Hoorcollege 6 – Humane levenscyclus 1 – 10 September 2013
Genexpressie III
Vragen van de dia:
1. Een chromosoom is een enkelstrengs DNA molecuul
Fout
2. Het genoom is een verzamelnaam voor alle genen
Fout
3. Nucelosomen bestaan uit 140 basenparen DNA en een hexameer van
histoneiwitten
Fout
4. De fosfaatgroep bevindt zich aan de 5’ kant (5e koolstofatoom) vn de
suikergroep in de nuvelotide, de hydroxylgroep aan de 3’kant.
Goed
5. De adenine en cytosine nucleotiden zijn verbonden door twee
waterstofbruggen
Fout
6. Alle genen worden altijd afgelezen van dezelfde DNA streng van het
chromosoom
Fout
7. Basale transcriptiefactoren binden aan de transcriptie initiatie site van een
gen
Fout
8. RNA polymerase II zet mRNA om in een eiwit
Fout
9. Genen worden altijd van 5’ naar 3’ afgelezen
Goed
10.TFIIH fosforyleert RNA polymerase II waardoor transcriptie van start kan
gaan
Goed
11.Uit een stuk DNA worden altijd 6 verschillende eiwitten gemaakt,
afhankelijk van de startpositie
Fout
12.De sequentie van de template (matrijs) DNA streng en het gevormde RNA
is identiek
Fout
13.RNA processing (splicing, capping, polyadenylering) vindt gelijktijdig plaats
met transcriptie
Goed
14.De volgorde van bindingsplaatsen in het ribosoom waarlangs het tRNA
opschuift tijdens translatie is E-P-A
Fout
15.Methionine wordt gecodeerd door 1 triplet
Goed
Differentiële genexpressie
Blastomeren, alle cellen zijn identiek en alle cellen kunnen nog alles worden.
Hoe ontstaan de verschillen in cellen:
- Signalen uit de omgeving (zijn tijdelijk, transiënt)
o Veroorzaakt tijdelijke (in)activatie van genexpressie
o Veroorzaakt permanente (in)activatie van genexpressie, dit is een
gespecialiseerde cel.
,Hoorcollege 6 – Humane levenscyclus 1 – 10 September 2013
Figure 8-3
In alle stappen van het
transcriptie/translatie proces kan
de genexpressie bepaald worden.
4 stappen: die de genexpressie
reguleren:
1. Transcriptional control: gen
al dan niet aflezen
- differentiële gen transcriptie: welke genen worden afgelezen?
2. RNA processing control: pre-mRNA al dan niet bewerken tot mRNA
- selectieve nucleaire RNA processing: welke pre-mRNA’s komen als
mRNA in het cytoplasme en in welke splice vorm?
3. Translation control: mRNA al dan niet vertalen naar eiwit
- selectieve mRNA translatie: welke mRNA’s worden vertaald naar
eiwit?
4. Protein activity control: eiwitten al dan niet bewerken tot functionele
eiwitten
- differentiële eiwit modificatie: welke eiwitten worden functioneel?
Meetmethoden van welke/de hoeveelheid genen:
- Kwalitatief: in welke vorm
o Op welke plaats en op welk moment staat het gen aan (temporal
and spatial expression)
o ISH: in situ hybridizatie
o Hoe dit werkt:
Weefsel met mRNA
Gelabeld stukje DNA van gen van interesse (=probe)
Incubatie van 1 + 2 hybridizatie
Detectie van de probe
Neem een stukje van het mRNA, stop hier een gelabeld stukje DNA
bij van het gen waarvan je wilt weten of het gemaakt wordt
(=probe). De probe en het mRNA gaan met elkaar reageren. En als
de probe gereageerd heeft kun je deze detecteren en dat betekend
dus dat de mRNA aanwezig was.
- Kwantitatief: hoeveel
o Polymerase ketting reactie (PCR)
Celweefsel-> mRNA -> reverse
transcription-> cDNA -> amplificatie
d.m.v. PCR
Dit kun je laten zien op een agarose
gel. Dit is een poreuse gel waarop
het DNA kan bewegen. Je scheidt de
DNA op lengte. DNA is negatief
geladen. Over de gel wordt stroom
geladen. Het DNA gaat bij de
minpool op de gel en beweegt over
de gel naar de pluspool. Bij de
pluspool komt je gel dan uit.
, Hoorcollege 6 – Humane levenscyclus 1 – 10 September 2013
Je kunt je product ook kwantificeren. D.m.v. fluorescentie en
de meting hiervan kun je de kwantiteit bepalen. Dit wordt in
een grafiek een s-curve.
1. Transcriptional control
Deze wordt het meeste gebruikt, omdat dit energie bespaard. Hoe eerder je in
het transcriptie/translatie proces zit, des te minder energie het kost en dus des te
voordeliger.
