งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

1. 2 Gene Expression ใน Eukaryotic Cells  Control โดย  Spatial & Temporal regulation  Transcriptional control ของ DNA  Alternate splicing ของ RNA.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "1. 2 Gene Expression ใน Eukaryotic Cells  Control โดย  Spatial & Temporal regulation  Transcriptional control ของ DNA  Alternate splicing ของ RNA."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 1

2 2 Gene Expression ใน Eukaryotic Cells  Control โดย  Spatial & Temporal regulation  Transcriptional control ของ DNA  Alternate splicing ของ RNA  Cytoplasmic control ของ mRNA stability  Induction ของ transcriptional activity โดย environment และ biological factors

3 3 Spatial & Temporal Regulation  Spatial regulation: การแสดงออก ของ genes แตกต่างกันเนื่องจาก ความจำเพาะของ เนื้อเยื่อ (tissue- specific expression) gene product ทุกอย่างไม่เป็นที่ต้องการ ของทุกเนื้อเยื่อ  Temporal regulation: การ แสดงออกของ genes ในเวลาที่ แตกต่าง แล้วแต่สิ่งกระตุ้น หรือช่วง พัฒนาการ

4 4  Transcriptional control ของ DNA ~ RNA polymerase & promoter  Alternate splicing ของ RNA ~ การ ตัดต่อ RNA เต็มวัย (maturation ของ RNA)  Induction ของ transcriptional activity ~ อุณหภูมิ, แสง, hormones ชักนำให้ genes แสดงออก โดยเฉพาะระหว่าง พัฒนาการ (development)

5 5 Cytoplasmic control ของ mRNA stability  mRNA ถูกสลายง่าย จึงต้องมี transcription เพิ่มอยู่ตลอดเวลา  polypeptides ที่เป็นผลผลิตของ gene จะหยุดการสังเคราะห์  polypeptides ที่มีมากเกินไปจะ เป็นผลร้ายกับเซลล์  การสลาย (degradation) mRNA จึงป้องกันการแสดงออกของ genes  mRNA stable โดย Poly-A tail และ Estrogen  mRNA ถูกสลายถ้ามี 3’ untranslated sequence AUUUA ซ้ำหลายครั้ง

6 6 Transcriptional in Eukaryotes Factors สำคัญคือ 1. RNA Polymerases 2. Promoters 3. Transcription Factors 4. Enhancers 5. Upstream promoter elements

7 7 1. RNA Polymerase  RNA polymerase ใน Eukaryotic cell มี 3 types คือ RNA Pol I ใช้สังเคราะห์ rRNA precursor (18S + 28S + 5.8S) RNA Pol II ใช้สังเคราะห์ mRNA precursor RNA Pol III ใช้สังเคราะห์ tRAN precursor และ 5S rRNA precursor  RNA polymerase ทั้ง 3 ชนิดของ eukaryote ไม่มี  factor –structure ต่างกัน – จำ promoter ต่างกัน

8 8 2. Promoter  Promoter สำหรับ RNA Polymerase แต่ละชนิด ต่างกัน ที่  Element(s) ซึ่งเป็น ลำดับพิเศษบน DNA หรือเป็นตำแหน่งที่ RNA polymerase จำได้ (recognition site) ในการเข้ามาจับที่ promoter เพื่อการ control ต่างกัน  ดังนั้น RNA polymerase แต่ละ ชนิดมี promoter เฉพาะ

9 9 3. Transcription Factors  Transcription factor หรือ TF ช่วยการทำงานของ RNA Polymerase อย่างถูกต้อง เช่น  TATA-binding protein (TBP)  TFIIA --> TFIIH  โดยจับบน DNA ที่  DNA binding domain และ  Transcription activation domain

10 10 4. Enhancers and Silencers  เป็นส่วนของ DNA ที่ช่วย stimulate transcription จาก promoter แต่ไม่เป็นส่วนของ promoter  จัดเป็นความสัมพันธ์โดยระยะทาง บน DNA (fixed spatial relationship) ในการ control genes อาจพบอยู่ได้หลาย ตำแหน่งบน DNA

