Informacije

16.6: Eukariotska translaciona i posttranslaciona regulacija gena - Biologija

16.6: Eukariotska translaciona i posttranslaciona regulacija gena - Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Vještine za razvoj

  • Shvatite proces prevođenja i razgovarajte o njegovim ključnim faktorima
  • Opišite kako kompleks inicijacije kontrolira prevođenje
  • Objasnite različite načine na koje se odvija posttranslacijska kontrola ekspresije gena

Nakon što se RNK transportira u citoplazmu, ona se prevodi u protein. Kao što je ranije rečeno, stabilnost RNK će imati veliki uticaj na njeno prevođenje u protein. Kako se stabilnost mijenja, mijenja se i količina vremena koje je dostupno za prijevod.

Kompleks inicijacije i stopa prevođenja

Kao i transkripcija, translacija je kontrolirana proteinima koji vezuju i pokreću proces. U prijevodu, kompleks koji se sastavlja da započne proces naziva se inicijacijskim kompleksom. Prvi protein koji se vezuje za RNK da bi započeo translaciju je eukariotski inicijacijski faktor-2 (eIF-2). Protein eIF-2 je aktivan kada se veže za visokoenergetski molekul gvanozin trifosfat (GTP). GTP daje energiju za pokretanje reakcije odustajanjem od fosfata i pretvaranjem u gvanozin difosfat (GDP). Protein eIF-2 vezan za GTP veže se za malu 40S ribosomsku podjedinicu. Kada se veže, tRNA inicijator metionina povezuje se sa kompleksom ribosoma eIF-2/40S, donoseći sa sobom i mRNA koju treba prevesti. U ovom trenutku, kada se sklop inicijatora sklopi, GTP se pretvara u GDP i energija se oslobađa. Fosfat i protein eIF-2 oslobađaju se iz kompleksa, a velika 60S ribosomska podjedinica veže se za prevođenje RNK. Vezanje eIF-2 za RNK kontrolira se fosforilacijom. Ako je eIF-2 fosforiliran, on prolazi kroz konformacijske promjene i ne može se vezati za GTP. Stoga se inicijacijski kompleks ne može pravilno formirati i translacija je otežana (Slika (PageIndex{1})). Kada eIF-2 ostane nefosforiliran, on veže RNK i aktivno prevodi protein.

Art Connection

Povećanje nivoa fosforilacije eIF-2 uočeno je kod pacijenata sa neurodegenerativnim bolestima kao što su Alchajmerova, Parkinsonova i Huntingtonova bolest. Šta mislite kakav bi to uticaj mogao imati na sintezu proteina?

Hemijske modifikacije, aktivnost proteina i dugovječnost

Proteini se mogu kemijski modificirati dodatkom grupa uključujući metil, fosfat, acetil i ubikvitin. Dodavanje ili uklanjanje ovih grupa iz proteina reguliše njihovu aktivnost ili dužinu njihovog postojanja u ćeliji. Ponekad ove modifikacije mogu regulirati gdje se protein nalazi u ćeliji - na primjer, u jezgri, citoplazmi ili vezan za plazma membranu.

Hemijske modifikacije se javljaju kao odgovor na vanjske podražaje kao što su stres, nedostatak hranjivih tvari, toplina ili izlaganje ultraljubičastom svjetlu. Ove promjene mogu promijeniti epigenetsku dostupnost, transkripciju, stabilnost mRNA ili translaciju – sve to rezultira promjenama u ekspresiji različitih gena. Ovo je efikasan način za ćeliju da brzo promijeni nivoe specifičnih proteina kao odgovor na okolinu. Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificiran) može promijeniti dostupnost hromozoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezivanja ili funkcije transkripcionog faktora), može promijeniti nuklearno šatliranje ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezivanjem ili nevezivanjem na RNK radi reguliranja njene stabilnosti), može modificirati translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Dodavanje ubikvitinske grupe proteinu označava taj protein za razgradnju. Ubikvitin se ponaša kao zastavica koja pokazuje da je životni vijek proteina završen. Ovi proteini se premeštaju u proteasom, organelu koja funkcioniše za uklanjanje proteina, da bi se razgradili (slika (PageIndex{2})). Stoga je jedan od načina kontrole ekspresije gena mijenjanje dugovječnosti proteina.