- Wordt het gen wel of niet afgelezen
- = differentiële gen transcriptie
Enhancer= belangrijk voor differentiële gentranscriptie
= bepaalde volgorde van nucleotide, of in een gen, of in de buurt van een gen.
Aan een enhancer sequentie kunnen specifieke transcriptiefactoren binden. Deze
factoren kunnen de expressie verhogen. Ze doen dit door aan het basale complex
te binden, via een ‘brug’.
- Transcriptiefactoren = trans. Binden aan het DNA
- Enhancer = cis. Zit in het DNA
o Cis = intramoleculair
o Trans = intermoleculair
Silencer = tegenhanger van enhancer, expressie wordt verlaagd.
Operater = enhancer/silencer in prokaryoten.
Inactieve repressor = altijd aanwezig in de cel. Als deze niet gebonden is op het
gen, dan staat het gen aan. Als aan de repressor tryptophan bind, bind hij aan de
genen. En wordt het een actieve repressor, dus staat het gen uit.
Transcriptie, wordt ook op afstand gereguleerd:
- Regulatoire DNA sequenties (enhancer/silencer) in de buurt of op
afstand van een gen
- De binding van specifieke transcriptie factoren (activators/repressors)
aan deze regulatoire sequenties
- Specifieke transcriptiefactoren slaan brug tussen regulatoire sequentie en
eiwitten gebonden aan de promoter van het gen.
- Specifieke transcriptiefactoren:
o Verbeteren/verzwakken de vorming van het basale
transcriptiecomplex
o Trekken andere eiwitten aan die de chromatine structuur
veranderen en daarmee de toegankelijkheid van het DNA
De nucleotiden volgorde van een gen is behouden gebleven in de loop van de
evolutionaire ontwikkeling.
Hierdoor lijken sommige genen van verschillende wezens heel erg op elkaar.
Blijkbaar worden kleine veranderingen niet getolereerd.
Histonmodificaties:
De amino (N) terminus van de histon eiwitten steken uit het nucleosoom. Hieraan
kunnen modificaties plaatsvinden.
- Acetylering van histonen
Doordat er acetylering op bijvoorbeeld histon 3 plaatsvind, wordt deze
negatief geladen. DNA is ook negatief geladen. Hierdoor gaan ze elkaar
een beetje afstoten, en is DNA toegankelijker voor de polymerase II
moleculen en de basale transcriptiefactoren.
Genexpressie III
Vragen van de dia:
1. Een chromosoom is een enkelstrengs DNA molecuul
Fout
2. Het genoom is een verzamelnaam voor alle genen
Fout
3. Nucelosomen bestaan uit 140 basenparen DNA en een hexameer van
histoneiwitten
Fout
4. De fosfaatgroep bevindt zich aan de 5’ kant (5e koolstofatoom) vn de
suikergroep in de nuvelotide, de hydroxylgroep aan de 3’kant.
Goed
5. De adenine en cytosine nucleotiden zijn verbonden door twee
waterstofbruggen
Fout
6. Alle genen worden altijd afgelezen van dezelfde DNA streng van het
chromosoom
Fout
7. Basale transcriptiefactoren binden aan de transcriptie initiatie site van een
gen
Fout
8. RNA polymerase II zet mRNA om in een eiwit
Fout
9. Genen worden altijd van 5’ naar 3’ afgelezen
Goed
10.TFIIH fosforyleert RNA polymerase II waardoor transcriptie van start kan
gaan
Goed
11.Uit een stuk DNA worden altijd 6 verschillende eiwitten gemaakt,
afhankelijk van de startpositie
Fout
12.De sequentie van de template (matrijs) DNA streng en het gevormde RNA
is identiek
Fout
13.RNA processing (splicing, capping, polyadenylering) vindt gelijktijdig plaats
met transcriptie
Goed
14.De volgorde van bindingsplaatsen in het ribosoom waarlangs het tRNA
opschuift tijdens translatie is E-P-A
Fout
15.Methionine wordt gecodeerd door 1 triplet
Goed
Differentiële genexpressie
Blastomeren, alle cellen zijn identiek en alle cellen kunnen nog alles worden.
Hoe ontstaan de verschillen in cellen:
- Signalen uit de omgeving (zijn tijdelijk, transiënt)
o Veroorzaakt tijdelijke (in)activatie van genexpressie
o Veroorzaakt permanente (in)activatie van genexpressie, dit is een
gespecialiseerde cel.
,Hoorcollege 6 – Humane levenscyclus 1 – 10 September 2013
Figure 8-3
In alle stappen van het
transcriptie/translatie proces kan
de genexpressie bepaald worden.
4 stappen: die de genexpressie
reguleren:
1. Transcriptional control: gen
al dan niet aflezen
- differentiële gen transcriptie: welke genen worden afgelezen?
