Moleculaire biologie Prof. Dr. Van Camp
2e Ba BMW
Zelfstudieopdracht: Transcriptionele regulatie bij eukaryoten
Algemene opdrachten
Wat zijn de gelijkenissen en verschillen in transcriptionele regulatie bij prokaryoten en eukaryoten.
In beide gevallen hebben we te maken met activator- en repressorproteïnen in regulatie van genen
Bovendien kennen zowel eukaryoten als prokaryoten small effector moleculen voor regulatie
In Eukaryoten zijn genen echter niet in operons georganiseerd + ingewikkeldere regulatie
o gecompliceerdere celstructuren en variatie aan celorganellen
o meeste eukaryoten zijn meercellig en bevatten verschillende celtypes
verandering in genexpressie gedurende verschillende ontwikkelingsfases
-> meer coördinatie en integratie
combinatorial control: combinatie van vele factoren beïnvloed de expressie van genen
vijf verschillende factoren hebben een invloed en dragen bij aan de regulatie van een gen
o activator proteïnen stimuleren de mogelijkheid van RNA-polymerase om transcriptie te
initieren
o repressor proteïnen inhiberen de mogelijkheid van RNA-polymerase om transcriptie te
initieren
o functie van activators en repressors kan samengesteld worden op meerdere manieren
binding van small effector molecules, protein-protein interacties an covalente
modificaties
o activator proteïnen zijn noodzakelijk om chromatine te veranderen in de regio waar het
gen gelokaliseerd is -> helpt herkenning door RNA-polymerase
o DNA-methylatie inhibeert normaal transcriptie op twee manieren
Voorkomen dat activatorproteïne kan binden
Aantrekken van proteïne die transcriptie inhiberen
Beschrijf de opbouw en functie van een eukaryote promotor inclusief de verschillende regulatorische
elementen.
TATA-box: deel van de core promotor (draagt bij aan de basale transcriptie)
5’-TATAAA-3’ sequentie gemiddeld 25 basenparen lang upstream van transcriptional start site
Bepaald het precieze startpunt van de transcriptie
Transcriptional start site: deel van de core promotor (draagt bij aan de basale transcriptie)
Plaats in DNA waar de transcriptie daadwerkelijk start
Regulatorische elementen1 (=respons elementen) = enhancers of silencers
DNA-segmenten dat eukaryote genen reguleren
Worden herkend door regulatorische transcriptiefactoren
o Controleren de mogelijkheid tot initiëren van de transcriptie door RNA-polymerase
Gaan zelf niet verantwoordelijk zijn voor het verhogen of verlange van de transcriptiesnelheid,
maar dragen hier wel tot bij
1
aan promotor en TATA-bos zijn algemene transcriptiefactoren gebonden via binding proteïnen
Groot eiwitcomplex = mediator -> binden met enhancer en activators
1
ZSO 6: Transcriptionele regulatie bij
eukaryoten
, Moleculaire biologie Prof. Dr. Van Camp
2e Ba BMW
o Basale factoren binden aan TATA-bindingsproteïne en vormen transcriptiefactorcomplex
Kunnen zo de RNA-polymerase vasthechten
Enhancer regio op DNA binden op verschillende activators
-> variatie aan responsen op verschillende signalen
Bespreek de functie van de verschillende factoren en componenten die RNA polymerase II nodig
heeft voor de initiatie van de transcriptie
Basale factoren binden aan een TATA-bindingsproteïne
Andere basale factoren binden ook en vormen zo een transcriptiefactor-complex
o Kunnen zo de polymerase vasthechten aan de DNA-streng
Zijn belangrijk voor de transcriptie, maar zijn zelf niet verantwoordelijk voor het vorhogen of
verlagen van de transcriptiefactoren
Co-activators binden zowel aan de basale factoren als aan de activator
Activators binden aan verder gelegen regio’s op het DNA = enhancers
o Zorgen ervoor dat de DNA-streng plooit
Verhogen zo de snelheid van transcriptie
o Verschillende enhancers binden aan verschillende activators
-> variatie aan responsen op verschillende signalen
Repressor kan binden op silencer regio op het DNA
-> verhinderen zo de binding van activators op de enhancers en stoppen de transcriptie
Bespreek de drie mogelijke manieren waarop activatoren en repressoren de graad van transcriptie
kunnen beïnvloeden.
Regulatorische transcriptiefactoren (activatoren en repressoren) binden aan enhancers of silencers en
regelen zo de snelheid van de transcriptie, maar binden niet rechtstreeks op het DNA
Regulatie van functie van RNA-polymerase II door te binden op GTF’s (mediator)
o Activators binden op enhancers en beïnvloeden zo de functie van GTF’s
Bv: activator verbeterd de kans dat een GTF (TFIID) de transcriptie initeert
Functie van TFIID is om TATA-box te herkennen en het samenstellingsproces te starten
o Indien enhancer vlak bij de promotor gelegen
o Activator trekt TFIID aan naar de TATA-box en promoot zo de samenstelling van GTF’s en
RNA-polymerase II in een preinitiation complex
Indien verderop gelegen is een mediatorstructuur nodig
Effect op chromatinestructuur2
o Epigenetica: kan zo een regulatie zijn, waarbij er een regulatie is van proteïne die een
effect hebben op de chromatine structuur
Indien structuur compacter -> genexpressie kan verdwijnen
2
methylering, histonmodificaties...
