Трансгенная мышь с геном гормона роста

Июль 24, 2022

Главная
Биология
Трансгенная мышь с геном гормона роста

Содержание

2. Как определить экспрессию гена Найти мРНК данного гена с помощью молекулярного зонда Обнаружить белок с помощью
3. Регуляция экспрессии генов на разных уровнях
4. 1 уровень регуляции активности генов Это формирование активно транскрибируемого эухроматина и молчащего, компактизованного гетерохроматина Гетерохроматин подразделяется
5. Роль модификации и ремоделирования нуклеосом в регуляции генетических процессов Нуклеосома – октамер гистонов с намотанной ДНК
6. Модификация гистонов В регуляции активности генов
7. Нуклеосома – это октамер гистонов и 1,7 витка суперспирали фрагмента ДНК длиной 146 пар оснований В
8. Ремоделирование нуклеосом – это изменение их связывания с ДНК. Осуществляют белки Перемещение нуклеосом Изменение расстояния между
9. Ковалентная модификация включает – Ацетилирование – деацетилирование Фосфорилирование – дефосфорилирование Метилирование убиквитирование Метилирование лизина по положению
10. Гистоновый код- Аминокислотный остаток – разные АМК могут Подвергаться модификации – Лиз, Арг, Сер, Тре 2.
11. Регуляция изменением количества генов и структуры ДНК Утрата генетического материала –диминуция хроматина, разрушение ядра у эритроцитов
12. Активный хроматин – эухроматин Нуклеосомная упаковка изменена или отсутствует Длинные участки, чувствительные к ДНК-азе 1, указывающие
13. Метилирование ДНК Открыто еще до открытия Уотсона и Крика, но до сих пор остается много интригующих
14. Загадки- Отсутствует у дрозофилы и др. Обеспечивает накопление мутаций
15. У Dr дрожжейи C.elegans метилирования нет. Нарушение метилирования у человека приводит к остановке эмбрионального развития. Метилирование
16. Неактивный хроматин – гетерохроматин Конститутивный - центромера, теломера, интеркалярный Факультативный - при гаметогенезе в Х-хромосоме гетерохроматин
17. Транспозоны имеют рег элементы Транспозоны ограничены инвертированными повторами. При вырезании Т они сближаются и точно отрезаются
18. Величина генома может бстро увеличиваться за счет распространения транспозонов 4 хр-ма Др. буквально набита Т У-хр-ма
19. Регуляция на уровне репликации – В ядрышках ооцитов образуются экстрахромосомные копии генов рРНК. Этим достигается усиление
20. Регуляция генной активности на уровне транскрипции Регуляция транскрипции у прокариот( лактозный оперон) Позиционирование нуклеосом Регуляция транскрипции
21. Структура факторов транскрипции ДНК-связывающий домен Домены активации транскрипции Антирепрессорные домены Домены, связывающие лиганды Лиганды-индукторы –гормоны, ретиноевая
22. Типы факторов транскрипции
23. Факторы транскрипции – главные регуляторы генной активности
24. Транскрипция с разных промоторов В гене коллагена 43 экзона и 2 промотора варианты транскрипции приводят к
25. Регуляция экспрессии генов у прокариот – на примере лактозного оперона
26. В lac-опероне оператор перекрывает промотор и 5-конец 1 структурного гена
27. Метаболизм лактозы
28. При отсутствии в среде лактозы белок-репрессор связывается с оператором и препятствует соединению РНК-полимеразы с промотором и
29. При появлении лактозы репрессор связывается с ней, а не с оператором, транскрипция идет
32. Инсулятор блокирует действие энхансера, если инсулятор находится между энхансером и промотором
36. Активация транскрипции за счет связывания сap и сAMP
37. Регуляция транскрипции транспозонами (Т) Поскольку Т несут в своем составе регуляторные сигналы для Тр, (промоторы, энхансеры,
38. Т может изменить границы петель. Некоторые Т могут нести последовательности инсулятора, с которым связываются белки. Например,
39. Эукариотические мРНК довольно стабильны (часы и сутки)До выхода в цитоплазму они проходят процессинг. Поэтому часто регуляция
40. Посттранскрипционный уровень регуляции генной активности Транспорт мРНК из ядра Процессинг мРНК Альтернативный сплайсинг Редактирование мРНК (
41. Альтернативный сплайсинг как регулятор активности генов
42. Редактирование РНК – термин предложен Р. Бенни для феномена встраивания 4 У . В митохондриальный транскрипт
43. Биологические последствия редактирования РНК Образование пригодной для трансляции РНК И редактированная и нередактированная РНК могут быть
44. Регуляция генной активности на уровне трансляции Инициация трансляции с альтернативных сайтов Регуляция активности матрицы. Очень активные
45. Регуляция синтеза ферритина если железа в среде мало, то соответствующая мРНК не транслируется.Ингибирование происходит на стадии
46. Дискриминация мРНК- инициирующие участки РНК имеют разное сродство к рибосомам и поэтому с разной эффективностью связывают
47. Трансляционная репрессия – белок репрессор связывается с участком инициации трансляции и препятствует связыванию инициирующей рибосомы. Часто
48. Маскирование мРНК – осуществляется белком связывающимся с 3’ НТО. Как связывание с хвостом затыкает рот всей
49. Рнк не выходит из ядра, пока не закончится ее процессинг. У ВИЧ есть регулируемый ядерный транспорт.
50. Посттрансляционный уровень регуляции Фолдинг белка Роль гликозилирования, фосфорилирование, ацетилирование и др и др. модификации белка Удаление
51. Механизмы сайленсинга Гипотеза гистонового кода – ковалентные модификации ДНК и гистонов гипоацетилирование, убиквитирование и фосфорилирование гистонов
53. Скачать презентацию