2. RNA processing control: pre-mRNA al dan niet bewerken tot mRNA
- selectieve nucleaire RNA processing: welke pre-mRNA’s komen als
mRNA in het cytoplasme en in welke splice vorm?
3. Translation control: mRNA al dan niet vertalen naar eiwit
- selectieve mRNA translatie: welke mRNA’s worden vertaald naar
eiwit?
4. Protein activity control: eiwitten al dan niet bewerken tot functionele
eiwitten
- differentiële eiwit modificatie: welke eiwitten worden functioneel?
Meetmethoden van welke/de hoeveelheid genen:
- Kwalitatief: in welke vorm
o Op welke plaats en op welk moment staat het gen aan (temporal
and spatial expression)
o ISH: in situ hybridizatie
o Hoe dit werkt:
Weefsel met mRNA
Gelabeld stukje DNA van gen van interesse (=probe)
Incubatie van 1 + 2 hybridizatie
Detectie van de probe
Neem een stukje van het mRNA, stop hier een gelabeld stukje DNA
bij van het gen waarvan je wilt weten of het gemaakt wordt
(=probe). De probe en het mRNA gaan met elkaar reageren. En als
de probe gereageerd heeft kun je deze detecteren en dat betekend
dus dat de mRNA aanwezig was.
- Kwantitatief: hoeveel
o Polymerase ketting reactie (PCR)
Celweefsel-> mRNA -> reverse
transcription-> cDNA -> amplificatie
d.m.v. PCR
Dit kun je laten zien op een agarose
gel. Dit is een poreuse gel waarop
het DNA kan bewegen. Je scheidt de
DNA op lengte. DNA is negatief
geladen. Over de gel wordt stroom
geladen. Het DNA gaat bij de
minpool op de gel en beweegt over
de gel naar de pluspool. Bij de
pluspool komt je gel dan uit.
, Hoorcollege 6 – Humane levenscyclus 1 – 10 September 2013
Je kunt je product ook kwantificeren. D.m.v. fluorescentie en
de meting hiervan kun je de kwantiteit bepalen. Dit wordt in
een grafiek een s-curve.
1. Transcriptional control
Deze wordt het meeste gebruikt, omdat dit energie bespaard. Hoe eerder je in
het transcriptie/translatie proces zit, des te minder energie het kost en dus des te
voordeliger.
- Wordt het gen wel of niet afgelezen
- = differentiële gen transcriptie
Enhancer= belangrijk voor differentiële gentranscriptie
= bepaalde volgorde van nucleotide, of in een gen, of in de buurt van een gen.
Aan een enhancer sequentie kunnen specifieke transcriptiefactoren binden. Deze
factoren kunnen de expressie verhogen. Ze doen dit door aan het basale complex
te binden, via een ‘brug’.
- Transcriptiefactoren = trans. Binden aan het DNA
- Enhancer = cis. Zit in het DNA
o Cis = intramoleculair
o Trans = intermoleculair
Silencer = tegenhanger van enhancer, expressie wordt verlaagd.
Operater = enhancer/silencer in prokaryoten.
Inactieve repressor = altijd aanwezig in de cel. Als deze niet gebonden is op het
gen, dan staat het gen aan. Als aan de repressor tryptophan bind, bind hij aan de
genen. En wordt het een actieve repressor, dus staat het gen uit.
Transcriptie, wordt ook op afstand gereguleerd:
- Regulatoire DNA sequenties (enhancer/silencer) in de buurt of op
afstand van een gen
- De binding van specifieke transcriptie factoren (activators/repressors)
aan deze regulatoire sequenties
- Specifieke transcriptiefactoren slaan brug tussen regulatoire sequentie en
eiwitten gebonden aan de promoter van het gen.
- Specifieke transcriptiefactoren:
o Verbeteren/verzwakken de vorming van het basale
transcriptiecomplex
o Trekken andere eiwitten aan die de chromatine structuur
veranderen en daarmee de toegankelijkheid van het DNA
De nucleotiden volgorde van een gen is behouden gebleven in de loop van de
evolutionaire ontwikkeling.
Hierdoor lijken sommige genen van verschillende wezens heel erg op elkaar.
Blijkbaar worden kleine veranderingen niet getolereerd.
Histonmodificaties:
De amino (N) terminus van de histon eiwitten steken uit het nucleosoom. Hieraan
kunnen modificaties plaatsvinden.
- Acetylering van histonen
Doordat er acetylering op bijvoorbeeld histon 3 plaatsvind, wordt deze
negatief geladen. DNA is ook negatief geladen. Hierdoor gaan ze elkaar
een beetje afstoten, en is DNA toegankelijker voor de polymerase II
moleculen en de basale transcriptiefactoren.
