Hoofdstuk 7: Control of gene expression
Hoewel alle cellen in een meercellige organisme hetzelfde DNA hebben, kunnen ze er heel anders uitzien
en totaal verschillende functes vervullen. De basis van deze verschillen ligt in het feit dat verschillende
cellen verschillende RNA’s en eiwiten aanmaken.
An overview of gene control
The diferent cell types of a multcellular organism contain the same DNA
De celtypen in een meercellig organisme verschillen van elkaar, omdat er verschillende setjes van RNA en
eiwiten gesynthetseerd worden en ophopen in de cel. Dit gebeurt zonder de seuuente van het DNA te
veranderen.
De veranderingen in genexpressie die plaatsvinden tjdens de ontwikkeling van een meercellig organisme
hebben geen betrekking op veranderingen in de DNA seuuente van het genoom.
Diferent cell types synthesize diferent sets of RNAs and proteins
Cellen van één organisme hebben hetzelfde eDNA, maar verschillen van elkaar in RNA en eiwitmoleculen.
Vele processen in de cel komen voor in alle cellen. Cellen hebben dus vele genproducten die
overeenkomen. Veel structurele eiwiten zijn hetzelfde.
VB: DNA-polymerase, RNA-polymerase, DNA-repairenzymen.
Sommige RNA’s en eiwiten komen overvloedig voor in de cellen waarin ze functoneren, maar niet
in andere cellen.
VB: Hemoglobine komt alleen voor in rode bloedcellen.
RNA’s komen vaak in een andere hoeveelheid tot expressie in verschillende cellen.
De hoeveelheid mRNA zegt niet alles over de hoeveelheid eiwit of over hun post-translatonele
modifcates.
External signals can cause a cell to change the expression of its genes
Ondanks dat gespecialiseerde cellen in een meercellig organisme karakteristeke patronen van
genexpressie heef, is elke cel in staat om deze patronen van genexpressie aan te passen a.d.h.v.
extracellulaire signalen (zoals hormonen). Verschillende celtypen kunnen verschillende receptoren hebben,
waardoor ze verschillend kunnen reageren op hetzelfde extracellulaire signaal.
Gene expression can be regulated at many of the steps in the pathway from DNA to RNA to protein (7.5)
Een cel kan de stappen in het proces van DNA tot eiwit reguleren:
1. Transcriptonele controle: wanneer en hoe vaak een
gen wordt getranscribeerd.
2. RNA processing controle: reguleren van splicing en
processing van het RNA.
3. RNA transport controle: de selecte van het mRNA
dat wordt geëxporteerd uit de nucleus.
4. RNA lokalisate controle: bepalen waar in het cytosol
het mRNA terecht komt.
5. Translatonele controle: selecteren welke mRNA’s worden getransleerd door ribosomen.
6. mRNA degradate controle: bepaalde mRNA’s destabiliseren in het cytoplasma.
7. Eiwitactviteit controle:
a. Eiwitactviteit controle: bepaalde eiwiten inactveren of actveren.
b. Eiwtlokalisate controle: transport of compartmentering van bepaalde eiwiten.
c. Eiwitafraak controle: bepaalde eiwiten afreken.
1
,Alleen transcriptonele controle kan ervoor zorgen dat een cel niet een overvloed aan intermediaire
producten gaat synthetseren.
Voorbeeld Type controle
De binding van ijzer destabiliseert het mRNA dat codeert voor de receptor die mRNA degradate
bindt aan het eiwit dat ijzer de cel in transporteert. controle
Mitotsche cyclines zijn normaal stabiel, tot ze aan het einde van de celcyclus Eiwitafraak controle
plots worden afgebroken door een geactveerd anafase-promotng complex.
Het mRNA dat voor actne codeert wordt door een signaal in de 3ÚTR RNA lokalisate controle
gelokaliseerd in de actne-flamentrijke celcortex.
Csk fosforyleert Src tyrosine kinase, waardoor het kinase domein van Src Eiwitactviteit controle
tyrosine kinase gemaskeerd wordt en Src tyrosine kinase dus inactef wordt.
Leaky scanning resulteert in verschillende, maar sterk op elkaar lijkende Translatonele controle
eiwiten.
Door defosforylering van transcriptefactor NF-AT in het cytoplasma, komt het Eiwitlokalisate controle
nucleaire import signaal op het eiwit vrij, waardoor het kan binden aan de
nucleaire import receptor.
Een nucleaire export receptor begeleidt een mRNA molecuuld oor het nuclear RNA transport controle
pore complex.
Het binden van de tryptofaan repressor aan een specifeke seuuente op het Transcriptonele controle
DNA voorkomt het binden van RNA-polymerase II.