11 11 Enhancer & Silencer

12 12 5. Upstream promoter elements  เป็น binding site สำหรับ transcription factors ของ RNA polymerase II  ไม่เป็นส่วนของ promoter

13 13 Control ของ RNA Polymerase I สำหรับ rRNA (18 S, 28 S และ 5.8 S) Promoter: มีส่วนควบคุม (control element) อยู่ที่ 2 blocks คือ 1) Core element (Core) : position ระหว่าง - 45 ถึง +20 สำหรับ RNA Polymerase 2) Upstream control element (UCE) : position ระหว่าง -156 ถึง -107 เพื่อให้ transcription มี ประสิทธิภาพ  ทั้ง 2 blocks ไม่ปรากฎมี consensus sequence

14 14 RNA Pol I Promoter Human rRNA promoter:  RNA Polymerase I จับที่ -45 (downstream) ถึง +20 (upstream)  TIF-I จับที่ -67 (downstream) ถึง - 14 (upstream)  ดังนั้น RNA Pol I - TIF-I complex จับบน promoter sequence ที่ -67 ถึง +20

15 15 Control ของ RNA Polymerase II Promoter: มี control element 2 แบบ แล้วแต่ genes 1. TATA box หรือ Hogness box ที่ -25 มี consensus sequence คือ TATAAAA ต้องการ upstream promoter element 21 bp ( เป็น 3 repeats) ระหว่าง -40 และ CAAT box consensus sequence (GC)CCAATCT ที่ -75

16 16 Control Elements ของ RNA Polymerase II Promoter

17 17  Initiation complex ของ RNA polymeras e II  ต้องการ TBP และ TFII A --> H

18 18 Enhancer ของ RNA pol II:  Stimulate transcription จาก promoter ไม่มี consensus sequences  เป็น tissue-specific เช่น mouse immunoglobulin enhancer แสดงออกใน immunoglobulin genes ในเซลล์ immune system แต่ไม่แสดงออกใน mouse connective tissue cell Enha ncer Closed promoter

19 19  Enhancer ช่วย RNA polymeras e เปิด promoter จึงเกิด transcripti on Enha ncer Opened Promoter

20 20 Control ของ RNA Polymerase III  Promoter: เป็น Internal promoter  5S rRNA gene promoter: มี control element upstream และ ระหว่าง +55 ถึง +80  tRNA gene promoter มี 2 blocks แยกกัน A block ระหว่าง +8 ถึง +30 และ B block ระหว่าง +51 ถึง +72

21 21

22 22 Posttranscriptional Control in Eukaryote  RNA ที่ สร้างได้ใหม่ใน nucleus เรียกว่า Primary transcript  ยังไม่แปรรูปใช้งานไม่ได้จะมี ความยาวมาก  Primary transcript หรือ precursor ของ mRNA เรียกว่า Heterogeneous nuclear RNA (hnRNA)

23 23 Heterogeneous nuclear RNA (hnRNA)

24 24 mRNA Processing  hnRNA จะต้องถูก modified ต่อไปด้วย 3 ขั้นตอน คือ 1. Capping 2. Tailing 3. Intron Splicing

25 25 1. Capping  การแปรรูปที่ปลาย 5’ โดยเติม Cap ซึ่งเป็น 7-methylguanosine  ป้องกันถูกย่อยโดย nuclease  ให้ ribosome จำ mRNA ได้ และ  การขนส่ง mRNA ออกจาก nucleus ไป cytoplasm  Guanine triphosphonucleotide (GTP) จับที่ nucleotide ปลาย 5’  Guanine (G) ถูกเติม CH 3 (methyl) เข้าที่ N 7 ของโมเลกุล

26 26 Capping & Methylation

27 27 Capping Reaction

28 28 2. Tailing  กระบวนการเติ่ม Adenine จำนวน มากเข้าที่ปลาย 3’ end (trailer) ของ hnRNA เรียกว่า Polyadenylation  โดย poly-A polymerase  เพื่อ stability และ transportation RNA ออกจาก nucleus