Слайд 2

Как определить экспрессию гена
Найти мРНК данного гена с помощью
молекулярного зонда
Обнаружить

белок с помощью АТ
Выделить тотальную мРНК, получить кДНК и
с помощью зонда найти кДНК данного гена

Слайд 3

Регуляция
экспрессии генов
на разных уровнях

Слайд 4

1 уровень регуляции активности генов
Это формирование активно транскрибируемого
эухроматина и молчащего,

компактизованного
гетерохроматина

Гетерохроматин подразделяется на
конститутивный и факультативный

Конститутивный – в цетромерах, теломерах,
интеркалярный. Наполнен повторяющимися
последовательностями и мобильными элементами

Метилирование лизина по положению 9
в гистоне Н3 – подавление транскрипции

Слайд 5

Роль модификации и ремоделирования нуклеосом
в регуляции генетических процессов
Нуклеосома – октамер

гистонов с намотанной
ДНК в 146 п.н.Имеет кор и хвосты гистонов

Модификация нуклеосом включает –
Ремоделирование
Ковалентная модификация гистонов
Замена гистонов

Слайд 6

Модификация гистонов
В регуляции активности
генов

Слайд 7

Нуклеосома – это октамер гистонов и 1,7 витка
суперспирали фрагмента ДНК

длиной 146 пар оснований

В целом нуклеосомная упаковка ограничивает
узнавание последовательности ДНК факторами
транскрипции, репликации и рекомбинации

По отдельным генам нуклеосомы распределяются
неслучайным образом - позиционирование

Позиционирование нуклеосом на промоторе может
быть фактором регуляции транскрипции, как +, так и -

Слайд 8

Ремоделирование нуклеосом – это изменение
их связывания с ДНК. Осуществляют белки
Перемещение

нуклеосом
Изменение расстояния между нуклеосомами
Удаление гистонов
Сборка гистонов

Слайд 9

Ковалентная модификация включает –
Ацетилирование – деацетилирование
Фосфорилирование – дефосфорилирование
Метилирование
убиквитирование
Метилирование лизина по

положению 9
в гистоне Н3 – подавление транскрипции, часто
это сочетается с метилированием ДНК по цитозину

Ацетилирование лизина по положению 9
в гистоне Н3 в сочетании с метилированием
лизина в положении 4– подавление транскрипции

Слайд 10

Гистоновый код-
Аминокислотный остаток – разные АМК могут
Подвергаться модификации –

Лиз, Арг, Сер, Тре

2. Модифицирующие ферменты – их много

3. Белки, воспринимающие модификацию гистонов

Комбинация всех этих факторов – и есть гистоновый код

Обеспечивают активацию и сайленсинг генов, очевидно
помогая факторам транскрипции

Слайд 11

Регуляция изменением количества генов и структуры
ДНК
Утрата генетического материала –диминуция
хроматина,

разрушение ядра у эритроцитов
Амплификация генов – Р-гликопротеина, рРНК
Реаранжировка генных сегментов
А) в генах И
Б) у сальмонеллы инверсия промотора обусловливает разные типы флагеллина и обеспечивает ускользание от И.О.
∙  Роль транспозонов в регуляции активности генов.
∙ Эу- и гетерохроматин. Двойная спираль может принимать разные формы
∙  Инактивация Х-хромосомы
∙   Роль метилирования ДНК в регуляции экспрессии генов

