P3-03 Ekspresja genów

1. Dogmat biologii molekularnej

2. Transkrypcja

• definicja
• proces przepisywania informacji zakodowanej w DNA na mRNA lub pre-mRNA
• miejsce zachodzenia:
• bakterie: cytozol
• eukariota: jądro komórkowe
• przebieg
• miejscowe rozplecenie podwójnej helisy DNA
• przepisywanie DNA na mRNA przez polimerazę RNA
• modyfikacje potranskrypcyjne
• splicing
• wycinanie intronów
• sklejanie eksonów
• dodawanie:
• koniec 5': czapeczka
• koniec 3': ogon poli-A

3. Translacja

• definicja
• synteza łańcucha polipeptydowego na matrycy mRNA.
• miejsce zachodzenia: na rybosomach w cytozolu lub związanych z siateczką śródplazmatyczną  szorstką
• przebieg
• INICJACJA:
• przyłączenie mRNA do małej podjednostki rybosomu
• przyłączanie tRNA transportującego metioninę do kodonu START (AUG)
• przyłączenie dużej podjednostki rybosomu
• ELONGACJA
• przyłączanie odpowiednich tRNA transportujących aminokwasy, zgodnie z sekwencją wyznaczaną przez kodony mRNA.
• powstawanie wiązania peptydowego między aminokwasami będącymi w miejscach P i A rybosomu.
• wydłużanie łańcucha polipeptydowego (łańcucha aminokwasów, połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi)
• TERMINACJA
• przyłączenie czynników uwalniających do sekwencji STOP (UAA, UAG lub UGA)
• rozpad kompleksu i uwolnienie nowopowstałego białka.
• modyfikacje potranslacyjne
• usunięcie niektórych fragmentów
• dołączanie:
• grup funkcyjnych  (np. -OH)
• lipidów
• metali
• reszt cukrowych

4. Kontrola ekspresji genów

• Kontroli czasu i częstości transkrypcji
• obecność fragmentów regulatorowych genów
• możliwość włączania i wyłączanie genów i zatrzymywania procesu transkrypcji
• Kontroli procesów obróbki potranskrypcyjnej
• kontrola splicingu
• kontrola sekwencji transkryptów po obróbce
• Selekcji mRNA
• wybór transkryptów do opuszczenia jądra
• kontrola transkryptów przez pory jądrowe
• Selektywna aktywacja i inaktywacja białek po ich syntezie
• modyfikowanie potranslacyjne białek
• kontrola efektu modyfikacji białek i likwidacja błędnych

Na każdym etapie komórka może postanowić zniszczyć wadliwy transkrypt/białko, by nie zagroził jej prawidłowemu funkcjonowaniu.