ZSO 9
Regulatie van genexpressie: prokaryoten
Inleiding studieleidraad
aanmaak eiwitten gereguleerd door cel:
1. sommige eiwitten veel aanwezig in cel
→ enzymen betrokken bij afbraak glucose en vetzuren
sommige eiwitten weinig aanwezig in cel
→ enzymen die zorgen voor synthese moleculen
→ minder vertegenwoordigd
2. concentratie enzymen in bacteriecellen varieert met samenstelling milieu waarin
bacteriecel opgroeit
→ bv E. Coli :
- opgegroeid op glucose als C-bron
→ 3-tal moleculen enzym β-galactosidase
- opgegroeid op lactose als C-bron
→ synthese β-galactosidase neemt met x1000 toe
3. celdifferentiatie bij meercelligen
→ verschillende structuur van betrokken celtypes
→ gepaard met synthese eiwitten die specifiek zijn voor elk celtype
→ differentiatie verloopt op geprogrammeerde manier omtrent:
- relatieve hoeveelheden van onderscheiden eiwitten
- tijdstip waarop volgorde waarin eiwitten in cellen verschijnen
regulatie van genexpressie gebeurt op niveau van transcriptie!!
→ genexpressie gecontroleerd door lac operon / trp operon
bacteriën groeien door te vermeerderen en te delen (binaire fissie)
→ groei en deling gecontroleerd door genen:
- gereguleerde genen
= genen waarvan de activiteit gecontroleerd wordt obv behoefte van cel/organisme
- constitutieve genen
= genen wiens producten essentieel zijn voor het normaal functioneren
van groei en deling
→ altijd actief in groeiende cellen
genen die coderen voor proteïnen die samen werken in de cel zijn georganiseerd in operons
→ genen zijn aangrenzend
→ samen getranscribeerd op een polycitronisch mRNA
polycitronisch = bevat informatie van meerdere genen
transcriberen = overschrijven
regulatie synthese mRNA afh van interactie tussen regulatoren en regulerende sequenties
, gen-regulatie:
- hoeveelheid van een bepaald eiwit afhankelijk van behoefte
→ enzym nodig om AZ te maken enkel als wAZ nodig is
- eiwitten komen enkel tot expressie in bepaalde weefsels of organen
→ enzymen nodig voor leverfuncties komen niet tot expressie in hersenen
- eiwitten komen enkel tot expressie in een bepaald stadium van de ontwikkeling
→ eiwitten nodig voor embryo-vorming NIET in volwassen organisme
Lac operon bij E. Coli
genexpressie aangezet door toevoeging stof (zoals lactose) aan medium
→ betrokken genen zijn dan induceerbaar
→ inducer = regulerende stof die geninductie tot stand brengt
→ inductie = produceren van genproduct als reactie op inducer
inducers = kleine moleculen, effectoren genoemd, die expressie van gereguleerde genen
helpen controleren
induceerbaar gen wordt getranscribeerd als reactie op regulerende gebeurtenis die
plaatsvindt op specifieke regulerende DNA-sequentie naast of nabij de eiwitcoderende
sequentie
→ inducer + regulerend gen betrokken
→ RNA-polymerase bindt aan promotor + transcriptie wordt gestart
→ gen staat aan + aanmaak mRNA + eiwit gecodeerd door gen w geproduceerd
→ regulerende sequentie codeert niet voor een product
E voor biochemische reacties komt van glucosemetabolisme
→ enzymen nodig voor glucosemetabolisme gecodeerd door constitutieve genen
lactose ipv glucose als C-bron bij E. Coli:
- snelle aanmaak van enzymen die lactose metaboliseren
omdat genen die coderen voor die enzymen actief worden overgeschreven in
aanwezigheid van lactose
→ genen zijn inactief als lactose afwezig is
→ de genen zijn regulerende genen waarvan producten enkel nodig zijn in bep
omstandigheden
lactose = disaccharide bestaande uit D-galactose en D-glucose
enkel lactose aanwezig als C-bron in groeimedium:
→ synthese 3 proteïnen:
- β-galactosidase → lacZ
→ zet lactose om naar glucose en galactose
Regulatie van genexpressie: prokaryoten
Inleiding studieleidraad
aanmaak eiwitten gereguleerd door cel:
1. sommige eiwitten veel aanwezig in cel
→ enzymen betrokken bij afbraak glucose en vetzuren
sommige eiwitten weinig aanwezig in cel
→ enzymen die zorgen voor synthese moleculen
→ minder vertegenwoordigd
2. concentratie enzymen in bacteriecellen varieert met samenstelling milieu waarin
bacteriecel opgroeit
→ bv E. Coli :
- opgegroeid op glucose als C-bron
→ 3-tal moleculen enzym β-galactosidase
- opgegroeid op lactose als C-bron
→ synthese β-galactosidase neemt met x1000 toe
3. celdifferentiatie bij meercelligen
→ verschillende structuur van betrokken celtypes
→ gepaard met synthese eiwitten die specifiek zijn voor elk celtype
→ differentiatie verloopt op geprogrammeerde manier omtrent:
- relatieve hoeveelheden van onderscheiden eiwitten
- tijdstip waarop volgorde waarin eiwitten in cellen verschijnen
regulatie van genexpressie gebeurt op niveau van transcriptie!!