2
ZSO 6: Transcriptionele regulatie bij
eukaryoten
2e Ba BMW
Zelfstudieopdracht: Transcriptionele regulatie bij eukaryoten
Algemene opdrachten
Wat zijn de gelijkenissen en verschillen in transcriptionele regulatie bij prokaryoten en eukaryoten.
In beide gevallen hebben we te maken met activator- en repressorproteïnen in regulatie van genen
Bovendien kennen zowel eukaryoten als prokaryoten small effector moleculen voor regulatie
In Eukaryoten zijn genen echter niet in operons georganiseerd + ingewikkeldere regulatie
o gecompliceerdere celstructuren en variatie aan celorganellen
o meeste eukaryoten zijn meercellig en bevatten verschillende celtypes
verandering in genexpressie gedurende verschillende ontwikkelingsfases
-> meer coördinatie en integratie
combinatorial control: combinatie van vele factoren beïnvloed de expressie van genen
vijf verschillende factoren hebben een invloed en dragen bij aan de regulatie van een gen
o activator proteïnen stimuleren de mogelijkheid van RNA-polymerase om transcriptie te
initieren
o repressor proteïnen inhiberen de mogelijkheid van RNA-polymerase om transcriptie te
initieren
o functie van activators en repressors kan samengesteld worden op meerdere manieren
binding van small effector molecules, protein-protein interacties an covalente
modificaties
o activator proteïnen zijn noodzakelijk om chromatine te veranderen in de regio waar het
gen gelokaliseerd is -> helpt herkenning door RNA-polymerase
o DNA-methylatie inhibeert normaal transcriptie op twee manieren
Voorkomen dat activatorproteïne kan binden
Aantrekken van proteïne die transcriptie inhiberen
Beschrijf de opbouw en functie van een eukaryote promotor inclusief de verschillende regulatorische
elementen.
TATA-box: deel van de core promotor (draagt bij aan de basale transcriptie)
5’-TATAAA-3’ sequentie gemiddeld 25 basenparen lang upstream van transcriptional start site
Bepaald het precieze startpunt van de transcriptie
Transcriptional start site: deel van de core promotor (draagt bij aan de basale transcriptie)
Plaats in DNA waar de transcriptie daadwerkelijk start
Regulatorische elementen1 (=respons elementen) = enhancers of silencers
DNA-segmenten dat eukaryote genen reguleren
Worden herkend door regulatorische transcriptiefactoren
o Controleren de mogelijkheid tot initiëren van de transcriptie door RNA-polymerase
Gaan zelf niet verantwoordelijk zijn voor het verhogen of verlange van de transcriptiesnelheid,
maar dragen hier wel tot bij
1
aan promotor en TATA-bos zijn algemene transcriptiefactoren gebonden via binding proteïnen
Groot eiwitcomplex = mediator -> binden met enhancer en activators
1
ZSO 6: Transcriptionele regulatie bij
eukaryoten
, Moleculaire biologie Prof. Dr. Van Camp
2e Ba BMW
o Basale factoren binden aan TATA-bindingsproteïne en vormen transcriptiefactorcomplex
Kunnen zo de RNA-polymerase vasthechten
Enhancer regio op DNA binden op verschillende activators
-> variatie aan responsen op verschillende signalen
Bespreek de functie van de verschillende factoren en componenten die RNA polymerase II nodig
heeft voor de initiatie van de transcriptie
Basale factoren binden aan een TATA-bindingsproteïne
Andere basale factoren binden ook en vormen zo een transcriptiefactor-complex
o Kunnen zo de polymerase vasthechten aan de DNA-streng
Zijn belangrijk voor de transcriptie, maar zijn zelf niet verantwoordelijk voor het vorhogen of
verlagen van de transcriptiefactoren
Co-activators binden zowel aan de basale factoren als aan de activator
Activators binden aan verder gelegen regio’s op het DNA = enhancers
o Zorgen ervoor dat de DNA-streng plooit
Verhogen zo de snelheid van transcriptie
o Verschillende enhancers binden aan verschillende activators
-> variatie aan responsen op verschillende signalen
Repressor kan binden op silencer regio op het DNA
-> verhinderen zo de binding van activators op de enhancers en stoppen de transcriptie
Bespreek de drie mogelijke manieren waarop activatoren en repressoren de graad van transcriptie
kunnen beïnvloeden.
Regulatorische transcriptiefactoren (activatoren en repressoren) binden aan enhancers of silencers en
regelen zo de snelheid van de transcriptie, maar binden niet rechtstreeks op het DNA
Regulatie van functie van RNA-polymerase II door te binden op GTF’s (mediator)
o Activators binden op enhancers en beïnvloeden zo de functie van GTF’s
Bv: activator verbeterd de kans dat een GTF (TFIID) de transcriptie initeert
Functie van TFIID is om TATA-box te herkennen en het samenstellingsproces te starten
o Indien enhancer vlak bij de promotor gelegen
o Activator trekt TFIID aan naar de TATA-box en promoot zo de samenstelling van GTF’s en
RNA-polymerase II in een preinitiation complex
Indien verderop gelegen is een mediatorstructuur nodig
Effect op chromatinestructuur2
o Epigenetica: kan zo een regulatie zijn, waarbij er een regulatie is van proteïne die een
effect hebben op de chromatine structuur
Indien structuur compacter -> genexpressie kan verdwijnen
2
methylering, histonmodificaties...
2
ZSO 6: Transcriptionele regulatie bij
eukaryoten
