Gener, genom och kromosomer 6.1-6.3, 6.6 och sid
263-265
En gen är en DNA-sekvens som kan ………………………………..
En kromosom är en DNA-molekyl. I cellen finns det lika mycket protein
som DNA i kromosomerna, se fig 6-1.
Ett genom är den totala
mängden genetisk information i
en cell, individ eller art.
Människans genom är diploit,
består av ……. somatiska
kromosomer och
könskromosomerna X och Y, se
fig sid 215.
Informationen i den
eukaryota kromosomen,
avsnitt 6.1-6.3
En gen kan ge upphov till flera
olika mRNA´n, fig 6-3b.
Vilken mRNA-sekvens som bildas
avgörs av :
vilka exoner som används, dvs
alternativ splicing (1)
vilken polyA signal (2) eller
vilken promotor (3) som används.
De olika proteiner som
uppkommer från samma gen
kallas för olika isoformer av
proteinet.
Alla sorters RNA transkriberas från……………………, tabell 6-2
DNA´t i kromosomerna är inte bara gener.
Människans genom består av: proteinkodande gener ca 25%,
repeterade sekvenser ca 50% och oklassificerat DNA ca 25%, tabell
6-1.
En del av det repeterade DNA´t består av korta sekvenser som är
repeterade 10- till 100-tals gånger. Sådana sekvenser finns t ex i
kromosomens centromer och …………………………….
Även gener kan innehålla repeterade sekvenser. Det kan ställa till
problem eftersom korta repeterade sekvenser riskerar att
mångdubblas vid replikationen, se fig 6-5.
Vissa genetiska sjukdomar är associerade med ett onormalt antal
upprepningar. T ex myotonisk dystrofi, muskelförtvining.
Metoden att identifiera en
individ genom ett DNA-prov, sk
genetiska fingeravtryck bygger
på att vissa regioner av
repeterade sekvenser är mycket
förändringsbenägna.
Det är …………………..repetitioner
som förändras och som
analyseras.
Det finns också repeterade sekvenser som inte sitter i tandem
utan finns insprängda lite varstans i genomet. Det är sk
transposoner.
Transposonsekvenser kan eller har kunnat förflytta sig till nya
platser i genomet och kallas därför också för ………………………………
För förflyttning krävs enzymer
som antingen skär ut (cut)
eller kopierar (copy)
transposon-sekvensen och
enzymer som öppnar DNA´t
någon annanstans i genomet
och ligerar in (paste)
transposon-sekvensen, fig 6-8.
DNA-transposoner förflyttas
via cut&paste, fig 6-8a.
……………………………………………
förflyttas via copy&paste.
Kopieringen sker mha enzymet
omvänt transkriptas, fig 6-8b.
En grupp retrotransposoner kallas LTR (=long terminal repeat)
retrotransposoner. Deras sekvens är mycket lik ett retrovirus, fig 449 & 6-13.
Det finns en kodande
region mellan de
repeterade sekvenserna.
Här finns genen för omvänt
transkriptas, fig 6-12.
Non –LTR retrotransposoner:
• LINES-long interspersed elements. Ex L1, L2 och L3. Innehåller också
gener för omvänt transkriptas, fig 6-16.
• SINES- short interspersed elements. Ex Alu. Innehåller inga gener –
använder troligen omvänt transkriptas från LINES.
• De flesta har ……………………………. sin förmåga att förflyttas.
Repeterade sekvenser och transposoner förändrar vårt genom på flera sätt:
Transposoner kan hoppa in i gener så att deras funktion störs.
Överkorsning mha homolog rekombination kan ske mellan identiska
sekvenser så att DNA-sekvenser från olika kromosomer byter plats med
varandra. Detta kan leda till exon- eller genfördubbling som i sin tur kan
leda till uppkomsten av nya gener och genfamiljer, fig 6-2 & 6-18.
Förflyttning av två
närliggande transposoner
kan ta med sig det
mellanliggande området. Det
kan leda till att en kodande
eller en reglerande sekvens
byter plats i genomet, fig 619a.