Слайд 12

Активный хроматин – эухроматин
Нуклеосомная упаковка изменена или отсутствует
Длинные участки, чувствительные к

ДНК-азе 1,
указывающие на возможность транскрипции
Гиперчувствительные сайты к ДНК-азе 1,
ассоциированные с энхансерными элементами у
начала гена
Более слабая упаковка ДНК под электронным
микроскопом
В политенных хромосомах – это пуфы

Слайд 13

Метилирование ДНК
Открыто еще до открытия Уотсона и Крика, но до сих

пор остается много интригующих загадок
Метилируется цитозин в 5 положении и аденин в 6 положении
Регуляция транскрипции
Клеточная дифференцировка и эмбриональное развитие
Геномный импринтинг
Инактивация мобильных элементов
Канцерогенез
Генетические заболевания человека
Замалчивание генов

Слайд 14

Загадки-
Отсутствует у дрозофилы и др.
Обеспечивает накопление мутаций

Слайд 15

У Dr дрожжейи C.elegans метилирования нет. Нарушение метилирования у человека приводит

к остановке эмбрионального развития. Метилирование запрещено в сайтах старта транскрипции почти половины генов человека.
метилирование связано с гетерохроматином
При раке метилирование понижено, что приводит к геномной нестабильности, может и наоборот – повышение метилирования генов –супрессоров
Метилтрансфераза в соответствии с матрицей метилирует сайт на дочерней нити ДНК. Как узнает ???

Слайд 16

Неактивный хроматин – гетерохроматин
Конститутивный - центромера, теломера, интеркалярный
Факультативный - при гаметогенезе

в Х-хромосоме
гетерохроматин превращается в эухроматин

Слайд 17

Транспозоны имеют рег элементы
Транспозоны ограничены инвертированными повторами. При вырезании Т они

сближаются и точно отрезаются от основной ДНК. Затем транспозаза делает разрез в новом месте, куда внедряется Т по типу «вырезание-встраивание»
Ретротранспозоны – ограничены длинными концевыми повторамираспространяются с пом обр транскрипции с использованием закодированной в них интегразы
Нарушают работу гена
Вызывают мутации
Меняют регуляцию гена

Слайд 18

Величина генома может бстро увеличиваться за счет распространения транспозонов
4 хр-ма Др.

буквально набита Т
У-хр-ма человека, Х хр-ма, 21 и 22 содержат много Т
Сайт-специфические ретроТ- это те, которые внедряются только в определенном месте. Например Het.Nart, у Др отвечают за целостность теломер
Р-элемент Др внедряется в 5’ регулир область БТШ 70
Т могут одомашниваться, т.е. выполнять функцию промотора, инсулятора и т.д.

Слайд 19

Регуляция на уровне репликации –
В ядрышках ооцитов образуются экстрахромосомные копии генов

рРНК. Этим достигается усиление синтеза рибосом

Слайд 20

Регуляция генной активности на уровне транскрипции
Регуляция транскрипции у прокариот( лактозный оперон)
Позиционирование

нуклеосом
Регуляция транскрипции гормонами- один гормон, например ГК, может регулировать несколько ГК зависимых генов. ГК связывается с R – это и есть фактор транскрипции
Транскрипция с разных промоторов (альтернативные промоторы)
Базальный транскрипционный комплекс
Факторы транскрипции.
Локусконтролирующие районы
РНК-интерференция
Транскприпционная синергия
Рибопереключатели – аптамеры, например соединенные с глицином. Когда его много, они включают гены для использования его как источник энергии

Слайд 21

Структура факторов транскрипции
ДНК-связывающий домен
Домены активации транскрипции
Антирепрессорные домены
Домены, связывающие лиганды
Лиганды-индукторы –гормоны, ретиноевая

кислота, гормон щитовидной железы и лиганды –репрессоры-
конечные продукты метаболических путей

Слайд 22

Типы факторов транскрипции

Слайд 23

Факторы транскрипции – главные регуляторы
генной активности

Слайд 24

Транскрипция с разных промоторов
В гене коллагена 43 экзона и 2 промотора

варианты транскрипции приводят к образованию 3 изоформ белка – 1 короткой и 2 длинных. Дисбаланс изоформ приводит к патологии сетчатки глаза
Фрагмент С-концевого участка коллагена – эндостатин содержит 2 дисульфидные связи ( 183 АМК)
Рецептор пролактина имеет 3 промотора, обладающих разн тканеспецифичностью

Слайд 25

Регуляция экспрессии генов у прокариот –
на примере лактозного оперона

Слайд 26

В lac-опероне оператор перекрывает промотор и 5-конец
1 структурного гена

Слайд 27

Метаболизм лактозы

Слайд 28

При отсутствии в среде лактозы белок-репрессор
связывается с оператором и препятствует

соединению
РНК-полимеразы с промотором и отменяет
транскрипцию 3-х генов.