Sažetak

Promjena statusa RNK ili samog proteina može utjecati na količinu proteina, funkciju proteina ili koliko dugo se nalazi u ćeliji. Da bi se protein preveo, kompleks proteina inicijatora se mora sastaviti na RNK. Modifikacije (kao što je fosforilacija) proteina u ovom kompleksu mogu spriječiti pravilno prevođenje. Nakon što se protein sintetizira, može se modificirati (fosforilirati, acetilirati, metilirati ili ubikvitinirati). Ove posttranslacijske modifikacije mogu uvelike utjecati na stabilnost, degradaciju ili funkciju proteina.

Art Connections

[link] Povećanje nivoa fosforilacije eIF-2 uočeno je kod pacijenata sa neurodegenerativnim bolestima kao što su Alchajmerova, Parkinsonova i Hantingtonova bolest. Šta mislite kakav bi to uticaj mogao imati na sintezu proteina?

[link] Sinteza proteina bi bila inhibirana.

Pregledajte pitanja

Posttranslacijske modifikacije proteina mogu uticati na šta od sljedećeg?

  1. funkcija proteina
  2. transkripcijska regulacija
  3. modifikacija hromatina
  4. sve navedeno

A

Free Response

Modifikacija proteina može promijeniti ekspresiju gena na mnogo načina. Opišite kako fosforilacija proteina može promijeniti ekspresiju gena.

Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificirana) može promijeniti dostupnost hromozoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezivanja ili funkcije transkripcionog faktora), može promijeniti nuklearno šatliranje ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezivanjem ili nevezivanjem na RNK radi reguliranja njene stabilnosti), može modificirati translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Alternativni oblici proteina mogu biti korisni ili štetni za ćeliju. Šta mislite da bi se dogodilo kada bi se previše alternativnog proteina vezalo za 3' UTR RNK i izazvalo njegovu degradaciju?

Ako bi se RNK razgradila, onda bi manje proteina koji RNK kodira bilo prevedeno. Ovo bi moglo imati dramatične implikacije za ćeliju.

Promjene u epigenetskim modifikacijama mijenjaju pristupačnost i transkripciju DNK. Opišite kako podražaji iz okoline, kao što je izlaganje ultraljubičastom svjetlu, mogu modificirati ekspresiju gena.

Podražaji iz okoline, poput izlaganja ultraljubičastom svjetlu, mogu promijeniti modifikacije histonskih proteina ili DNK. Takvi stimulansi mogu promijeniti aktivno transkribovani gen u utišani gen uklanjanjem acetilnih grupa iz histonskih proteina ili dodavanjem metil grupa u DNK.

Glossary

eukariotski inicijacijski faktor-2 (eIF-2)
protein koji se prvo veže za mRNA kako bi započeo translaciju
gvanin difosfat (BDP)
molekula koja preostane nakon što se energija iskoristi za početak translacije
gvanin trifosfat (GTP)
molekul koji daje energiju koja se vezuje za eIF-2 i potrebna je za translaciju
inicijacijski kompleks
proteinski kompleks koji sadrži eIF2-2 koji započinje translaciju
velika 60S ribosomska podjedinica
drugo, veća ribosomska podjedinica koja se vezuje za RNK da bi je prevela u protein
proteasome
organela koja razgrađuje proteine
mala 40S ribosomska podjedinica
ribosomska podjedinica koja se vezuje za RNK da bi je prevela u protein

Free Response

Modifikacija proteina može promijeniti ekspresiju gena na mnogo načina. Opišite kako fosforilacija proteina može promijeniti ekspresiju gena.

Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificirana) može promijeniti dostupnost hromozoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezivanja ili funkcije transkripcionog faktora), može promijeniti nuklearno prebacivanje ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezivanjem ili nevezivanjem na RNK radi reguliranja njene stabilnosti), može modificirati translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Alternativni oblici proteina mogu biti korisni ili štetni za ćeliju. Šta mislite da bi se dogodilo kada bi se previše alternativnog proteina vezalo za 3' UTR RNK i izazvalo njegovu degradaciju?

Ako bi se RNK razgradila, onda bi manje proteina koji RNK kodira bilo prevedeno. Ovo bi moglo imati dramatične implikacije za ćeliju.

Promjene u epigenetskim modifikacijama mijenjaju pristupačnost i transkripciju DNK. Opišite kako podražaji iz okoline, kao što je izlaganje ultraljubičastom svjetlu, mogu modificirati ekspresiju gena.