29 29 Tailing ของ mRNA

30 30 3. Intron splicing  Primary transcript ของ mRNA, tRNA และ rRNA มีส่วนเกินที่จะถูก ตัดออกก่อน ให้เป็น mature RNA จึงทำงานใน cytoplasm ได้  ส่วนเกิน หรือ noncoding sequence เรียกว่า Intron อยู่ ระหว่าง coding sequences ซึ่ง เรียกว่า Exon

31 31

32 32 mRN A Spli cin g

33 33 Intron แบ่งเป็น 4 กลุ่ม 1. Group I intron : intron มี 5’ UA และ 3’ G  nuclear rRNA precursor และ mitochondrail rRNA 2. Group II intron : intron มี 5’ G และ 3’ A-N n -G  mitochondrial mRNA precursor 3. Nuclear mRNA intron : intron มี 5’ G และ 3’ UACUAAC box (TACTAAC box บน DNA)  mRNA precursor ใน nucleus ของ eukaryotes 4. tRNA intron : ลักษณะ เฉพาะตัว

34 34 Mechanism ของ Splicing 1. Self splicing โดย Autocatalytic property of intron เอง 1.1 ต้องการ Guanine-containing nucleotide (GMP, GDP, GTP) พบใน group I introns 1.1 ไม่ต้องการ Guanine- containing nucleotide พบใน group II introns

35 35 2. Spliceosome: ต้องการ snRNA เป็นเอนไซม์ตัด และมี proteins เป็นส่วนประกอบ รวม เรียกว่า small nuclear ribonucleoproteins (snRNPs) หรือ Snurps หรือ Spliceosomes พบใน mRNA precursor 3. tRNA precursor splicing: ใช้ Splicing endonuclease และ Splicing ligase

36 36 Self-splicing ของ Group I intron ต้องการ Guanine

37 37 Self-splicing ของ Group II intron ไม่ต้องการ Guanine

38 38 Spliceos ome ต้องการ Snurps โดย snRNA มี enzyme activity (Ribozy me)

39 39 Alternative Splicing ของ mRNAs  การตัด Introns หรือ ต่อ Exons อย่างสลับของ mRNA precursor  ในบางกรณี Splicing site ที่ 5’ และ 3’ บน intron อาจเปลี่ยนได้ ทำให้ gene 1 gene สามารถให้ mRNA หลายแบบเป็น Family ของ mRNAs  นั่นคือ 1 gene สามารถ code ให้ protein ได้หลายแบบที่คลายกันมาก ซึ่งเรียกว่า Protein Isoforms  เช่น Immunoglibulin genes code ให้ antibody หลายชนิด

40 40 Altern ate Splici ng

41 41  Splicing endonuclease ตัดปลาย ทั้ง 2 ข้างของ intron  Splicing ligase ต่อปลายของ 2 exons เข้าด้วยกัน tRNA Splicing

42 42

43 43 Reverse transcription  สังเคราะห์ DNA โดยใช้ RNA เป็น แม่แบบ และ  ใช้ RNA-dependent DNA polymerase หรือ Reverse transcriptase (RT)  DNA ที่ได้เรียกว่า Complementary DNA (cDNA)  RNA tumor virus เมื่อเข้าไปในเซลล์ จะสร้าง cDNA ก่อน แล้วจึงต่อ (integrate) เข้า DNA ของ host และ  cDNA สามารถสังเคราะห์จาก mRNA ได้ในหลอดแก้ว (in vitro)

44 44 Reverse Transcription

45 45 Mechanism ของ Reverse Transcription

46 46 Central Dogma Update (forbid den) V. 1 V. 2 V. 3 V. 4


ดาวน์โหลด ppt 1. 2 Gene Expression ใน Eukaryotic Cells  Control โดย  Spatial & Temporal regulation  Transcriptional control ของ DNA  Alternate splicing ของ RNA.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google