→ genexpressie gecontroleerd door lac operon / trp operon
bacteriën groeien door te vermeerderen en te delen (binaire fissie)
→ groei en deling gecontroleerd door genen:
- gereguleerde genen
= genen waarvan de activiteit gecontroleerd wordt obv behoefte van cel/organisme
- constitutieve genen
= genen wiens producten essentieel zijn voor het normaal functioneren
van groei en deling
→ altijd actief in groeiende cellen
genen die coderen voor proteïnen die samen werken in de cel zijn georganiseerd in operons
→ genen zijn aangrenzend
→ samen getranscribeerd op een polycitronisch mRNA
polycitronisch = bevat informatie van meerdere genen
transcriberen = overschrijven
regulatie synthese mRNA afh van interactie tussen regulatoren en regulerende sequenties
, gen-regulatie:
- hoeveelheid van een bepaald eiwit afhankelijk van behoefte
→ enzym nodig om AZ te maken enkel als wAZ nodig is
- eiwitten komen enkel tot expressie in bepaalde weefsels of organen
→ enzymen nodig voor leverfuncties komen niet tot expressie in hersenen
- eiwitten komen enkel tot expressie in een bepaald stadium van de ontwikkeling
→ eiwitten nodig voor embryo-vorming NIET in volwassen organisme
Lac operon bij E. Coli
genexpressie aangezet door toevoeging stof (zoals lactose) aan medium
→ betrokken genen zijn dan induceerbaar
→ inducer = regulerende stof die geninductie tot stand brengt
→ inductie = produceren van genproduct als reactie op inducer
inducers = kleine moleculen, effectoren genoemd, die expressie van gereguleerde genen
helpen controleren
induceerbaar gen wordt getranscribeerd als reactie op regulerende gebeurtenis die
plaatsvindt op specifieke regulerende DNA-sequentie naast of nabij de eiwitcoderende
sequentie
→ inducer + regulerend gen betrokken
→ RNA-polymerase bindt aan promotor + transcriptie wordt gestart
→ gen staat aan + aanmaak mRNA + eiwit gecodeerd door gen w geproduceerd
→ regulerende sequentie codeert niet voor een product
E voor biochemische reacties komt van glucosemetabolisme
→ enzymen nodig voor glucosemetabolisme gecodeerd door constitutieve genen
lactose ipv glucose als C-bron bij E. Coli:
- snelle aanmaak van enzymen die lactose metaboliseren
omdat genen die coderen voor die enzymen actief worden overgeschreven in
aanwezigheid van lactose
→ genen zijn inactief als lactose afwezig is
→ de genen zijn regulerende genen waarvan producten enkel nodig zijn in bep
omstandigheden
lactose = disaccharide bestaande uit D-galactose en D-glucose
enkel lactose aanwezig als C-bron in groeimedium:
→ synthese 3 proteïnen:
- β-galactosidase → lacZ
→ zet lactose om naar glucose en galactose
