Het document bevat alle gedetailleerde stof dat besproken is bij de hoorcolleges. Het is geschreven in het Nederlands maar begrippen zijn gewoon in het Engels geschreven. Achter elk hoorcollege staat tussen haakjes hoeveel bladzijders het zijn.
HC2 Chromatine and Epigenetics (16) ............................................................................................................ 12
HC3: 3D genome organization (12) ................................................................................................................. 28
HC4: Computer class discussie (4)................................................................................................................... 40
1
,HC1 Transcriptie factoren & enhancers (10)
Wat zijn transcriptiefactoren (TF's)?
• Tfs zijn eiwitten die DNA op een sequentiespecifieke manier binden (en transcriptie
reguleren)
o Belangrijkste van een TFs is dat ze specifieke
sequenties herkennen op het DNA met het
DNA-binding domein (DBD)
o Meeste TFs hebben een of meer effector
domeinen. En die kunnen een of meer
functies hebben.
▪ Ze kunnen de activiteit van de TFs reguleren door bijv het binden aan
een ligand
▪ Ze kunnen protein-protein interacties mediëren
▪ Ze kunnen enzymatische activiteit hebben. Dit is niet veelvoorkomend.
Vaak rekruteren ze andere co-factors die enzymatische activiteit
hebben.
• 1.600-3.000 TF's (menselijk)
• De meeste (maar niet alle) van die 1.600 TF's hebben bekende
bindingsplaatssequenties.
• TF-families worden gewoonlijk geclassificeerd op basis van hun DNA-bindende
domeinen (DBD's)
• Bijna de helft van de bekende menselijke TF's zijn C2H2-ZNF's. Andere veel
voorkomende TF-families zijn:
o Homeodomein
o Basic Helix-loop-helix (bHLH)
o Basic Leucine-zipper (bZIP)
o Forkhead box
o Nucleaire receptor
DNA-bindend domein (DBD)
• DBD Herkennen DNA op sequentie specifieke wijze
• Eerder ontstonden er maar weinig vormen; Vervolgens gingen ze divergeren door
duplicaties en ontstonden er TF-families. (dit weten ze doordat de strcuturen van de
BDBs veel overeenkomen in de TF-families)
• Veel TF's werden geïdentificeerd door de aanwezigheid van DBD's: eiwitsequenties
worden gescand op gelijkenis met bekende eiwitdomeinstructuren die zijn
opgeslagen in databases
• Herkenningssequenties zijn doorgaans kort (dat wil zeggen niet erg specifiek). Hogere
specificiteit wordt bereikt door de aanwezigheid van verschillende DBD's (bijv. C2H2-
arrays) of co-binding met andere TF's
DBD-voorbeeld:
• Meest voorkomende TFs is C2H2 ZNF domein
• C2H2 ZNF-domein: Cys2His2 Zinc Finger-domein
o Zinc vormd lus/vinger door de residuen van twee cystëine en twee
histidine aan elkaar te binden.
2
, • Het bevat twee betasheets en een alfahelix
• Er zijn vaak meerdere DBDs aanwezig in een eiwit. Zoals in het voorbeeld EGR-1
complex met het DNA. Er zijn hier 3 Zinc finger domeinen aanwezig die samen
her DNA binden. En doordat er drie domeinen aanwezig zijn is er een grotere
specificiteit dan bij maar één domein.
• Er zijn ook ZNF tfs die maar één ZNF domein hebben maar meestal hebben ze ergens
tussen de 3 en 15 domeinen. En er zijn nog enkele voorbeelden met meer dan 30 ZNF
domeinen in één TF.
DBD-voorbeeld: Homeodomein
• (structuur hoef je niet te kennen) Ze hebben één alfahelix dat iets langer is en
twee alfahelixen die loodrecht aan de eerste alfahelix liggen. En de grote
alfahelix gaat in de major groove van het DNA en bindt het.
