenssin tausta-aineistoa Tuottaja Tampereen yliopiston viestintä

Metsäpatologian laboratorio tuhotutkimuksen apuna. Metsätaimitarhapäivät Anne Uimari

Ma > GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING

Supporting Information for

HMM ja geenien etsintä

Suomalainen genomitieto ja yksilöllistetty terveydenhuolto Olli Kallioniemi October 9, 2013

Kukan kehitystä säätelevien geenien molekyylikloonaus

σ 54 -välitteisen transkription initiaatio ja Synechocystis sp. PCC6803

Hyvän vastauksen piirteet. Biolääketieteen valintakoe Maksimipisteet: 45

GEENITEKNIIKAN PERUSASIOITA

Transkriptio:

Kauppi 17/01/2014 Genomin ilmentyminen LH1, Molekyylibiologia 17.1.2014 Liisa Kauppi, Genomibiologian tutkimusohjelma liisa.kauppi@helsinki.fi Huone C501b, Biomedicum 1 Transkriptiofaktorin mutaatio voi aiheuttaa muutoksen fenotyypissä: A Dominant-Negative GFI1B Mutation in the Gray Platelet Syndrome Monteferrario et al. (New England Journal of Medicine, 2013) Terve Terve Sairas Sairas Sairas The gray platelet syndrome is a hereditary, usually autosomal recessive bleeding disorder caused by a deficiency of alpha granules in platelets. We detected a nonsense mutation in the gene encoding the transcription factor GFI1B (growth factor independent 1B) that causes autosomal dominant gray platelet syndrome. ( ) Megakaryocytes had dysplastic features, and they were abnormally distributed in the bone marrow. The GFI1B mutant protein inhibited nonmutant GFI1B transcriptional activity in a dominant-negative manner. Our studies show that GFI1B, in addition to being causally related to the gray platelet syndrome, is key to megakaryocyte and platelet development. 1

Transkriptiofaktorin mutaatio voi aiheuttaa muutoksen fenotyypissä (toinen esimerkki): A human MSX1 homeodomain missense mutation causes selective tooth agenesis. Vastardis et al. (Nature Genetics, 1996) We demonstrate that a mutation in the homeobox gene, MSX1, causes a common developmental anomaly, familial tooth agenesis. Genetic linkage analyses in a family with autosomal dominant agenesis of second premolars and third molars identified a locus on chromosome 4p, where the MSX1 gene resides. ( ) We ( ) suggest that MSX1 functions are critical for normal development of specific human teeth. Oppimistavoitteet Luennon ymmärrät pääperiaatteet seuraavista kokonaisuuksista: Transkriptio RNA polymeraasit, promoottorit ja transkriptiotekijät) RNA:n silmukointi introni, eksoni, spliseosomi (snrna), ribotsyymi ja vaihtoehtoinen silmukointi Alberts, luku 6 2

Tarkemmat oppimistavoitteet Luennon jälkeen Osaat vertailla, kuinka prokaryoottien ja eukaryoottien transkriptio poikkeavat toisistaan Tiedät, miksi eukaryooteilla on monta RNApolymeraasia Ymmärrät, miten transkriptio aloitetaan ja mikä on promoottorin ja transkriptiotekijöiden funktio Osaat kertoa, kuinka esiaste-rna:sta muokataan silmukoinnin avulla lähetti-rna Ymmärrät, kuinka spliseosomi toimii ja kuinka lähetti- RNA:sta saadaan eri versioita vaihtoehtoisen silmukoinnin avulla Tiedät, kuinka ja miksi lähetti-rna:ta muokataan Genomin ilmentyminen 1. transkription aloitus ja RNA:n synteesi 2. RNA:n silmukointi ja muu muokkaus DNA:n ja RNA:n välisiä eroja 1. runko 2. emäkset 3. pääasiallinen olomuoto 3

Ihmisgenomin koostumus: Hyvin vähän proteiineja koodaavaa DNA:ta Mistä solu tietää, mikä on geeni? Geenistä pitää tunnistaa alku, luettava osa ja loppu. Nämä signaalit on kirjattu DNA:han. Geenin lukuun tarvitaan transkriptiotekijät ja RNA-polymeraasi Aloitus: promoottorialue Luettava alue Lopetus: terminaatioalue Useimmat geenit ovat yleensä pois päältä ja ne pitää erikseen aktivoida. Poikkeuksena ns. taloudenpito-(housekeeping) geenit. Transkription epänormaali säätely esim. syövässä Koodaava juoste Mallijuoste = DNA-juoste, jonka sekvenssi vastaa RNA:n sekvenssiä = DNA-juoste, jota käytetään mallina transkriptiossa 4

Kauppi 17/01/2014 Eukaryoottien ja prokaryoottien välisiä eroja transkriptiossa Eukaryootit Prokaryootit Transkription aloitus prokaryooteilla Sigma-tekijä ja RNA-polymeraasi Mitä jo tuntemaanne solutoimintoa transkriptio muistuttaa? Figure 6-11 (part 1 of 7) Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Figure 6-11 (part 4 of 7) Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 5

