Lec 5 chuong 3 dieu hoa bieu hien gen eukaryote
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (14.45 MB, 106 trang )
Chương 2 (tiếp)
Các cơ chế điều hòa biểu hiện
gene ở tế bào Eukaryote
1
• Điều hoà biểu hiện gene &
• Điều hoà dịch mã
Câu hỏi
•
•
•
•
•
•
Gene là gì?
Tại sao một gene lại được biểu hiện?
Khi nào gene được biểu hiện?
Gene được biểu hiện ở mức độ nào?
Tế bào kiểm soát sự biểu hiện?
Tại sao những tế bào khác nhau lại có mô hình
biểu hiện gene khác nhau?
• Tại sao một gene được biểu hiện ở tế bào này
mà không phải tế bào khác?
Điều hòa biểu hiện gene
Gene
RNA
Protein
Sự biểu
hiện và
hoạt động
của gene
Các quá trình điều hòa
4
Các quá trình điều hòa
5
Sự phức tạp của quá trình điều
hòa biểu hiện gene ở eukaryote
•
•
•
•
Các yếu tố tham gia điều hòa phiên mã
Điều hòa bởi chính trình tự DNA
Điều hòa bởi các yếu tố phiên mã
Điều hòa bởi các protein khác
6
Cấu trúc gene Eukaryote
• Promoter region
• TATA box
• CAAT box (in mammals)
• GC box (GGGCGGG)
• Exon 1
• Tín hiệu Polyadenylation
• AATAA
• Exon 2
• Exon 3
• Exon 4
• 5’
• 3’
• Intron 1
• Start codon
• Intron 2
• Intron 3
• Stop codon
• Trình tự kết thúc phiên mã
So sánh phiên mã ở
Prokaryote và Eukaryote
8
So sánh phiên mã ở
Prokaryote và Eukaryote
9
So sánh phiên mã ở
Prokaryote và Eukaryote
10
Điều hòa biểu hiện Eukaryote
•
Cấu trúc chromatin (Chromatin structure): histone, CpG methylation à
khả năng tiếp cận của RNA pol & TFs với gene
•
Epigenetic control: thay đổi các mô hình biểu hiện gene (không làm
thay đổi gene)
•
Transcriptional initiation: Phương thức điều hòa biểu hiện đặc thù của
Eukaryote với sự tham gia của rất nhiều yếu tố.
•
Xử lý và cải biến sau phiên mã: (Transcription processing and
modification): cap, poly adenine hóa, alternative splicing, đặc hiệu mô
(tissue specific).
11
Điều hòa biểu hiện Eukaryote
•
Vận chuyển RNA (RNA transport): vận chuyển khỏi nhân để dịch mã trong tế bào chất
•
Sự ổn định của các bản phiên mã (Transcript stability): thời gian tồn tại của mRNA
•
Translation initiation: nhận dạng tín hiệu khởi đầu (AUG)
•
Small RNAs and control of transcript levels: non-coding RNA (khả năng dich mã
mRNA, sự bền vững, cấu trúc chromatin)
•
Cải biến sau dịch mã (Post-translation modification): glycosylation, acetylation, fatty
acylation, disulfide bond formations,
•
Vận chuyển protein tới cơ quan đích (Protein transport)
•
Điều khiển sự bền vững của protein (Control of protein stability): Vùng trình tự
amino acid trong chuỗi à tính bền vững.
12
Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryote:
Những điểm quan trọng
• Các quá trình liên quan đến điều hòa biểu hiện: chuẩn bị phiên mã,
phiên mã, xử lý sau phiên mã, mức độ ổn định mRNA, dịch mã.
• Cải biến histon à thay đổi cấu trúc chromatin
• Tương tác giữa các yếu tố điều hòa phiên mã và RNA pol (cis-acting,
trans-acting)
• Hiện tượng splicing à nhiều polypeptide (kháng thể)
• Mối liên hệ: promoter, enhance, silence.
• Các yếu tố khác: các tín hiệu hormone
• Các yếu tố phiên mã có 2 domain, domain gắn DNA được phân chia
dựa vào cấu trúc; zinc finger proteins, helix-turn-helix proteins, leucine
13
zipper proteins, helix-loop-helix proteins, và các thụ thể steroid.
• Điều hòa biểu hiện gene ở mức độ
cấu trúc nhiễm sắc thể
14
Nhiễm sắc chất (chromatin)
và sự điều hòa biểu hiện gene
•
Cấu trúc chromatin có 2 dạng (nhuộm màu): dị nhiễm sắc
(heterochromatin) và nhiễm sắc (euchromatin).
•
Heterochromatin xoắn chặt hơn euchromatin, thường nằm gần tâm động.
•
Heterochromatin thường không được phiên mã, euchromatin xoắn lỏng
lẻo, thường diễn ra quá trình phiên mã.
•
Kỹ thuật tế bào học à phát hiện vùng hoạt động của NST. à Cấu trúc
chromatin liên quan đến hoạt động gene.
•
Các cơ chế: Methyl hóa các gốc cytidine trong DNA (> 90% tồn tại ở cặp
CG hay CpG), trình tự promoter thường giàu CpGs từ 10 đến 20 lần so
với phần còn lại của genome.
15
16
A. 2 giai đoạn hoạt hóa
cụm gene globin
Giai đoạn 1: cấu
trúc chromatin bị
cải biến, giảm mức
độ xoắn à lỏng lẻo
hơn.
B. Giai đoạn 2: các
protein điều hòa có
mặt gắn vào những
vị trí đã được cải
biến
17
Chức năng của vùng điều khiển locus và sự hoạt hóa chromatin
18
A. Di chuyển của gene ADE2 gần
telomer à không biểu hiên à sắc tố
đỏ.
Trong một colony xuất hiện một số có
sắc tố trắng do ADE2 được hoạt hóa
một cách ngẫu nhiên.
B. Dạng wildtype có mắt đỏ, dạng đột
biến mắt trắng. Hiện tượng này là do
vận chuyển một phần NST vùng
heterochromatin
19
Rett syndrome
thường gặp ở nữ
•
Rối loạn phát triển thần kính
•
Chậm chạp,
•
Trí tuệ chậm phát triển
•
Giảm khả năng nói, diễn đạt
20
Điều hòa biểu hiện gene ở mức độ
phiên mã
21
Câu hỏi?
• Các protein điều hòa và các TF có thể tiếp cận với DNA
được bao bọc chặt trong các cấu trúc DNA-protein
(histon)?
• Mức độ cấu trúc nào cho phép quá trình phiên mã diễn
ra?
22
Transcription factors (TF)
Các yếu tố và thứ tự
tham gia của chúng
1. TFIID
2. TFIIA
Đặc điểm
Gắn với trình tự TATA (TA box)
TFIID tạo thành phức hợp TATA box-binding
protein (TAP) và có hơn 8 subunits
Làm ổn định TFIID, ngăn cản các chất ức chế phá
hủy phức hợp TFIID
3. TFIIB
4. Phức hợp TFIIF- RNA
Polymerase II
5. TFIIE, TFIIH, TFIIJ
Những yếu tố này bắt buộc phải có mặt theo thứ
tự à quá trình phiên mã diễn ra.
23
24
25
