Regulace genové exprese u prokaryot a jejich virů

Osnova přednášky:



• konstitutivní, inducibilní a represibilní genová exprese

• pozitivní a negativní regulace genové exprese

• operóny: koordinovaně regulované jednotky genové exprese

• laktózový operón u E. coli

• tryptofanový operon u E. coli



                                 Regulační mechanismy u prokaryot

•             mechanismy, kterými dochází k rychlému zapnutí nebo vypnutí genové exprese v reakci
na změny okolí

–        poskytují metabolismu plasticitu: dosažení maximálního růstu a reprodukce za nejrůznějších
podmínek



•             předprogramované okruhy nebo kaskády genové exprese

–        podnět ovlivní expresi určitého genu, jehož produkt ovlivní expresi sady dalších genů,
jejich produkty zase další, atd.



















































                                           cyklický AMP

                        Organizace lac operónu v oblasti promotor-operátor

                       CAP pozitivně reguluje lac operón, cAMP je efektorem

•            Za přítomnosti glukózy

–       adenylátcykláza je inaktivní

–       hladina cAMP je nízká

–       CAP se nemůže vázat na lac operón

–       strukturní geny lac operónu se neexprimují

                                         Take home message

•             lac operón E. coli  je regulační systém obsahující tři strukturní geny, které se
účinně transkribují pouze za přítomnosti laktózy a nepřítomnosti glukózy



•             za nepřítomnosti laktózy se lac represor váže na lac operátor a brání RNA polymeráze
v iniciaci transkripce operónu



•             katabolická represe brání indukci operónů typu lac  glukózou, tj. přednostním zdrojem
energie

                                     Genová exprese u eukaryot

                                       Regulace transkripce

•             pre regulaci transkripce u eukaryot jsou důležité nitrobuněčné signály i mezibuněčné
komunikace

•             pozitivní a negativní regulátorové proteiny zvané transkripční faktory se vážou do
specifických oblastí DNA, aby zde stimulovaly nebo inhibovaly transkripci

                                     Alternativní sestřih RNA

•           umožňuje tvorbu několika polypeptidů z genetické informace jediného genu

                   Alternativní sestřih transkriptu krysího genu pro Troponin T

                              Cytoplazmatická kontrola stability mRNA

•           stabilitu mRNA ovlivňuje několik faktorů

–      koncový úsek poly(A)

–      sekvence 3’ UTR

–      chemické faktory (např. hormony)

–      malé RNA (siRNA) nebo microRNA (miRNA)

                                         Take home message

•             transkripční faktory jsou schopné vazby na DNA a ovlivňují transkripci eukaryotických
genů



•             transkripty eukaryotických genů mohou podléhat alternativnímu sestřihu za vzniku mRNA
kódující příbuzné, ale nestejné polypeptidy



•             účinnost proteosyntézy závisí na stabilitě eukaryotických mRNA