Podražaji iz okoline, poput izlaganja ultraljubičastom svjetlu, mogu promijeniti modifikacije histonskih proteina ili DNK. Takvi stimulansi mogu promijeniti aktivno transkribovani gen u utišani gen uklanjanjem acetilnih grupa iz histonskih proteina ili dodavanjem metil grupa u DNK.

Naučnik otkriva virus koji kodira protein X koji razgrađuje podjedinicu kompleksa eIF4F. Znajući da ovaj virus transkribuje sopstvene mRNA u citoplazmi ljudskih ćelija, zašto bi protein X bio efikasan faktor virulencije?

Razgrađivanje kompleksa eIF4F sprječava da se kompleks prije inicijacije (eIF-2-GTP, tRNAi-Met i 40S ribosomska podjedinica) regrutira u 5 'kapu zrelih mRNA u ćeliji. Ovo omogućava virusu da otme translacijsku mašineriju ljudske ćelije kako bi umjesto toga preveo vlastite (neograničene) mRNA transkripte.


Kemijske modifikacije, proteinska aktivnost i dugovječnost

Proteini se mogu kemijski modificirati dodavanjem grupa uključujući metil, fosfat, acetil i ubikvitin. Dodavanje ili uklanjanje ovih grupa iz proteina reguliše njihovu aktivnost ili dužinu njihovog postojanja u ćeliji. Ponekad ove modifikacije mogu regulirati gdje se protein nalazi u ćeliji - na primjer, u jezgri, citoplazmi ili vezan za plazma membranu.

Hemijske modifikacije se javljaju kao odgovor na vanjske podražaje kao što su stres, nedostatak hranjivih tvari, toplina ili izlaganje ultraljubičastom svjetlu. Ove promjene mogu promijeniti epigenetsku pristupačnost, transkripciju, stabilnost mRNA ili translaciju - sve rezultirajući promjenama u ekspresiji različitih gena. Ovo je efikasan način za ćeliju da brzo promijeni nivoe specifičnih proteina kao odgovor na okolinu. Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificiran) može promijeniti dostupnost kromosoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezanja ili funkcije transkripcijskog faktora), može promijeniti nuklearno prebacivanje ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezivanjem ili nevezivanjem na RNK radi reguliranja njene stabilnosti), može modificirati translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Dodavanje ubikvitinske grupe proteinu označava taj protein za razgradnju. Ubiquitin se ponaša kao zastavica koja pokazuje da je životni vijek proteina završen. Ovi proteini se premeštaju u proteasom, organelu koja funkcioniše za uklanjanje proteina, da bi se razgradili ([Slika 2]). Stoga je jedan od načina kontrole ekspresije gena mijenjanje dugovječnosti proteina.

Slika 2: Proteini sa ubikvitinskim oznakama označeni su za degradaciju unutar proteazoma.


Sažetak odjeljka

Promjena statusa RNK ili samog proteina može utjecati na količinu proteina, funkciju proteina ili koliko dugo se nalazi u ćeliji. Da bi se protein preveo, kompleks proteina inicijatora se mora sastaviti na RNK. Modifikacije (kao što je fosforilacija) proteina u ovom kompleksu mogu spriječiti pravilno prevođenje. Jednom kada je protein sintetiziran, može se modificirati (fosforilirati, acetilirati, metilirati ili ubikvitinirati). Ove posttranslacijske modifikacije mogu uvelike utjecati na stabilnost, degradaciju ili funkciju proteina.


Posttranslacijske modifikacije proteina mogu uticati na šta od sljedećeg?

  1. funkcija proteina
  2. regulacija transkripcije
  3. modifikacija kromatina
  4. sve navedeno

Naučnik mutira eIF-2 da eliminiše njegovu sposobnost hidrolize GTP. Kako bi ovaj mutirani oblik eIF-2 promijenio prijevod?

  1. Faktori inicijacije se ne bi mogli vezati za mRNA.
  2. Velika ribosomska podjedinica ne bi mogla da stupi u interakciju sa transkriptima mRNA.
  3. tRNAi-Met ne bi skenirao transkripte mRNA za početni kodon.
  4. eIF-2 ne bi mogao stupiti u interakciju s malom ribosomskom podjedinicom.

