Upload
eugenia-marc
View
240
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
1/12
12.11.201
Controlul
expresiei
genice
REGLAREA
EXPRESIEI GENICE
!!! Alegerea genei pentru transcripie
!!! Activarea secvenei de ADN
!!! Controlul activitii ARN-polimerazei II
!!! Controlul cantitii i calitii ARNm i proteinei sintetizate
Organism pluricelular:
Peste 200 de tipuri de celule
diferite esuturi organe
Toate celulele somatice ale
unui organism sunt genetic
identice (au aceeaicantitate de ADN, aceleaigene), provenind de la
celula zigot prin mitoze
succesive)
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
2/12
12.11.201
Particularitile genomului uman
Genomul nuclear (n)
3,2 Gb
~ 35000 gene
Genomul mitocondrial
16,6 kb
37 de gene
ADN genic
25%
ADN extragenic
75%
ADNcodant
10%
ADNnecodant
90%
Secvene unicesau n numrmic de copii
60%
Secvenemoderat sau
nalt repititive
40%
Clasificarea genelor nucleare
1. n dependen de produsul genic: gene de cl.I pentru ARNr
gene de cl. II pentru ARNm i proteine gene de cl.III pentru ARNt, ARNr, ARNsn
2. n dependen de locul activitii: gene active n toate celulele gene active n anumite celule, esuturi
3. n dependen de perioada ontogenetic
gene active pe tot parcursul vieii gene active numai prenatal
gene active numai la pubertate
gene active numai la adult
4. n dependen de interaciunea cu factorii de mediu; gene stabile
gene plastice
5. n dependen de gradul de expresie: gene normomorfe
gene hipomorfe
gene hipermorfe
gene amorfe
6. n dependen de numrul de copii n genom: gene unice
gene repetate n tandem sau dispersate
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
3/12
12.11.201
7. n dependen de funcia produilorgenici:
enzime - 31,2%;
modulatori ai proteinelor sintetizate - 13, 6 % receptori;
factori de transcripie; proteinele matricei intracelulare i matricei
extracelulare;
transportatori membranari i proteine canal; molecule semnalizare celular; hormoni;
Ig.
50%
Fiecare celul a organismului conine setul complet degene (30-40000 perechi gene pentru 46 mol. ADNnuclear)
Expresia genic numai 10% din toate genele
Expresie continu
Gene ARNr
Gene ARNt
Gene housekeeping
Expresie temporaldependent:
de esut; de perioada
ontogenetic; de perioada ciclului
celular;
de factorii de mediu
Non-expresie
pseudogene
!!! Exist mecanisme de reglare a expresiei genelor
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
4/12
12.11.201
La procariote
!!! DAR, la eucariote:
genomul nuclear este enorm i este puternic compactizat
(ADN+ proteine histone, proteine nehistone);
recunoaterea i activarea unei secvene scurte de nucleotide(unei gene) este dificil;
exist mecanisme de reglare multiple, la diferite nivele deexpresie a genelor (pretranscripional, transcripional,processingARNm, translaie, etc.):
! etapa principal la nivelul iniierii transcripiei; ! mecanismul principal interaciunea unor factori proteici la secvenele reglatoare ale acizilor nucleici;
! factorii proteici reglatori sunt produii unor gene situate la distan, pe alte molecule de ADN (factori trans-reglatori)
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
5/12
12.11.201
FACTORII REGLATORI AI EXPRESIEI GENICE
CIS-genici
Boxe pentru
iniiereatranscripiei
Boxe specifice deesut
Boxe RE induseprin hormoni,ioni, AMPc
Enhancers,silencers
TRANS-genici
Factori proteicide transcripiegenerali
Factori proteicide transcripiespecifici de esut
Factori proteicide transcripieinuctibili
Enh, sil.
EPI-genici,(negenetici)
Modificareahistonelor(metilare,acetilare,fosforilare,ubiquitinare
Metilarea ADN
Variaii nconfiguraiaADN
Nivele de reglare a EG
Pretranscripional decondensarea cromatinei, eliberareaADN de histone (epigenetic, reversibil, potenial ereditar)
Transcripional identificarea promotorului, formareacomplexului de iniiere, rata de transcripie
Posttranscripional procesarea ARNm, alegerea variantei despl ic ing, controlul transferului ARNm n citoplasm
Translaional selectarea matriei, formarea complexuluideiniiere, controlul calitii polipeptidului, stabilitatea ARNm
Posttranslaional modificarea posttranslaional apolipeptidului, direcionarea proteinelor
Reglarea la nivel pretranscripional1. Modificarea histonelor:
metilarea H3 (Lys4) expresie activ a genei metilarea H3 (Lys9) atenuarea transcripiei acetilarea histonelor relaxarea cromatinei, facilitareatranscripiei dezacetilarea histonelor condensarea cromatinei, inactivarea
transcripiei fosforilarea H1 supracondensarea cromatinei defosforilarea H1 decondensarea cromatinei
2. Metilarea ADN (insulele 5MeCpG, frecvent n promotor) inactivarea transcripiei.
!!! Metilarea ADN dezacetilarea histonelor represia transcripiei
3. Modificri n configuraia ADN: helixulB helix Z represie genic (excepie promotor)
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
6/12
12.11.201
Control pretranscripional
Controlul la distan a expresiei genice:!!! Organizarea funcional a cromozomilor n
domenii cromatidiene cu expresiei genicdiferite, evitnd efectul activator sau inhibitora Enhancer-ilor sau Silencer-ilor unei gene
asupra altor gene.
1) Efectul de poziie a genelor pe cromozom2) Reglarea coordonat a expresiei genelor(LCR-locus contro l region)
Sac vitelin Ficat Mduva roiea oaselor isplin
Control expresiei temporale i spaiale
ale genelor globinelor
crs.16
crs.11
Exemplu metilare - demetilare
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
7/12
12.11.201
Reglarea la nivel transcripional
!!! Formarea complexului de iniiere atranscripiei:
!!! Interaciunea factorilor proteici trans-reglatori cu secvenele cis-reglatoare alepromotorului (selectarea promotorului la
genele cu mai muli promotori)
!!! Reglarea activitii ARN-polimerazei:- direcionarea;- alegerea +1
- alegerea catenei transcrise
!!! Controlul ratei de transcripie
!!! Activarea genei prin inducie hormonal itransducie
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
8/12
12.11.201
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
9/12
12.11.201
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
10/12
12.11.201
1
Factorii de translaie i mecanismul lor de aciune
Iniierea
eIF-2 - Activeaz complexul Met-ARNtmet
eIF-3 - Asigur unirea subunitii 40S la CAP-ul ARNm
eIF-4A- Recunoate CAP-ul i asigur denaturareapalindroamelordin secvena lider a ARNm
eIF-4B - Asigur stabilitatea moleculei ARNm i previneformarea buclelor
eIF-5 - Este o GTP-az ce asigur unirea subunitii 60S lacomplexul de iniiere
eIF-6 - Previne legarea prematur a subunitii 60S lasubunitatea 40S
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
11/12
12.11.201
Elongarea
eEF-1 - Asigur unirea aminoacil-ARNt la ribozom;
eEF-1 - Asigur hidroliza GTP;
eEF-2 - Asigur translocarea ribozomului;
Terminarea
Factorii de terminare sunt nc puin studiai laeucariote, dar mecanismul general este asemntorprocariotelor
RF-1 - Recunoate codonii STOP UAA i UAG
RF-2 - Recunoate codonii STOP UGA i UAA
RF-3 - Asigur specificitatea RF-1 i RF-2.
7/21/2019 Contr Expresiei Genei
12/12
12.11.201