MOLEKÜLER BİYOLOJİ ve GENETİĞİN UYGULAMALARI

Benzer belgeler
TRANSKRİPSİYON AŞAMASINDA KROMATİN YAPININ DÜZENLENMESİ

PROKARYOTLARDA GEN EKSPRESYONU. ve REGÜLASYONU. (Genlerin Gen Ürünlerine Dönüşümünü Kontrol Eden Süreçler)

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

TRANSLASYON ve PROTEİNLER

Biyoteknoloji ve Genetik I Hafta 13. Ökaryotlarda Gen İfadesinin Düzenlenmesi

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

MOLEKÜLER BİYOLOJİ DOÇ. DR. MEHMET KARACA (5. BÖLÜM)

GEN EKSPRESYONUNUN KONTROLÜ

Çekirdek 4 bölümden oluşur Çekirdek zarı: karyolemma Kromatin: Chromatin Çekirdekcik: Nucleolus Çekirdek sıvısı: karyolymph

KALITSAL MOLEKÜLÜN BİÇİMİ ve ORGANİZASYONU PROF. DR. SERKAN YILMAZ

b. Amaç: Gen anatomisi ile ilgili genel bilgi öğretilmesi amaçlanmıştır.

Hücrede Genetik Bilgi Akışı

Biyoteknoloji ve Genetik II. Hafta 8 TRANSLASYON

Tanımlamalar PROTEİN SENTEZİ; TRANSLASYON. Protein sentezi ;translasyon. mrna ; Genetik şifre 1/30/2012. Prof Dr.Dildar Konukoğlu

HAFTA IV DNA nın kalıtım materyali olduğunun anlaşılması DNA nın Yapısı

Replikasyon, Transkripsiyon ve Translasyon. Yrd. Doç. Dr. Osman İBİŞ

Transkripsiyon ve Transkripsiyonun Düzenlenmesi

hendisliği BYM613 Genetik MühendisliM Tanımlar: Gen, genom DNA ve yapısı, Nükleik asitler Genetik şifre DNA replikasyonu

TRANSLASYON VE TRANKRİPSİYON

MOLEKÜLER BİYOLOJİ DOÇ. DR. MEHMET KARACA

Epigenetik ve Kanser. Tayfun ÖZÇELİK Bilkent Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

DNA nın kromozom biçiminde paketlenmesi

DNA Replikasyonu. Doç. Dr. Hilal Özdağ. A.Ü Biyoteknoloji Enstitüsü Merkez Laboratuvarı Tel: /202 Eposta:

Genetik Şifre ve Transkripsiyon

RNA Yapısı ve Katlanması, Hücrede Bulunan RNA Çeşitleri

Konu 4 Genetik Şifre ve Transkripsiyon

ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU

İ. Ü İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı Prof. Dr. Filiz Aydın

PROTEİN SENTEZİNİN DÜZENLENMESİ VE AŞAMALARI

TRANSLASYON VE DÜZENLENMESİ

GENETİK İFADENİN DÜZENLENMESİ

Nöronal Plastisite Paneli

2. Histon olmayan kromozomal proteinler

Ders 5 - mrna yapısı, İşlenmesi ve İşlevleri - I -

BİYOLOJİ DERS NOTLARI YGS-LGS YÖNETİCİ MOLEKÜLLER

Artan bilgi ile birlikte hasta ve ailelerin bilinçlendirilmesi

DNA dan Kromozomlara

Transkripsiyon (RNA Sentezi) Dr. Mahmut Çerkez Ergören

A. DNA NIN KEŞFİ VE ÖNEMİ

Hücre içinde bilginin akışı

Prokaryotlarda durum. Gen düzenleyici proteinler ve gen anlatımının düzenlenmesi

GENETİK. Öğt. Gör. Meltem KÖKDENER

Prokaryotik promotor

Doç.Dr.Erdal BALCAN 1

GOÜ TIP FAKÜLTESİ DÖNEM I III. KURUL

Nükleik Asitler. DNA ve RNA nükleik asitleri oluşturur

HÜCRE SİKLUSU. Hücrenin bir bölünme sonundan diğer ikinci bölünme sonuna kadar geçen devrine hücre siklusu adı verilir.

