nivoi organizacije i ekspresije...

NIVOI ORGANIZACIJE I

EKSPRESIJE GENOMA

PROKARIOTI EUKARIOTI

REGULACIJA GENSKE AKTIVNOSTI KOD EUKARIOTA

Eksperimenti koji potvrđuju totipotentnost jedra (potencijal da se razviju svi tipovi ćelija adultnog organizma)

TRANSPLANTACIJA JEDRA

KLONIRANJE KRAVE

Postupak transplantacije jedra

ANIMACIJA

https://www.youtube.com/watch?v=bbZiOiPVG6c

U jajnu ćeliju sisara naslonjenu na tupu pipetu (levo)

unosi se genetički materijal (jedro) diploidne ćelije

tankom pipetom (desno)

jedro

Dolly, prva klonirana ovca

Cookies and Cream, su dve klonirane krave Holstein rase

uzrasta dve godine. Dobile su zdrave potomke – muškog i

ženskog pola na privatnoj farmi Infigen u SAD. To je farma sa

najvećim brojem (165) kloniranih krava i ovaca.

Osnovni nivoi kontrole

ekspresije gena

kod eukariota

METILACIJA CITOZINA UMANJUJE EKSPRESIJU GENA

Metilacija citozina u

CG sekvencama molekula DNK

Inaktivacija gena

metilacijom citozina

Lokalne promene

strukture hromatina

Shematski prikaz pozitivne (a) i negativne (b)

regulacije genske aktivnosti na nivou transkripcije

KONTROLA TRANSKRIPCIJE

Kontrolni regioni tipičnog eukariotskog gena

Vezivanje dva proteina za različita mesta na molekulu DNK može

u velikoj meri da poveća verovatnoću njihove interakcije

Aktivacija transkripcije

kod eukariota

enhenser

Stimulatorski nizovi nukleotida u DNK (enhenseri,

engl. to enhance – pojačati) predstavljaju DNK sekvence

koje nakon vezivanja regulatornih proteina dovode do naglog

porasta aktivnosti gena. Ovi nizovi nukleotida mogu se nalaziti

na hiljade baznih parova (do 50 000) uzvodno ili nizvodno od

gena čiju aktivnost povećavaju.

Nizovi nukleotida koji umanjuju aktivnost gena označeni su

kao sajlenseri (engl. scilence – tišina).

Alternativna obrada

primarnog transkripta

humanog gena za kalcitonin rezultuje

stvaranjem tkivno-specifičnih produkata.

U tkivu paratireoidnih žlezda stvara se

polipeptidini hormon kalcitonin,

a u nervnim ćelijama CGRP protein

(od engl. calcitonin gene-related peptide)

Kontrola transporta iRNK predstavlja regulaciju prelaženja

transkripata iz jedra u citoplazmu. Od veomaheterogene grupe

primarnih transkripata gena za kodiranje proteina

(tzv. hnRNK, heterogena nuklearna RNK) najmanje 50% nikada

ne napusti jedro već se u njemu razgrađuje.

Kontrola translacije ostvaruje tako što ribozomi odabiraju iRNK

koja će se prevesti u protein. Mehanizmi čuvanja iRNK nisu sasvim

jasni, ali ima indicija da su iRNK najčešće u asocijaciji sa

proteinima koji ih štite od razlaganja i istovremeno sprečavaju da

translacija otpočne. Pored toga, zna se da poli-A rep promoviše

translaciju.

Kontrola razlaganja iRNK odnosi se na stepen degradacije iRNK

u citoplazmi. Poznato je da su tRNK i rRNK veoma stabilne,

što je sasvim logično kada se ima u vidu da mogu da učestvuju

u translaciji bilo kog proteina. Nasuprot tome, molekuli iRNK imaju

različit opseg stabilnosti – neke ostaju u citoplazmi mesecima,

a druge se razlože posle svega nekoliko minuta.

Posttranslacioni mehanizmi kontrole genske aktivnosti obuhvataju

modifikacije i kontrolu razlaganja proteina. Degradacija proteina

kod eukariota kontrolisana je široko rasprostranjenim proteinskim

faktorom (ubikvitin). Vezivanje za ubikvitin predstavlja signal za

enzimsko razlaganje proteina.

Embrion miša

u kome je

pokazana

ekspresija

gena za nogin

u mozgu i skeletu

HIBRIDIZACIJA NUKLEINSKIH KISELINA

Fluorescentna in situ hibridizacija (FISH)

Ćelija HeLa u deobi: mikrotubule su obojene ljubičasto, DNK belo,

a zelenom bojom prestavljen je proteinski produkt GFP gena