Слайд 29

При появлении лактозы
репрессор связывается с ней, а не с оператором,

транскрипция идет

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Инсулятор блокирует действие энхансера, если инсулятор
находится между энхансером и промотором

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Активация
транскрипции
за счет
связывания
сap и сAMP

Слайд 37

Регуляция транскрипции транспозонами (Т)
Поскольку Т несут в своем составе регуляторные сигналы

для Тр, (промоторы, энхансеры, сайленсеры, инсуляторы)то перемещение этих сигналов по хромосоме может изменять Тр смежных с ними генов
После удаления Т его промотор может остаться на месте
ретроТ внедряются чаще в регуляторные районы генов. При этом ген-хозяин не портится и терпит Т
Брешь после удаления Т может залечиваться с ошибками, т. е. остается след после Т в виде мутации

Слайд 38

Т может изменить границы петель. Некоторые Т могут нести последовательности инсулятора,

с которым связываются белки. Например, у gypsy последовательность инсулятора повторена 12 раз
Т могут участвовать в перестройках хромосом. Например, mariner обеспечивает неравный кроссинговер и делецию в 17 хромосоме, что проявляется в нейродегенеративных заболеваниях и повышении уровня холестерина

Слайд 39

Эукариотические мРНК довольно стабильны (часы и сутки)До выхода в цитоплазму они

проходят процессинг. Поэтому часто регуляция на уровне транскрипции не возможна. Возрастает важность следующего уровня

Слайд 40

Посттранскрипционный уровень регуляции генной
активности
Транспорт мРНК из ядра
Процессинг мРНК
Альтернативный сплайсинг
Редактирование мРНК

( Аро-В в печени 4563 АМК,
в кишечнике – В-48- 2152 АМК, за счет изменения в 2153 САА на UAA т.е. образование стоп-кодона
Альтернативные сайты полиаденилирования обеспечивают разную силу матрицы

Слайд 41

Альтернативный
сплайсинг как
регулятор
активности генов

Слайд 42

Редактирование РНК – термин предложен
Р. Бенни для феномена встраивания 4 У

.
В митохондриальный транскрипт
одной из субъединиц цитохромоксидазы
трипаносомы brucei. Это исправляет
закодированный в ДНК сдвиг рамки
Считывания и приводит к синтезу функц. белка
Процесс осущ-ся гидовой РНК. Редактируемый комплекс наз. Эдитосома
У млекопит. обнаружено тканеспец. Редактирование мРНК аполипопротеина В путем
дезаминирования С –U и модификацию А-Т в гене рецептора глутамата

Слайд 43

Биологические последствия редактирования РНК
Образование пригодной для трансляции РНК
И редактированная и нередактированная

РНК могут быть матрицами для трансляции белков, различающихся по функции
Позволяет синтезировать 2 тРНк с одного гена ( в митохондриях животных)
Может сделать мРНК более стабильной
Т.О. – это механизм регуляции генной активности

Слайд 44

Регуляция генной активности на уровне трансляции
Инициация трансляции с альтернативных сайтов
Регуляция активности

матрицы. Очень активные мРНК у вирусов и фагов, у мажорных белков
Регуляция полужизни матрицы ( ген глобина 10 часов.
гены факторов роста менее 1 часа, гены гистонов в S-периоде – несколько часов, в G2 –периоде – 10-15 минут)
Изменение стабильности мРНК
Роль 5 и 3 НТО в регуляции трансляции ( регуляция синтеза ферритина)
Изменение скорости трансляции
Альтернативные сайты терминации трансляции
Зависимость от контекста. Так, селеноцистеин кодируется стоп-кодоном UGA если за ним определенный контекст. Контекст называют вторым генетическим кодом