Kauppi 17/01/2014 Eukaryooteilla on 3 eri RNA polymeraasia joilla on osin eri tehtävät RNA:ta on montaa eri tyyppiä ja niillä on eri tehtävät EUKARYOOTIT Table 6-2 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Table 6-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Transkription aloitussignaaleita DNA:n promoottorisekvenssit RNA:n synteesi alkaa tästä 5 3 RNA pol II:n tarvitsemat transkriptiofaktorit Transkriptiotekijät muodostavat valtavan proteiinikompleksin Tarkemmin kuvassa 6-16 Yksittäisen geenin tasolla vielä monia muita! Table 6-3 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Figure 6-17 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 6

Transkription aloitukseen tarvitaan usein myös tehostaja initiaatio tehostajaproteiini tehostajajakso tehostajajakso Transkriptioanimaatio: dnalc.org Introneiden poisto eli silmukointi esiaste-rna Eksoni GU A AG 5 3 Eksoni lähetti-rna Eksoni 1 Eksoni 2 Spliseosomi = silmukointikoneisto, sis. RNA:ta ja proteiineja RNA toimii spliseosomin yhteydessä ribotsyyminä (ks. myös itsesilmukointi, kuva 6-36) 7

Pienryhmätehtävä (noin 10 min): DNA:n lukeminen esiaste-rna:ksi -> silmukointi DNA-sekvenssi:! 5! 3! CCACTCCCTTTATGGGTCAATCTTCAAGTC! GGTGAGGGAAATACCCAGTTAGAAGTTCAG! AGACGTGCGTCTATTGGGCGCAGGTAAGTC! TCTGCACGCAGATAACCCGCGTCCATTCAG! DNA:n koordinaatit 30 60 CTAATGTTCGTCCAATGTTATCCTTACAAG! GATTACAAGCAGGTTACAATAGGAATGTTC! 90 GGACTAACGGCCAATCTCCCTTACAGGACT! CCTGATTGCCGGTTAGAGGGAATGTCCTGA! CATATGAACGTCGAATGTTAAAGGTGAGTG! GTATACTTGCAGCTTACAATTTCCACTCAC! 120 150 bp Esiaste-RNA sisältää silmukointisignaalit (=sekvenssit) Y = pyrimidiini R = puriini Pienryhmätehtävä (noin 10 min): 1. Lukekaa DNA esiaste-rna:ksi 2. Etsikää intronin alku ja loppu 3. Etsikää intronin A-haarakohta 4. Jos aikaa: Missä on DPE (downstream promoter element, ks. kuva 6-17)? 8

Eukaryoottisen RNA:n muokkaus esiaste-rna:sta lähetti-rna:ksi 5 huppu Introneiden poisto = silmukointi 3 häntä esiaste-rna Eksoni Introni Eksoni lähetti-rna Eksoni Eksoni 5 3 RNA-polymeraasi on monitoimikone! 5 huppu mrna:n nimilappu silmukointi 3 häntä suojaa mrna:ta eksonukleaaseilta (pidempi häntä = pidempi RNA:n elinaika = enemmän proteiinia) 9

Pienet tuman RNA:t (snrna:t) muodostavat silmukointikoneiston ytimen Silmukointikohdat tunnistetaan snrna:n ja esiaste-rna:n välisen emäspariutumisen avulla Silmukointi suoritetaan sitä mukaa, kun esiaste-rna muodostuu Vaihtoehtoinen silmukointi Samasta geenistä useampi lähetti-rna-versio DNA RNA proteiini Bellani et al. (Mol Cell Biol, 2010) Kauppi et al. (Science, 2011) 10

Kauppi 17/01/2014 Transkription lopetus RNA:ssa konsensussekvenssi -> RNA napsaistaan poikki Poly-A polymeraasi syntetisoi 3 hännän Poly-A 3 häntään sitoutuu proteiineja VIDEO http://www.youtube.com/watch?v=yjwuvrzvzya Elektronimikroskooppikuva kahden geenin transkriptiosta -huomaa kuinka monet RNA polymeraasit lukevat DNA:ta RNA:ksi samanaikaisesti Monta RNA-polymeraasikompleksia lukee kutakin geeniä samanaikaisesti (Elektronimikroskooppikuva rrna:sta; rrna on ribosomin RNA-komponentti ja sitä tarvitaan erityisen paljon tumajyvänen on tuman ribosomitehdas) 11

Muokattu lähetti-rna viedään solulimaan tuma tumahuokonen solulima seuraava luento! Jos animaatiot helpottavat oppimistasi: Transkriptio (esiaste-rna:n tuottaminen) http://www.youtube.com/watch?v=wsofh466lqk Esiaste-RNA:n muokkaus http://www.youtube.com/watch?v=dosru15vtdm RNA:n silmukointi http://www.youtube.com/watch?v=fvuawbgw_pq Cold Spring Harbor-laboratorioiden DNA Learning Centeristä löytyy paljon hienoja animaatioita: http://www.dnalc.org/resources/3d/index.html (Mutta muista kuitenkin fact check Albertsista!) 12