Verschillende celtypen in een rat bevaten verschillende vormen van het eiwit RNA processing controle
a-tropomyosine, afankelijk van het splice-patroon in die cellen.
Begrippen
Transciptonele Regulate van genexpressie in een cel door te reguleren wanneer en hoe vaak een gen
controle getranscribeerd wordt.
RNA processing Regulate van genexpressie in een cel door de processing (inclusief splicing) van het
controle RNA te reguleren.
RNA transport Regulate van genexpressie in een cel door te reguleren welke voltooide mRNA’s
controle getransporteerd worden naar het cytosol.
RNA lokalisate Regulate van genexpressie in een cel door te bepalen waar in het cytosol het RNA is
controle gelokaliseerd.
mRNA degradate Regulate van genexpressie in een cel door geselecteerde mRNA-moleculen te
controle bewaren of af te breken in het cytoplasma.
Translatonele Regulate van genexpressie in een cel door te reguleren welke mRNA’s
controle getransporteerd worden naar het ribosoom.
Eiwitactviteit De selecteve actvate of inactvate van specifeke eiwiten nadat ze zijn gemaakt. Eén
controle van de middelen waarmee een cel reguleert welke eiwiten actef zijn op een
bepaalde locate of een bepaald tjdstp.
Eiwitafraak De selecteve afraak van specifeke eiwiten nadat ze zijn gemaakt. Eén van de
controle middelen waarmee een cel reguleert welke eiwiten actef zijn op een bepaalde
locate of een bepaald tjdstp.
Eiwitlokalisate Het selecteve transport of compartmentering van specifeke eiwiten nadat ze zijn
controle gemaakt. Eén van de middelen waarmee een cel reguleert welke eiwiten actef zijn
op een bepaalde locate of een bepaald tjdstp.
Control of transcripton by sequence-specifc DNA-binding proteins
2
, Transcipteregulatoren = Gen-specifeke transcriptefactoren = Eiwiten die specifeke seuuentes in het
DNA (= cis-regulatorseuuentes = enhancer) herkennen en binden.
Cis-regulatorseuuentes moeten op hetzelfde chromosoom liggen als de genen die ze willen reguleren.
Een bepaalde transcripteregulator herkent zijn eigen cis-regulatorseuuente. Deze cis-regulatorseuuente
is verschillend van de cis-regulatorseuuente die wordt herkend door andere transcripteregulatoren.
Transcripte van een gen wordt gereguleerd door een eigen verzameling van cis-regulatorseuuentes. Deze
ligt meestal vlakbij het gen (vaak in het intergentsche gebied upstream van het transcriptestartpunt).
Transcripteregulatoren en cis-regulatorseuuentes zijn gen-specifek. Dit in tegenstelling tot de DNA-
seuuentes en eiwiten die veel algemener noodzakelijk zijn voor transcripte: de promotor en de algemene
transcriptefactoren.
The seuuence of nucleotdes in the DNA double helix can be read by proteins
De dubbele DNA helix heef een major groove en een minor groove. Transcripteregulatoren herkennen de
DNA-seuuente informate aan de buitenkant van het DNA.
De major groove is wijder en bevat daardoor meer moleculaire çontactpunten’ dan de minor groove.
Hierdoor maken bijna alle transcripteregulatoren contact met de major groove.
Transcripton regulators contain structural motfs that can read DNA seuuences
Moleculaire herkenning is gebaseerd op het precies in elkaar passen van de oppervlakten van twee
moleculen.
Een transcripteregulator herkent een specifeke cis-regulatorseuuentes, omdat het oppervlak van het
eiwit sterk complementair is aan het oppervlak van de cis-regulatorseuuente in de dubbele helix.
Elke transcripteregulator maakt meerdere keren contact (ongeveer 20) met het DNA d.m.v.
waterstofruggen, ionbindingen en hydrofobe interactes. Hoewel het individuele contact zwak is, het
contact van ongeveer 20 zwakke interactes zorgt ervoor dat de interacte sterk en specifek is.
Vele transcripteregulatoren bevaten één of meerdere DNA-binding structurele moteven (panel 7.1). Een
bepaald structureel motef kan meerdere verschillende cis-regulatorseuuentes herkennen, afankelijk van
de specifeke zijketens die aanwezig zijn.
Dimerizaton of transcripton regulators increases their afnity and specifcity for DNA (7.9)
Een seuuente-specifek DNA-binding eiwit herkent een reeks van DNA seuuentes die op elkaar lijken. De
afniteit van het eiwit voor het DNA varieert afankelijk van de mate waarin de seuuente lijkt op de
optmale seuuente.
3
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper anoukbmw. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,49. Je zit daarna nergens aan vast.