17.5 Genregulatie 6V 2223

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

Paragraaf 17.5 Genregulatie

Doel 17.5

Je leert hoe cellen selectief genen (de)activeren om hun eiwitproductie te regelen

Genexpressie

Genexpressie: welke genen staan aan/ uit in welke cel -> welke eiwitten worden gemaakt in welke cel 

Genen activeren/ silencen

Bepaalt de celdifferentiatie/ celspecialisatie

Bepaalt welke eigenschappen tot uiting komen

Epigenetica

De genexpressie (en dus eigenschap van een individu) kan worden beinvloed door wijzigingen in het chromatine (DNA + eiwitten) zonder dat de nucleotidevolgorde wordt veranderd.

Genexpressie

Cellen kunnen de genexpressie regelen door:

• epigenetica - chromatinestructuur
• regelen van de transcriptie
• regelen van translatie

Spiralisatie

sterk gespiraliseerd DNA 

= heterochromatine

-> geen transcriptie

weinig gespiraliseerd DNA

= euchromatine

-> wel transcriptie

Methylering DNA

Methylering (toevoeging van een -CH3 groep) aan de Cytosine-base bij de promotor (aanhechtingsplaats van RNA polymerase) voorkomt de transciptie

Methylering DNA

Methylering van Cytosine wordt beïnvloed door invloeden van buitenaf (stress/ eetpatroon). 

Methylering DNA

Methylering van Cytosine wordt bij de DNA replicatie meegenomen dus erft het kind het mythileringspatroon van de ouders -> eigenschappen van een kind zijn deels beinvloed door de milieufactoren van de ouders.

Methylering DNA

Genomische imprinting: als de eigenschappen van een kind recessief zijn doordat het dominante gen is uitgeschakeld door epigenetische factoren.

Methylering en acetylering histonen

Acetylering (toevoeging van een -COCH3 groep) van een histonstaart zorgt voor minder spiralisatie

Genexpressie

Cellen kunnen de genexpressie regelen door:

• epigenetica - chromatinestructuur
• regelen van de transcriptie
• regelen van translatie

Regeling transcriptie - prokaryoten

Voorbeeld: regulatie van genen voor de aanmaak van enzymen om lactose te verteren (bron 21)

Regeling transcriptie - prokaryoten

Structuurgenen coderen voor de eiwitten die lactose kunnen verteren

Regeling transcriptie - prokaryoten

Regulatorgen codeert voor een repressoreiwit

Regeling transcriptie - prokaryoten

Repressoreiwit bindt aan de operator van de structuurgenen en voorkomt de binding van RNA polymerase aan de promotor.

Regeling transcriptie - prokaryoten

Bij aanwezigheid van lactose bindt lactose aan het respressoreiwit en inactiveert het -> het laat los.

Regeling transcriptie - prokaryoten

Zonder repressoreiwit kan RNA polymerase binden aan de promotor en worden de structuurgenen afgelezen.

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

x

TATA bindende transcriptiefactor (3) bindt aan de TATA-box (niet gen-specifiek)

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

x

Coactivator-eiwitten (2) zorgen voor koppeling tussen verschillende 

transciptiefactoren en stimuleren de binding van RNA polymerase (niet gen-specifiek)

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

x

Activatoreiwitten (1) binden aan enhancer-DNA en stimuleren de binding van RNA polymerase aan de promotor (gen-specifiek)

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

Repressoreiwitten (6) binden aan silencer-DNA en voorkomen de binding van RNA polymerase aan de promotor (gen-specifiek)

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

Basale transcriptiefactoren (4) zijn nodig voor de binding van RNA polymerase (niet gen-specifiek)

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

Buigingseiwit is soms nodig om een juiste lus in het DNA te maken zodat het transcriptiecomplex gevormd kan worden. 

Regeling transcriptie - eukaryoten (71F)

Regulerend DNA (7): enhancer DNA en silencer DNA zijn de bindingsplaatsen voor activatoreiwitten en repressoreiwitten. Hier wordt de transcriptie geregeld.

Genexpressie

Cellen kunnen de genexpressie regelen door:

• epigenetica - chromatinestructuur
• regelen van de transcriptie
• regelen van translatie

Regeling translatie

Hetzelfde pre mRNA kan door verschillende splicing (verwijderen introns) andere mRNA en dus andere eiwitten opleveren.

Regeling

translatie

Translatie kan pas 

beginnen na het 

aanhechten van de poly-A staart (AAAAA staart). Door dit proces te remmen met een eiwit kan de translatie vertraagd worden.

Regeling translatie

micro RNA - kleine stukjes RNA - is complementair aan mRNA en kan hier aan binden. Daardoor kan het mRNA niet worden afgelezen (Hoofdstuk 18).

Doel 17.5

Je hebt geleerd hoe cellen selectief genen (de)activeren om hun eiwitproductie te regelen

Begrippen 17.5

activeren, silencen, genexpressie, chromatinestructuur, nucleolus, epigenoom, milieufactoren, epigenetica, genomische inprinting, genregulatie, structuurgenen, regulatorgenen, operator, promotor, repressoreiwit, transcriptiefactoren, enhancers, silencers, activatoreiwitten, repressoreiwitten, micro RNA