PTHGRN: otkrivanje post-translacijskih hijerarhijskih regulatornih mreža gena pomoću PPI, ChIP-seq i podataka o ekspresiji gena

Interakcije među transkripcijskim faktorima (TF), kofaktorima i drugim proteinima ili enzimima mogu utjecati na transkripcijske regulatorne sposobnosti eukariotskih organizama. Post-translacijske modifikacije (PTM) surađuju s TF-ovima i epigenetskim promjenama kako bi sačinjavale hijerarhijsku složenost u regulaciji transkripcijskih gena. Iako su jasno uključeni u biološke procese, naše razumijevanje ovih složenih regulatornih mehanizama još uvijek je ograničeno i nepotpuno. Predloženi su različiti mrežni softveri za otkrivanje transkripcionih i epigenetskih regulatornih mreža, međutim, postoji nedostatak efikasnog softvera zasnovanog na webu sposobnog da izgradi osnovne interaktivne organizacije između posttranslacionih i transkripcionih regulatornih komponenti. Ovdje predstavljamo otvoreni web server, posttranslacionu hijerarhijsku regulatornu mrežu gena (PTHGRN) za razotkrivanje odnosa između PTM-a, TF-ova, epigenetskih modifikacija i ekspresije gena. PTHGRN koristi grafički Gausov model sa metodologijom zasnovanom na parcijalnim najmanjim kvadratima regresije, i u stanju je da integriše protein-protein interakcije, ChIP-seq i podatke o ekspresiji gena i da uhvati osnovne karakteristike regulacije iza podataka visoke propusnosti. Server pruža integrativnu platformu za korisnike da analiziraju gotove javne visokopropusne Omics resurse ili uploaduju svoje podatke za proučavanje sistemske biologije. Korisnici mogu birati različite parametre u metodi, graditi mrežne topologije od interesa i secirati njihove asocijacije s biološkim funkcijama. Primena softvera na matične ćelije i rak dojke pokazuje da je efikasan alat za razumevanje regulatornih mehanizama u biološkim složenim sistemima. PTHGRN web server je javno dostupan na web stranici http://www.byanbioinfo.org/pthgrn.

© Autor(i) 2014. Objavio Oxford University Press u ime istraživanja nukleinskih kiselina.

Figure

Tok rada integrisanih podataka…

Tok rada integrisane analize podataka i GRN konstrukcije. PPI, TF vezivanje i…

Post-translacijski hijerarhijski gen koji regulira sniženje…

Posttranslaciona hijerarhijska mreža regulacije gena u ES ćeliji miša. Čvorovi trougla predstavljaju…


BIOL 3011: Genetika (Gotesman): Jedinica 12: Regulacija gena kod eukariota

OpenStax, Eukariotska epigenetska genska regulacija. OpenStax CNX. 26. maj 2016. http://cnx.org/contents/[email protected]

OpenStax, regulacija gena eukariotske transkripcije. OpenStax CNX. 26. maj 2016. http://cnx.org/contents/[email protected]

OpenStax, eukariotska post-transkripcijska genska regulacija. OpenStax CNX. 17. jul 2017. http://cnx.org/contents/[email protected]

OpenStax, eukariotska translaciona i posttranslaciona regulacija gena. OpenStax CNX. 11. april 2013. http://cnx.org/contents/[email protected]

/> Osim ako nije drugačije naznačeno, BIO 3011 Genetics Open Educational Resource (OER) kurirao je profesor Michael Gotesman za Brooklyn College 2018. (ažurirano 2021.), i licenciran je pod međunarodnom licencom Creative Commons Attribution-Non Commercial-Dijeli pod istim uvjetima 4.0. [Detaljne licence i priznanja]

Dizajn sajta i formatiranje od strane Amy Wolfe, OER programera (Brooklyn College) i bibliotekara pristupačnosti (CUNY Office of Library Services).

Neki dokumenti na ovoj stranici zahtijevaju Adobe Acrobat Reader. Možete besplatno preuzeti Acrobat Reader.


16.6: Eukariotska translaciona i posttranslaciona regulacija gena - Biologija

Do kraja ovog odjeljka moći ćete učiniti sljedeće:

  • Shvatite proces prevođenja i razgovarajte o njegovim ključnim faktorima
  • Opišite kako inicijacijski kompleks kontrolira prevođenje
  • Objasnite različite načine na koje se odvija posttranslacijska kontrola ekspresije gena

Nakon što se RNK transportira u citoplazmu, ona se prevodi u protein. Kontrola ovog procesa u velikoj mjeri ovisi o molekuli RNK. Kao što je ranije rečeno, stabilnost RNK će imati veliki utjecaj na njeno prevođenje u protein. Kako se stabilnost mijenja, tako se mijenja i vrijeme koje je na raspolaganju za prijevod.

