1 Menneskets genom

More documents

Recommendations

Info

18209 01.fm7 Page 26 Friday, March 3, 2006 12:37 PM 1 <strong>Menneskets</strong> <strong>genom</strong> Hos eukaryote organismer er de proteinkodende gener som regel diskontinuerte, forstået på den måde at genets proteinkodende in- 26 Kodende RNA (mRNA) Gener Ikke-kodende RNA (fx tRNA, rRNA) Figur 1.14 Genernes transkriptionsprodukter kan som følge af deres funktion opdeles i to hovedgrupper: 1) kodende RNA, koder for dannelse af proteiner, 2) ikke-kodende RNA, som kan have enzymatisk eller strukturel funktion (Boks 1.3). 3' 5' -75 CCAAT box Promotorsekvenser -30 TATA box Transkriptionsstart Exon 1 1 30 31 Exon 2 104 intron 1 intron 2 +1 Cap ATG site startcodon } C A AAGGT G AGT } (Y) n NYAGG Konsensus-sekvenser for 5'- (donor) og 3'- (acceptor) splejsningssignaler formation, er delt op i en serie af delsekvenser kaldet exons, som er adskilt af ikke-kodende såkaldte intron-sekvenser som illustreret i Figur 1.15. »Opstrøms« (upstream) og »nedstrøms« (downstream) er begreber, som hhv. definerer 5'- og 3'regionerne og bruges ved stedsangivelse i forhold til en given position i et gens DNA, i RNA eller i cDNA. Opstrøms- hhv. nedstrøms-regionerne for transkriptionsstart og -stop indeholder ofte områder som er af betydning for regulationen af et givet gens ekspression, dvs. hvor meget og hvornår et gen skal udtrykkes. Transkriptionen (dvs. dannelsen af en RNAkopi) af et gen foregår altid således at transkriptet (RNA-kopien) syntetiseres i retningen } Transkription og capping 105 } Exon 3 146 TAA stopcodon Transkriptionsstop 5' 3' AATAAA signal for trimning og polyadenylering Cap Exon 1 Exon 2 Exon 3 5' intron 1 intron 2 3' UTR Det primære transkript (præ-mRNA) UTR Figur 1.15 Nukleære proteinkodende geners anatomi. Her er som et eksempel vist β-globin-genet med regulatoriske promotor-sekvenser (CCAAT-box og TATA-box), som sidder opstrøms for start af de aminosyre-kodende sekvenser (ATG). Disse promotor-sekvenser har betydning for reguleringen af ekspressionen. Opstrøms sidder et Cap site og nedstrøms sidder et polyadenyleringssignal. Når transkriptionen er til ende, bliver 3 transkriptionsproduktet trimmet og polyadenyleret i 3'-enden, hvilket beskytter transkriptet mod nedbrydning og desuden faciliterer transport ud af cellekernen. Endvidere bemærkes det at proteinkodende gener hos eukaryote organismer med få undtagelser er diskontinuerte, dvs. de kodende sekvenser er afbrudt af introns også kaldet intervening sequences (IVS). Der er konsensussekvenser i intron-exon-overgangene som har betydning for at introns splejses rigtigt ud ved den post-transkriptionelle processering af præ-mRNA’et (se afsnittet Splejsningsmutationer, side 61). UTR = untranslated region.
18209 01.fm7 Page 27 Friday, March 3, 2006 12:37 PM 3’ 5’ Gen II Gen III Gen I Intergenisk DNA 5'→3', da RNA-forlængelsen finder sted i den ende som har en fri 3'-OH-gruppe. Kun den ene af genets to DNA-strenge anvendes som template (skabelon) for RNA’et; template-strengen er den streng der er antiparallel til den nydannede RNA-kopi. Det er bestemte nukleotidsekvenser i opstrøms-regionen, som definerer startpunktet for transkriptionen. Nogle gener i et kromosom kodes fra den ene DNAstreng mens andre gener kodes fra den anden streng og da i modsat retning (Figur 1.16). Proteinkodende gener koder for et intermediært RNA-molekyle kaldet messenger-RNA (mRNA). Det dannede mRNA transporteres ud til cytoplasmaet, hvor det via sin nukleotidsekvens styrer syntesen af det protein som sekvensen koder for, ved en proces kaldet translation (se nærmere herom side 43ff). Når et proteinkodende gen udtrykkes, dannes der først en RNA-kopi af genets ene DNAstreng (fra og med transkriptionsstartpunktet), inklusive alle exons og introns. Dette primære transkript betegnes præ-mRNA. Ved en proces der kaldes splejsning, fjernes intronsekvenserne, og exons samles derved til én proteinkodende sekvens under dannelse af det mRNA, som til slut transporteres ud i cytoplasmaet, hvor det dirigerer proteinsyntesen (Figur 1.29). Ud over splejsningen sker der en modifikation 5’ 3’ Figur 1.16 I et kromosoms DNA-molekyle er den ene streng template-strengen for nogle af generne, mens den anden er det for andre gener. Generne er skitseret svarende til deres template-streng. Pilene angiver transkriptionsretningen. Genomets struktur (processering) af det primære transkripts 3'-ende i form af en trimning (fjernelse af en kortere el. længere nukleotidsekvens) og en polyadenylering (påsætning af ca. 200 adenosinnukleotider, AMP), begge dele signaleret af polyadenyleringssignalet, 5'-AATAAA-3' (se Figur 1.15). Der kan være flere polyadenyleringssignaler, som anvendes cellespecifikt (Figur 1.18). Endelig, men reelt som den første modifikation, påsættes der tidligt under transkriptionen et guanosin-nukleotid (den såkaldte cap) i transkriptets 5'-ende. Tidligere troede man at splejsningsprocessen var en lige-ud-ad-landevejen proces, hvor hver exon blev samlet med sine nabo-exons for at danne et bestemt mRNA-molekyle. Det har imidlertid vist sig, at mange præ-mRNA-molekyler undergår såkaldt alternativ splejsning, hvorved der dannes mRNA-molekyler med forskellige kombinationer af exons. Der kan således fra et givet gen laves flere forskellige slags mRNA, der styrer syntesen af forskellige proteiner (Figur 1.17 og 1.18). Alternativ splejsning er en af de processer som gør det muligt for celler at danne forskellige mRNA’er ud fra samme gen. Denne type proces har man tidligere anset for relativt sjældent forekommende, men med nye studier, Præ-mRNA 1 2 3 1 2 Figur 1.17 Alternativ splejsning, hvor det ene mRNA består af exon 1 og 2, mens det andet består af exon 1 og 3, fra samme gen. Til højre i figuren er skitseret de resulterende proteiner med forskellige funktionelle domæner. 13 27
Page 1 and 2: 18209 01.fm7 Page 13 Friday, March
Page 13: 18209 01.fm7 Page 25 Friday, March

1 Menneskets genom

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?