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

ANIMACIJAhttps://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 uCG 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% nikadane napusti jedro već se u njemu razgrađuje.

Kontrola translacije ostvaruje tako što ribozomi odabiraju iRNKkoja će se prevesti u protein. Mehanizmi čuvanja iRNK nisu sasvimjasni, 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 iRNKu 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 imajurazličit opseg stabilnosti – neke ostaju u citoplazmi mesecima, a druge se razlože posle svega nekoliko minuta.

Posttranslacioni mehanizmi kontrole genske aktivnosti obuhvatajumodifikacije 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 mišau kome je pokazanaekspresija gena za noginu 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