Inicijacijski kompleks i brzina prevođenja

Kao i transkripcija, translacija je kontrolirana proteinima koji vezuju i pokreću proces. U prijevodu, kompleks koji se sastavlja da započne proces naziva se kompleksom inicijacije prijevoda. Kod eukariota, translacija se pokreće vezivanjem inicijalnog met-tRNAi za 40S ribozom. Ovu tRNA dovodi do 40S ribozoma proteinski inicijacijski faktor, eukariotski inicijacijski faktor-2 (eIF-2). Protein eIF-2 se vezuje za visokoenergetski molekul gvanozin trifosfat (GTP). Kompleks tRNA-eIF2-GTP se tada veže za 40S ribosom. Drugi kompleks se formira na mRNA. Nekoliko različitih faktora inicijacije prepoznaje 5′ kapu mRNA i proteine ​​vezane za poli-A rep iste mRNA, formirajući mRNA u petlju. Protein koji veže kapu eIF4F dovodi kompleks mRNA zajedno s kompleksom ribosoma 40S. Ribosom zatim skenira duž mRNA dok ne pronađe početni kodon AUG. Kada se antikodon inicijatorske tRNA i startni kodon poravnaju, GTP se hidrolizira, inicijacijski faktori se oslobađaju, a velika 60S ribosomalna podjedinica se veže i formira translacijski kompleks. Vezivanje eIF-2 za RNA kontrolira se fosforilacijom. Ako je eIF-2 fosforiliran, on prolazi kroz konformacijske promjene i ne može se vezati za GTP. Stoga se inicijacijski kompleks ne može pravilno formirati i translacija je otežana ((Slika)). Kada eIF-2 ostane nefosforiliran, inicijacijski kompleks se može normalno formirati i translacija može nastaviti.

Art Connection

Slika 1. Ekspresiju gena mogu kontrolirati faktori koji vezuju kompleks inicijacije translacije.

Povećanje nivoa fosforilacije eIF-2 uočeno je kod pacijenata sa neurodegenerativnim bolestima kao što su Alchajmerova, Parkinsonova i Huntingtonova bolest. Šta mislite kakav bi to uticaj mogao imati na sintezu proteina?

Sinteza proteina bi bila inhibirana.

Kemijske modifikacije, proteinska aktivnost i dugovječnost

Proteini se mogu kemijski modificirati dodavanjem grupa uključujući metilne, fosfatne, acetilne i ubikvitinske grupe. Dodavanje ili uklanjanje ovih grupa iz proteina reguliše njihovu aktivnost ili dužinu njihovog postojanja u ćeliji. Ponekad ove izmjene mogu regulirati gdje se protein nalazi u stanici - na primjer, u jezgri, u citoplazmi ili vezan za plazma membranu.

Hemijske modifikacije nastaju kao odgovor na vanjske podražaje kao što su stres, nedostatak hranjivih tvari, toplina ili izlaganje ultraljubičastom svjetlu. Ove promjene mogu promijeniti epigenetsku dostupnost, transkripciju, stabilnost mRNA ili translaciju – sve to rezultira promjenama u ekspresiji različitih gena. Ovo je efikasan način za ćeliju da brzo promijeni nivoe specifičnih proteina kao odgovor na okolinu. Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificirana) može promijeniti dostupnost hromozoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezivanja ili funkcije transkripcionog faktora), može promijeniti nuklearni šatl ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezanjem ili ne vezanjem za RNA radi regulacije njene stabilnosti), može promijeniti translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Dodavanje ubikvitinske grupe proteinu označava taj protein za razgradnju. Ubiquitin djeluje poput zastavice koja označava da je životni vijek proteina potpun. Ovi proteini se premještaju u proteasom, organelu koja funkcionira za uklanjanje proteina, kako bi se razgradili ((Slika)). Stoga je jedan od načina kontrole ekspresije gena mijenjanje dugovječnosti proteina.

Slika 2. Proteini sa ubikvitinskim oznakama su označeni za degradaciju unutar proteazoma.

