Samenvatting Genregulatie - Tentamen deel 1

COLLEGE 1 – FROM GENOMES TO BUILDING BLOCKS
Genomen verschillen in groo/e tussen organismen.
- Complexere organismen hebben over het algemeen grotere genomen.
o Binnen groepen kan de groo/e wel enorm variëren.
- Vooral junk DNA zorgt voor een toename in genoomgroo/e, bij hogere complexiteit.
o Introns: Stukken niet-coderend-DNA wat tussen exons zi/en, en eruit gehaald
wordt met splicing (komt voor in eukaryoten).
o Intergenic DNA: Stukken niet-coderend-DNA wat tussen genen zi/en (komt
voor in alle organismen) à zoals promoters, silencers, enhancers.

Genen: Segmenten van DNA die informaJe bevat voor de synthese van eiwi/en.
- Prokaryoten beva/en polycistronische genen à Gen die codeert voor meerdere
eiwi/en tegelijkerJjd.
o Genen in eukaryoten coderen elk voor maar één proteïne.
- Menselijk genoom geschat in de geschiedenis: Eerst groot genoom verwacht à
Genoom steeds kleiner verwacht.
o Een groot deel van het menselijk genoom (12%) codeert voor
transcripJefactoren.
o Housekeeping genes: Genen die alJjd acJef zijn (in elke cel).
o Tissue-specific genes: Genen die aTankelijk van de cellulaire acJviteit in
specifieke weefsels acJef of inacJef zijn.

Genregula:e: Proces waarbij de acJviteit van genen
wordt aangepast of gecontroleerd.
- Componenten voor genregulaJe:
o RNA-polymerase: Een enzym dat
betrokken is bij de transcripJe van
DNA naar RNA. Het bindt aan
promotors en iniJeert de synthese
van RNA.
o Transcrip:efactoren: Eiwi/en die
binden aan specifieke DNA-sequenJes en de transcripJe van genen
beïnvloeden door interacJe met promotors, enhancers of andere
transcripJefactoren.
o Enhancers en silencers: Regulerende DNA-sequenJes die de acJviteit van
promotors beïnvloeden, hetzij door de acJviteit te versterken (enhancers) of
te verminderen (silencers).

,IniJaJe bij prokaryoten.
- Sigmafactor: Subeenheid van bacteriële RNA-
polymerase wat bindt aan sequenJes op het
DNA.
o Het bindt aan de grote- en kleine groef
van de DNA-sequenJes, aan de hand
van de juiste nucleoJden.
o MutaJes in deze sequenJes
bemoeilijkt binding van RNA-
polymerase à Hoe sterker de binding,
hoe meer het gen tot expressie komt.
o Er zijn 7 verschillende soorten sigmafactoren.
- Een prokaryoot hee[ verschillende sequenJecomponenten, waar RNA-polymerase
aan bindt.
o Transcrip:on Start Site (TSS): LocaJe waar transcripJe begint.
o TATAAT-regio: Herkenningspunt voor RNA-polymerase (-10 bp tov. TSS).
o TTGACA-regio: DNA-sequenJe waar RNA-polymerase aan bindt (-35 bp tov.
TSS).

Operon: Een cluster van genen die samen worden gereguleerd en gecoördineerd door één
promotor.
- Operon = Promoter + Operator/regulator + genes.
- PosiJeve regulaJe à AcJvator bindt aan operator voor transcripJe.
- NegaJeve regulaJe à Repressor bindt aan operator tegen transcripJe.
- Lac operon: GeneJsch
regulaJesysteem in bacteriën,
bestaande uit genen die
betrokken zijn bij de
metabolismecontrole van
lactose, en het wordt beïnvloed
door de aanwezigheid van
lactose en glucose.
o Geen glucose ❌ à Hoog CAMP level à Hoog (cAMP-)CAP-complex à
AcJvaJe RNA polymerase ✅.
o Geen lactose ❌ à Repressor acJef à InacJvaJe RNA-polymerase ❌.
- Cis-ac:ng: RegulaJe door regulatoren op hetzelfde chromosoom, waaronder
operators.
- Trans-ac:ng: RegulaJe door regulatoren op een ander chromosoom, zoals
acJvatoren en repressoren.

, Lambda switch: GenregulaJe in
het bacteriofaag Lambda (λ) waar
het kan schakelen tussen lysogene
en lyJsche cycli.
- Lysogene cyclus: Een fase in
de levenscyclus van een
bacteriofaag waarin het
virale DNA wordt
geïntegreerd in het
bacteriële chromosoom
- Ly:sche cyclus: Een fase in
de levenscyclus van een
bacteriofaag waarbij het virale DNA wordt gerepliceerd en nieuwe virale deeltjes
worden geproduceerd, resulterend in de lysis (vernieJging) van de gastheercel om de
nieuwe fagen te verspreiden.
- Cl/R op OR1 à RNA-polymerase kan Cro-gen niet aflezen à UIT – UIT.
- Cl/R op OR2 à AAN – UIT.
o De affiniteit voor OR2 ontstaat door interacJe met de dimeer op OR1.
- Cl/R op OR3 à UIT – UIT (negaJeve feedback; dosage control of Cl/R).
- Geen Cl/R à RNA-polymerase leest Cro-gen af à UIT – AAN.
o GeacJveerde RecA breekt Cl/R af, waardoor het cro-gen aanstaat en de
lyJsche fase in gang wordt gebracht.