Genomin ilmentyminen 17.1.2013 Liisa Kauppi, Genomibiologian tutkimusohjelma liisa.kauppi@helsinki.fi
Genomin ilmentyminen transkription aloitus RNA:n synteesi ja muokkaus
DNA:n ja RNA:n välisiä eroja 1. runko 2. emäkset 3. pääasiallinen olomuoto
Esimerkki, kuinka transkriptiofaktorin mutaatio voi aiheuttaa muutoksen fenotyypissä: 1996 Nature Publishing Group http://www.nature.com/naturegenetics
Ihmisgenomin koostumus eksomi muu 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: promootterialue Luettava alue Lopetus: terminaatioalue 5 3 Esimerkki promoottorisekvenssistä (transkriptiotekijä p53:n konsensussekvenssi) Brynczka et al., BMC Genomics 2007, 8:139 Useimmat geenit ovat yleensä pois päältä ja ne pitää erikseen aktivoida. Poikkeuksena ns. taloudenpito-(housekeeping) geenit.
Transkription aloitus prokaryooteilla Sigma-tekijä ja RNA-polymeraasi = RNA-polymeraasiholoentsyymi Figure 6-11 (part 1 of 7) Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)
RNA:ta on montaa eri tyypp niillä on eri tehtävät EUKARYOOTIT Table 6-2 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)
Geenien lukeminen Koodaava säie = DNA-säie, jonka sekvenssi vastaa RNA:n sekvenssiä Templaattisäie = DNA-säie, jota käytetään mallina transkriptiossa Lisää aiheesta: http://www.sci.sdsu.edu/~smaloy/microbialgenetics/topics/chroms-genes-prots/temp-strand.html
Promoottorisekvenssit 5 3 5 GGGCGCC TATAAAA 3 A-RYHMÄ CCANTCC AGACGTG RNA pol II:n tarvitsemat transkriptiofaktorit RNA-Pol II:n yleiset transkriptiotekijät B-RYHMÄ
Transkriptiotekijät ja transkription aloitus
Transkription aloitus on todellisuudessa vieläkin säädellympää initiaatio tehostajaproteiini tehostajajakso tehostajajakso
Eukaryoottisen RNA:n muokkaus esiaste-rna:sta lähetti-rna:ksi 5 huppu Introneiden poisto = silmukointi 3 häntä esiaste-rna Eksoni 1 Eksoni 2 lähetti-rna Eksoni 1 Eksoni 2 5 3
RNA-polymeraasi on monitoimikone! Esiaste-RNA:sta lähetti-rna:ksi 5 huppu Introneiden poisto = silmukointi 3 häntä 5 huppu - Merkitsee 5 pään - CBC-proteiini sitoutuu; auttaa RNA:n muokkauksessa ja tumasta ulos viennissä - Tärkeä myös translaatiossa (perjantain luento)
Introneiden poisto eli silmukointi esiaste-rna Eksoni 1 GU A AG Eksoni 2 5 3 lähetti-rna Eksoni 1 Eksoni 2 5 3 Spliseosomi = silmukointikoneisto, sis. RNA:ta ja proteiineja RNA toimii spliseosomin yhteydessä ribotsyyminä VIDEO http://www.youtube.com/watch?v=fvuawbgw_pq
Pienet tuman RNA:t (snrna:t) muodostavat silmukointikoneiston ytimen Silmukointikohdat tunnistetaan snrna:n ja esiaste-rna:n välisen emäspariutumisen avulla Lisäksi: Silmukointi suoritetaan sitä mukaa, kun esiaste-rna muodostuu SR-proteiinit suojaavat eksoneita
Vaihtoehtoinen silmukointi Samasta geenistä useampi lähetti-rna-versio voimaharjoittelu kestävyysharjoittelu Ruas JL et al. (2012) A PGC-1α Isoform Induced by Resistance Training Regulates Skeletal Muscle Hypertrophy. Cell 151:1319-31 (geeni= peroxisome proliferator-activated receptor gamma, coactivator 1 alpha)
Loppusilaus RNA:lle: 3 häntä RNA:ssa konsensussekvenssi Poly-A polymeraasi syntetisoi hännän Poly-A häntään sitoutuu proteiineja VIDEO http://www.youtube.com/watch?v=yjwuvrzvzya - Suojaa mrna:ta eksonukleaaseilta (pidempi häntä = pidempi RNA:n elinaika = enemmän proteiinia) - Mahdollisuus tehdä eri proteiiniversioita samasta geenistä
-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)
Muokattu lähetti-rna viedään solulimaan tuma tumahuokonen solulima