Mha omvänt transkriptas kan
mRNA-sekvenser kopieras
tillbaka in i genomet, fig 6-19b.
Den eukaryota kromosomens struktur, avsnitt 6.6
I cellen finns DNA´t i form av kromatin, dvs DNA och proteiner bundna
till varandra.
En del kromatin är tätt ihop-packat, det kallas för ……………………………….
annat är i mer upplöst form, det kallas för ……………………………………..…,
fig 6-33a.
En grupp av proteiner som alltid är bundna till eukaryota
kromosomer är …………………………………….
Det finns fem typer av histonproteiner: H1, H2A, H2B, H3 och
H4.
2x(H2A, H2B, H3, H4) bildar tillsammans med DNA en bollliknande struktur som kallas …………………………..., fig 6-29.
Det finns ungefär en nukleosom per 200 bp
DNA. ”Beads on a string”, fig 6-1.
Kedjan av nukleosomer veckas ihop till 30 nmfibern, fig 6-1 & 6-30.
30 nm-fibern veckas ihop till loopar mha …………………-proteiner,
(structural maintenance of chromosome), fig 6-36 & 6-38.
Histonproteinerna behövs för att packa ihop DNA´t så att det får plats i
cellkärnan.
Dessutom medverkar histonproteinerna till genreglering, dvs de kan
påverka uttrycket av det DNA som är lindat runt dem.
Det sker genom kemisk modifiering
av N- och C-terminalerna. Dessa
sticker ut ur nukleosomstrukturen
och kallas därför ……………………………,
fig 6-31a.
De kemiska modifieringar som kan ske av histonerna är kovalent
bindning av: fosfat-, ……………….-, acetylgrupper eller proteinet
ubiquitin, fig 6-31b.
Det är vissa bestämda
aminosyror som kan
modifieras. Ex: lysin
(K) nr 9 i H2A kan
acetyleras, fig 6-31b.
Det modifieringar som
finns i en nukleosom
påverkar uttrycket av
de gener som är
associerade till
nukleosomen.
Sambandet mellan modifiering och
påverkan på genuttrycket kallas
………………………………………….
Ex: acetylering verkar generellt ge
ökad transkription medan
metylering många gånger ger
minskad transkription.
Det kan förklaras med att
acetylering i vissa positioner leder
till att kromatinet löser upp sig till
eukromatin medan specifika
metyleringar leder till bildande av
heterokromatin, fig 6-33b.
Heterokromatin är för tätt packat för att ……………………………….. mm ska
kunna binda DNA´t.
Histon metyltransferaser (HMT) är enzymer som
metylerar histonerna.
Ett exempel på hur heterokromatin kan bildas
mha HMT visas i fig 6-34a.
HMT H3K9 adderar tre metylgrupper till lysin
9 på H3.
Metyleringen gör att proteinet
heterokromatin protein 1 (HP1) binds till
nukleosomen.
HP1 binds till varandra så att en kompakt
kromatinstruktur bildas.
DNA´t i det här området är ……………………..
Heterokromatinet kan sprida sig efterom HP1
också binder nya HMT H3K9.
Spridningen stoppas av ………………………………..,
fig 6-34b.
I kromosomens ändar finns
informationslösa ………………………….. DNAsekvenser. Dessa kallas telomerer, fig 6-40.
Utan telomerer skulle viktig information
riskera att försvinna vid replikationen.
Det beror på att lagging strand
aldrig kan syntetiseras ända ut
till slutet av 5´änden, fig 6-48.
Enzymet telomeras är aktivt i vissa
celler såsom könsceller och stamceller.
Telomeras funktion är
att………………………………………………………
…………………………………………..
För att fungera behöver telomeras
hjälp av ett RNA som är
komplementärt till telomerernas
3´ändar, fig 6-49.
RNA´t fungerar som mall och
telomeraset förlänger DNA´t i dess
3´ändar.
Telomeraset syntetiserar DNA med
RNA som mall precis som ett
…………………………………………..