Sažetak odjeljka

Promjena statusa RNA ili samog proteina može utjecati na količinu proteina, funkciju proteina ili koliko dugo se nalazi u stanici. Da bi se protein preveo, kompleks proteina inicijatora se mora sastaviti na RNK. Modifikacije (kao što je fosforilacija) proteina u ovom kompleksu mogu spriječiti pravilno prevođenje. Nakon što se protein sintetizira, može se modificirati (fosforilirati, acetilirati, metilirati ili ubikvitinirati). Ove posttranslacijske modifikacije mogu uvelike utjecati na stabilnost, degradaciju ili funkciju proteina.

Art Connections

(Slika) Uočeno je povećanje nivoa fosforilacije eIF-2 kod pacijenata sa neurodegenerativnim bolestima kao što su Alchajmerova, Parkinsonova i Huntingtonova bolest. Šta mislite kakav bi to uticaj mogao imati na sintezu proteina?


Proteini se mogu kemijski modificirati dodatkom grupa uključujući metil, fosfat, acetil i ubikvitin. Dodavanje ili uklanjanje ovih grupa iz proteina reguliše njihovu aktivnost ili dužinu njihovog postojanja u ćeliji. Ponekad ove modifikacije mogu regulirati gdje se protein nalazi u ćeliji - na primjer, u jezgri, citoplazmi ili vezan za plazma membranu.

Kemijske modifikacije nastaju kao odgovor na vanjske podražaje, poput stresa, nedostatka hranjivih tvari, topline ili izlaganja ultraljubičastom svjetlu. Ove promjene mogu promijeniti epigenetsku dostupnost, transkripciju, stabilnost mRNA ili translaciju – sve to rezultira promjenama u ekspresiji različitih gena. Ovo je efikasan način za ćeliju da brzo promijeni nivoe specifičnih proteina kao odgovor na okolinu. Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificirana) može promijeniti dostupnost hromozoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezivanja ili funkcije transkripcionog faktora), može promijeniti nuklearni šatl ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezivanjem ili nevezivanjem na RNK radi reguliranja njene stabilnosti), može modificirati translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Dodavanje ubikvitinske grupe proteinu označava taj protein za razgradnju. Ubikvitin se ponaša kao zastavica koja pokazuje da je životni vijek proteina završen. Ovi proteini se premještaju u proteasom, organelu koja funkcionira za uklanjanje proteina, kako bi se razgradili (slika). Stoga je jedan od načina kontrole ekspresije gena mijenjanje dugovječnosti proteina.

Proteini sa ubikvitinskim oznakama su označeni za degradaciju unutar proteazoma.


Modifikacija proteina može promijeniti ekspresiju gena na mnogo načina. Opišite kako fosforilacija proteina može promijeniti ekspresiju gena.

Budući da su proteini uključeni u svaku fazu regulacije gena, fosforilacija proteina (ovisno o proteinu koji je modificiran) može promijeniti dostupnost kromosoma, može promijeniti translaciju (promjenom vezanja ili funkcije transkripcijskog faktora), može promijeniti nuklearno prebacivanje ( utječući na modifikacije kompleksa nuklearnih pora), može promijeniti stabilnost RNK (vezivanjem ili nevezivanjem na RNK radi reguliranja njene stabilnosti), može modificirati translaciju (povećati ili smanjiti) ili promijeniti posttranslacijske modifikacije (dodati ili ukloniti fosfate ili druge hemijske modifikacije).

Alternativni oblici proteina mogu biti korisni ili štetni za ćeliju. Što mislite da bi se dogodilo da se previše alternativnog proteina veže za 3 'UTR RNA i uzrokuje njegovu degradaciju?

Ako bi se RNK razgradila, onda bi se translirao manji dio proteina koji RNK kodira. Ovo bi moglo imati dramatične implikacije za ćeliju.

Promjene u epigenetskim modifikacijama mijenjaju pristupačnost i transkripciju DNK. Opišite kako podražaji iz okoline, kao što je izlaganje ultraljubičastom svjetlu, mogu modificirati ekspresiju gena.

Podražaji iz okoline, poput izlaganja ultraljubičastom svjetlu, mogu promijeniti modifikacije histonskih proteina ili DNK. Takvi stimulansi mogu promijeniti aktivno transkribovani gen u utišani gen uklanjanjem acetilnih grupa iz histonskih proteina ili dodavanjem metil grupa u DNK.