Yard. Doç. Dr. Ercan ARICAN. İ.Ü. FEN FAKÜLTESİ, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

EPİGENETİK MEKANİZMALAR ÖZGE ÖZALP YÜREĞİR

ayxmaz/biyoloji 2. DNA aşağıdaki sonuçlardan hangisi ile üretilir Kalıp DNA yukarıdaki ana DNAdan yeni DNA molekülleri hangi sonulca üretilir A B C D

GEN EKSPRESYONUNUN KONTROLÜ VE DÜZENLENMESİ GEN İFADESİ

12. SINIF KONU ANLATIMI 2 DNA VE RNA

Paleoantropoloji'ye Giriş Ders Yansıları

Ders 8 trna-rrna yapısı, İşlenmesi ve İşlevleri

8 - ÖKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

Artan bilgi ile birlikte hasta ve ailelerin bilinçlendirilmesi

NÜKLEİK ASİTLER ( DNA VE RNA)(Yönetici Moleküller)

Genetik materyal: Kromatinin yapısı

Nükleik Asitlerin İşlevi

POST TRANSLASYONEL MODİFİKASYONLAR

Epigenetik ve Epigenomik

Hücre Nükleusu, Nükleus Membranı, Nükleus Porları. Doç. Dr. Ahmet Özaydın

Dersin Amacı. Organel Genomları. Mitokondri ve Kloroplast. Enerji kaynakları 1/8/14. Doç. Dr. Metin Aytekin

Sınıf ; Çalışma yaprağı 3

YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI. 12. Sınıf 1 GENDEN PROTEİNE

BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ

1. GİRİŞ. Şekil 1: Metafaz kromozomunun şematik organizasyonu (

Epigenetik Mekanizmalar Nedir?

12. SINIF KONU ANLATIMI 6 GENETİK ŞİFRE VE PROTEİN SENTEZİ 2

Genetik şifre, Transkripsiyon ve Translasyon ASLI SADE MEMİŞOĞLU

III-Hayatın Oluşturan Kimyasal Birimler

GENETİK ŞİFRE. Prof. Dr. Filiz ÖZBAŞ GERÇEKER

Moleküler biyolojiye giriş. Doç.Dr.Pınar AKSOY SAĞIRLI

Akıllı Defter. 9.Sınıf Biyoloji. vitaminler,hormonlar,nükleik asitler. sembole tıklayınca etkinlik açılır. sembole tıklayınca ppt sunumu açılır

Ökaryotlarda transkripsiyon. Dr. İSMAİL BEZIRGANOĞLU

PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

DNA ve RNA NIN YAPISI. Yrd.Doç.Dr. Özlem KURT ŞİRİN

Genden proteine Genler, transkripsiyon ve translasyon yolu ile proteinleri belirler Transkripsiyon, DNA yönetiminde RNA sentezidir Ökaryotik

ADIM ADIM YGS-LYS 37. ADIM HÜCRE 14- ÇEKİRDEK

GENETİK ŞİFRE PROF. DR. SERKAN YILMAZ

ÇOK HÜCRELİ ORGANİZMALARIN GELİŞİMİ

Moleküler Patoloji Doktora Programı 2013 Bahar Dönemi Ders Programı:

GLOBİN GEN REGÜLASYONU

Chapter 10 Lecture. Genetik Kavramlar Concepts of Genetics Tenth Edition. 1. DNA Yapısı. Çeviri: Aslı Sade Memişoğlu

GEN EKSPRESYONU: GENDEN PROTEİNE

DİCLE ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ DÖNEM I HÜCRE BİLİMLERİ 2 KOMİTESİ HÜCRE YAPISI:NUKLEUS (ÇEKİRDEK) Doç.Dr. Engin DEVECİ NUKLEUS

cdna Kitaplık Hazırlanışı

Gen Organizasyonu ve Genomların Evrimi

- DeoxyriboNucleic Acid DNA. -tekrar eden nükleotid monomerlerinden oluşan polimer ŞEKERLER. Nükleik aside adını taşıdığı şeker verir.

Epigenetik ve Epigenomik

1. Sınıf Güz Dönemi I. Hafta Pazartesi Salı Çarşamba Perşembe Cuma Ders Saati

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #13

SANRAL DOGMA REPLİKASYON Memeli hücre döngüsü. DNA sentezi ve histon sentezi. DNA sentezi için hızlı gelişim. fazı. fazı.