Слайд 45

Регуляция синтеза ферритина если железа в среде мало, то соответствующая мРНК

не транслируется.Ингибирование происходит на стадии инициации белком, который имеет сродство к ионам железа и связываясь с ним отваливается от ферритиновой мРНК. Вновь синтезированный ферритин отнимает железо от репрессора, который опять приобретает сродство к ферритиновой мРНК и останавливает синтез ферритина. Сюрприз в том, что репрессор – это известный фермент цикла Кребса- аконитаза

Слайд 46

Дискриминация мРНК- инициирующие участки РНК имеют разное сродство к рибосомам и

поэтому с разной эффективностью связывают их. Поэтому существуют сильные и слабые матрицы. Это определяется факторами инициации, которые локализуются на инициирующих субъединицах рибосом, зависит от контекста в районе AUG, шпилек и удлинения 5’НТО, декепирования мРНК
Нормальная трансляция зависит от положения мРНК в клетке. Так, в ооцитах Dr мРНК генов oskar и nanos для трансляции должна занять место на переднем конце яйца, а для гена bicoid –на заднем. Это обеспечивается связыванием с тубулином и актиновыми филаментами

Слайд 47

Трансляционная репрессия – белок репрессор связывается с участком инициации трансляции и

препятствует связыванию инициирующей рибосомы. Часто репрессором служит продукт данной РНК (ферритин)

Слайд 48

Маскирование мРНК – осуществляется белком связывающимся с 3’ НТО. Как связывание

с хвостом затыкает рот всей мРНК? Очевидно за счет изменения конформации молекулы. Макирование и демаскирование мРНК – это прием быстрого регулирования синтеза РНК у эукариот

Слайд 49

Рнк не выходит из ядра, пока не закончится ее процессинг.
У ВИЧ

есть регулируемый ядерный транспорт. Он заключается в том, что после транскрипции его РНК, клеточный механизм не может их выпустить из ядра, но у вируса на этот случай имеется ген Rev, облегчающий выход непроцессированных вирусных РНк в цитоплазму для дальнейшей трансляции
6. Белки, связываясь с 3’НТО и 5’НТО подавляют трансляцию
7. Фосфорилирование инициирующих факторов регулирует синтез белка
7. Подавление трансляции ми РНК

Слайд 50

Посттрансляционный уровень регуляции
Фолдинг белка
Роль гликозилирования, фосфорилирование,
ацетилирование и др и др.

модификации белка
Удаление частей полипептида (интеинов, сигнальной последовательности)
Феномен прионизации белка

Слайд 51

Механизмы сайленсинга
Гипотеза гистонового кода – ковалентные модификации ДНК и гистонов
гипоацетилирование, убиквитирование

и фосфорилирование гистонов
Метилирование гистонов и ДНК В результате образуются участки компактизации хроматина,
не способные к транскрипции
На цитологическом уровне сайленсеры – это участки
гетерохроматина

Трансгенная мышь с геном гормона роста

Содержание

Как определить экспрессию генаНайти мРНК данного гена с помощью молекулярного зондаОбнаружить

Регуляция экспрессии генов на разных уровнях

1 уровень регуляции активности геновЭто формирование активно транскрибируемого эухроматина и молчащего,

Роль модификации и ремоделирования нуклеосом в регуляции генетических процессовНуклеосома – октамер

Модификация гистоновВ регуляции активности генов

Нуклеосома – это октамер гистонов и 1,7 витка суперспирали фрагмента ДНК

Ремоделирование нуклеосом – это изменение их связывания с ДНК. Осуществляют белкиПеремещение

Гистоновый код- Аминокислотный остаток – разные АМК могут Подвергаться модификации –

Регуляция изменением количества генов и структуры ДНКУтрата генетического материала –диминуция хроматина,

Активный хроматин – эухроматинНуклеосомная упаковка изменена или отсутствуетДлинные участки, чувствительные к

Метилирование ДНКОткрыто еще до открытия Уотсона и Крика, но до сих

Загадки-Отсутствует у дрозофилы и др.Обеспечивает накопление мутаций

У Dr дрожжейи C.elegans метилирования нет. Нарушение метилирования у человека приводит

Неактивный хроматин – гетерохроматинКонститутивный - центромера, теломера, интеркалярныйФакультативный - при гаметогенезе

Транспозоны имеют рег элементыТранспозоны ограничены инвертированными повторами. При вырезании Т они

Величина генома может бстро увеличиваться за счет распространения транспозонов4 хр-ма Др.

Регуляция на уровне репликации –В ядрышках ооцитов образуются экстрахромосомные копии генов

Регуляция генной активности на уровне транскрипцииРегуляция транскрипции у прокариот( лактозный оперон)Позиционирование