• Drosophila vnd/NK-2 in complex met DNA weergegeven in het vb figuur
• Voorbeelden van Human homeobox TF-motieven die ze binnen:
o EN1, PBX1, HOXA5, HOXC9
• Zoals je bij alle human homeobox TF-motieven ziet zijn ze relatief kort (ongeveer 6
tot 8 nt lang). Hierdoor behaal je geen hoge specificiteit, dus deze motieven komen
random meerdere keren voor in het genoom
• De motieven lijken best wel op elkaar dus er zijn ook eiwitten (TFs) die vergelijkbare
motieven binden in het genoom. En soms concurreren ze zelfs voor hetzelfde
bindingsplek in het genoom
• Belangrijk om te onthouden: veel van de herkenningsites zijn erg vergelijkbaar en ze
zijn niet erg complex
TF families
• C2H2 ZF komen het meest voor, daarna komen homeodomeinen het
meest voor.
• Homeodomeinen zijn welbekende eiwitten dus we hebben voor veel
een bekend motief. Er zijn veel andere zoals de AT hook waarvoor we
in veel gevallen de motieven niet kennen.
TF-diversiteit evolueerde na duplicatie
• De diversiteit is ontstaan door duplicatie.
• De ontstaande TFs zijn dus gedupliceerd en hebben dezelfde
functie.
• Subfunctionaliseren
o 1) verdeling van arbeid (labour): Over tijd begint de ene
TFs de ene targetgen nog te herkennen en de andere TF
de andere targetgen
• Neofunctionalisering
o 2) Divergentie van een cofactor of een signaal: ze herkennen verschillende
cofactoren of signalen
o 3) Opkomst van een nieuw circuit. bind andere duplicatie van hetzelfde gen
o 4) aanschaf van een nieuw circuit: bindt nieuw target gen
3
, Motief weergave van PWM's
• Positie weight matrices (PWMs) worden gevisualiseerd als "sequentie logo’s" of
"motifs"
• Samengevat uit grote datasets
• PWM's/motieven zijn online beschikbaar (bijv. JASPAR, HOCOMOCO)
• Eenvoudig en krachtig, maar negeert:
o DNA-methylatie
o Positie afhankelijkheden
o DNA-vorm
o Co-binding
• Hierdoor krijg je valse positieven.
• De meeste motiefmatches worden niet in vivo gebruikt
Methoden voor het ontdekken van motifs: SELEX
• Een grote library met willekeurige sequenties wordt aan de TF van
interesse gepresenteerd. Dan wacht je op het plaats vinden van de binding
tussen de TF en de sequentie. Je wast de ongewassen sequenties weg.
Daarna is er een ronde van amplificatie (PCR). Je hebt dan een nieuwe
library die al iets verrijkt is en je doet dit voor meerdere ronden vaak 3, en
dan sequence je en de sequentie content die je eruit krijgt kan je dan je
positie weight matrix (PWM) samenstellen en een motif construeren
• Verschillende selectieronden om targetsequenties (aptameren) te verrijken
o + veel methodevariaties
o + Kan een zeer hoge troughput hebben
o - niet in genomische context (je kan een niet bestaande sequentie eruit
krijgen)
Methoden voor het ontdekken van motieven: EMSA
• Elektroforetic Mobility Shift Assay (EMSA)
• Hierbij doe je een DNA gel elektroforese met DNA en de eiwitten van intresse of ze
binden. Als het eiwit niet bindt aan het DNA zal het eiwit zijn normale snelheid
door de gel hebben maar als het eiwit wel gebonden is aan het DNA zal het de
snelheid verminderen en zal het hoger in de gel blijven zitten. (vb1)
• Als je meer eiwit erin stop wordt er ook meer DNA afgeremd (Vb2)
• In vb3 zie je dat eiwit D niet bindt opzichzelf en eiwit C wel opzichzelf bindt. Bij
aanwezigheid van eiwit C bindt eiwit D ook en belemmert het DNA nog verder dan
alleen binding van eiwit C.
• DNA-probe toont mobiliteitsverschuiving als gevolg van belemmering door
gebonden eiwit
o + nuttig voor het valideren van bekende sequenties
o - niet nuttig voor het vinden van nieuwe motieven (bekende probe nodig)
o - niet in genomische context (want je gebruikt lege DNA sequentie en niet
in chromatine)
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller daphnehoutackers. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.76. You're not tied to anything after your purchase.