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #18

LYS ANAHTAR SORULAR #4. Nükleik Asitler ve Protein Sentezi

GENOMUN YAPISI. Genom Nedir? Gen ve Genomun tanımı Genom Büyüklükleri DNA Dizi Tipleri 11/11/14. Doç. Dr. Metin Aytekin

DNA dan Kromozomlara

ÖKARYOTİK GENOMLARIN ORGANİZASYONU VE KONTROLÜ

DÖNEM I KTO KARATAY ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ DERS KURULU 3

Genetik Kavramlar Sekizinci baskıdan çeviri Klug, Cummings, Spencer

Transkript:

MOLEKÜLER BİYOLOJİ ve GENETİĞİN UYGULAMALARI 4. Ders Gen anlatımının düzenlenmesi ve Epigenetik Doç. Dr. Aslıhan TEMEL İ.Ü. Fen Fak. Moleküler Biyoloji ve Genetik 1

Genotip + genetik etkileşimler + çevre + varyasyon FENOTİP 2

Kalıtım birimi GEN Kromozomların üzerinde DNA nın segmentleri Bu birimin anlatımı, RNA veya polipeptid, gen anlatımı «gene expression» DNA dizisi, genom Genlerin tümü, genotip 3

Erişkin bir insan 200 den fazla hücre tipi Kromozom sayısı ve DNA dizisi aynı, mitoz Genetik bilginin okunması ile fenotip oluşur DNA dan mrna ve polipeptid veya RNA Bireylerarası ve hücrelerarası Genlerin belirli zaman ve belirli yerde (hücre) Genler açılır «turn on» veya kapanır «turn off» Yeryüzünde en bol bulunan protein ribulose 1,5- bisphosphate carboxylase/oxygenase (rubisco) 4

5

The fundamental problem of chemical physiology and of embryology is to understand why tissue cells do not all express, all the time, all the potentialities inherent in their genome. 6

Housekeeping, tüm dokularda, aynı düzeyde, temel hücresel işlevler (nukleotid sentezi vb.) glucose-6-phosphate isomerase Gereksinim anında genin anlatımı yapılır Enerji kaybını azaltma, çeşitlilik Gen anlatımının kontrolü/düzenlenmesi, kontrol elementler cis «DNA dizileri», promotör, enhancer, silencer; birden fazla gen için ortak, gene uzak olabilir trans «protein», TF, steroid reseptör, dokuya özgü, 7

Bakterilerde çok hızlı ve kontrollü Bir metabolik süreçte iş gören genler arka arkaya ve tek bir promotör, operon Negative regulation Repressör protein, operatör bölgeye bağlanır ve gen anlatımını engeller Positive regulation Aktivatör protein, operatöre bağlanır ve gen anlatımını başlatır, ökaryotlarda yaygın Signal molecule, represör/aktivatöre bağlanır 8

Inducible operon; katabolik, lac Glikoz yerine lactoz Represör protein gen anlatımını engeller Laktoz, represöre bağlanır, gen anlatımı başlar lactose permease (Z), β-galactosidase (Y), thiogalactoside transacetylase (A) I, represör Alberts et al. (2002) Molecular Biology of the Cell 9

Repressible operon; anabolik, trp 5 farklı enzim kodlayan 5 gen trpr geni represör kodlar, inaktif Triptofan miktarı arttığı zaman represöre bağlanır Trp operonu sessizleşir Alberts et al. (2002) Molecular Biology of the Cell 10

gluconeogenesis, glycolysis PEPCK anlatımı, insulin, tarafından baskılanır, glukagon tarafından arttırılır 11

Nelson ve Cox (2017) Lehninger Principles of Biochemistry 12

Nelson ve Cox (2017) Lehninger Principles of Biochemistry 13

1. Primer RNA sentezi «transkripsiyon» 2. RNA nın transkripsiyon sonrası modifikasyonu 3. mrna yıkımı Messenger RNA degradation 4. Protein sentezi «translation» 5. Proteinlerin translasyon sonrası modifikasyonu 6. Protein dolaşımı «transport» 7. Protein yıkımı 14

DNA bağımlı RNA polimeraz I-III, promotör, iki iplikli, Transkripsiyon faktörü RNA polimeraz fosforillenir, ~ açılma, Promotörün ~ 25 bç downstream, kalıp zincir, rntp, 5 3 5 şapka (7-methylguanylate) ve 3 polia kuyruğu eklenir, intronlar çıkarılır ve eksonlar bağlanır «splicing» (fibronectin, fibroblast ve hepatosit) Lodish et al. (2000) Molecular Cell Biology Nelson ve Cox (2017) Lehninger Principles of Biochemistry 15

Lodish et al. (2000) Molecular Cell Biology Nelson ve Cox (2017) Lehninger Principles of Biochemistry Ribozom/polizom, genetik kod, a.a, polipeptid Küçük altbirim, initiation factor (IF3), metionin-trna, kompleks mrnadaki AUG, initiation factor (IF4), met-trna anticodon-codon, büyük altbirim Ribozom mrna üzerinde hareket eder, peptid bağı 3D protein yapı, işlev Amino asitlere, fosfat, carboksi, asetil gibi Karbohidrat, izoprenil Sistein aa. arasında disülfit bağı Boyutu küçülebilir; proinsulin-insulin ER, mitokondri, kloroplast, nukleus, kistik fibroz, retinitis pigmentosa 30 saniye-birkaç gün, a.a ayrılırlar, Alzheimer, Parkinson, kanser 16

RNA ve protein modifikasyonları DNA/kromatin modifikasyonları DNA dizisindeki değişim, mutasyon, genetik varyasyon DNA/kromatin yapısında gerçekleşen ve gen anlatımını etkileyen değişimlere epigenetik modifikasyon denir Bir hücrenin içerdiği kromatin özelliklerine epigenom Genin anlatımını belirler 17

Above genetics Mitoz sırasında kromozom İnterfaz sırasında kromatin Nukleusa dağılmış DNA, histon proteinleri ile paketlenmiş Açık, gevşek «loose», euchromatin Kapalı, kompakt, heterochromatin Kromatinin temel birimi nukleozom Histon olmayan proteinler, kromozom yapısı, katlanma ve gen anlatımının düzenlenmesi Arjinin ve lizin, bazik H3 ve H4 en korunmuş 18

Nelson ve Cox (2017) Lehninger Principles of Biochemistry 19

Nukleozom; 2 adet H2A, H2B, H3, H4 oktamerin üzerine sarılmış DNA ~146 bp DNA İplik üzerindeki boncuk «beads-on-a-string» 2 nukleozom arasında «linker DNA», uzunluğu değişken Her nukleozomda bir adet H1 Nukleozom yoğunluğu yüksek, gen anlatımı düşük Replikasyon ve transkripsiyon başlangıç noktaları, nukleozom düşük 20

21 2013 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed.

H1, 2 adet nukleozomu biraraya getirir, 30 nm solenoid fiber, 30 nm H3 ve H4 N-terminal, asetil, fosfat Non-histone protein, heterochromatin protein 1 (HP1), high-mobility group (HMG), 300 nm, interfaz Condensin, 700 nm kromatid, metafaz Anlatım yapan genler, halka «loop» 22

En çok araştırılan epigenetik değişim, sitozin metilasyonu (5mC) Sitozin 5. karbon, metiltransferaz, DNMT S-adenosyl methionine (AdoMet) Erken embriyogenik evre DNA replikasyonundan sonra, yeni zincirde tekrar CG, CHG, CHH, H is A, T, or C (5mC) Armstrong (2013) Epigenetics 23

Passarge (2012) Color Atlas of Genetics http://utminers.utep.edu/rwebb/html/mutagenesis spontaneous.html 24

5mC, bazı TF tarafından tanınmaz Bazı represör proteinler (methyl-cpg-binding domain proteins, MECP2), 5mC ye bağlanır 5mC zengin DNA kapalı, kompakt kromatin Kapalı kromatin yapısına dolaylı (histon deasetilasyonu) Armstrong (2013) Epigenetics 25

Histon N-terminal modifikasyon asetilasyon, metilasyon, fosforilasyon ve ubikitinasyon DNA metilasyonunu, histon yapısı yönlendirir Erken embriyogenik dönemde RNA pol II, H3K4 metiltransferaz çeker H3K4me, DNA metilasyonunu engeller Geri dönüşebilir Histon asetiltransferaz, metiltransferaz 26

Histon asetilasyonu, lizin a.a. pozitif yük, açık kromatin, gen anlatımı Histon deasetilasyonu H3K9ac, histon 3, 9. lizine asetil grubu eklenmesi Histon metilasyonu, lizin ve arjinin 1-3 adet metil grubu, histon metiltransferaz, SAM Bulunduğu bölgeye göre farklı protein H3K9me sessiz, H3K4me aktif Kanser 27

Tollefsbol (2012) Epigenetics in Human Disease 28

Chromatin remodeling Histone ve DNA arasındaki etkileşim SNF2, DDM1, ATRX Nukleozom kaydırma Özel histon (H3.3, H2A.Z) eklenmesi 29

Rheumatoid arthiritis Systemic lupus erythematosus Kanser, obezite, diyabet Egger et al. (2004) 30

31

Hangi genler? Hangi mekanizma? Sonuçları neler? Kalıtılır mı? Nasıl? Nasıl tedavi? 32

33