medical-notes/content/Biokemi/Cellulära processer/Kontroll av genuttryck i prokaryoter/Anteckningar.md

---
tags:
  - biokemi
  - anatomi
  - kontroll-av-genuttryck-i-prokaryoter
föreläsare: Claes Gustavsson
date: 2025-11-24
---
---

Ska kunna Ribonukleotidreduktas (RNR)

Teori om RNA kom före DNA
Först bildas dNTP som förvandlas till NTP.
Reducera när man tar bort ett syre

----
**VAD ÄR EN GEN?**
Gen
- upphov till fungerande protein
- strukturell som ger ett tRNA eller rRNA
- inte bara den kodande delen utan allting som ligger runt omkring, som bestämmer hur mycket och om ett protein ska tillverkas
	- t.ex. promotor, enhancer
---
**Olika gener uttrycks olika mycket**

Kan skilja sig hur mycket vissa gener uttrycks
Kan behöva olika mycket i olika celler
Translationseffektiviteten kan skilja sig
Gener och genuttryck kan regleras på flera olika nivår
- transkription
- translation

De kommer inte alltid till uttryck lika mycket, beror på behov
Undantag är housekeeping genes som 
- t.ex. histoner behöver vi alltid ha packat
- det är inte mycket reglering
De flesta: det kan vara mycket/lite/inget alls
----
**Transkriptionsinitiering**

RNA-pol promotor kör igång transkription
Hur hittar ett polymeras till en promotor?
- hur hittar de TF?
RNA pol
* har en svag ospecifik dragning till DNA
* den åker på ytan av DNA, när de kommer fram till promotorn känner den det
* fram eller tillbaka

----
**Kodande sträng och mall**

----
**Båda strängarna i DNA kan används som mall-sträng för RNA syntes.

Generna har olika riktning i samma sekvens
De har inte en enhetlig riktning
Båda strängarna kan användas för mall för RNA syntes
Beroende på håll är olika strängar mall

----
**Vilken sträng i DNA som skrivs av till RNA bestäms av den riktning som RNA-polymeraset rör sig** 

Övre bild
Undre strängen används som mallsträng, det är den 3'→5', läser av G:erna och då blir det då C:n, får en produkt som liknar den övre strängen

Undre bild
Om man startar från andra hållet, då är den övre delen som är mallsträng

RNA syntesiseras alltid 5 → 3 riktning. Riktningen avgör vilken som är mall eller kodande.

Kan promotorn användas åt båda hållen? En promotor har en riktning som är bra på att sätta igång, men ibland kan det hända att det går åt andra hållet.

----
**Promotorn bestämmer i vilken riktning RNA- polymeraset skall transkribera!** 

I virus/bakterier finns det exempel (ovanligt i våra)
- de kan gå in i varandra, överlappar
Intron kan vara protein som ligger åt andra hållet.

Virus behöver små genom, de gör de mer konkurrenskraftiga. Då kan man hitta överlappningar ibland.

---

**Hos bakterier kan en transkriptionsenhet bestå av flera gener Man brukar kalla en sådan enhet för ett ”operon”**

Packar ihop olika gener till en stor enhet. Som kodar för 5 olika proteiner. Men de jobbar tillsammans för att skapa något, så de ligger tillsammans, de har en gemensam promotor för alltihop.
Det ser vi inte i våra celler, men vanligt i bakterier. 
Ett **operon** är ett långt mRNA som kodar för flera olika proteiner 

Klassikt exempel är enzymer som krävs för att skapa tryptofan


----
**I ett bakteriellt mRNA från ett operon finns många startplatser för translation**

För att skilja startplats och aminosyra, finns en liten extra kodon som heter Shine-Dalgarno site
Tillsammans med AUG kommer de sägas att här är en translation

Det finns bilder där man tagit på bakteriellt DNA där ribosomerna sitter på många platser och ger upphov till olika proteiner.
I våra celler lockar cappen till ribosomen, man letar reda på det första AUG som man hittar. 
Pga av operon behövs det Shine-Dalgarno-platser så man vet vad som är Metionin (AUG) eller start (AUG)

----
### E. coli RNA polymeras
E. coli RNA polymeras är ett mindre och enklare.
- beta är det katalytiska subenheten
- sigma styr enzymet till promotorn

a+b behövs för transkribera
sigma har rollen att hitta promtorn, styra enzymet till det

---
### Sigma subenheten hjälper RNA-polymeraset att hitta till promotorn och påverkar enzymets allmänna egenskaper

När promotorn har hitttas så lossnar sigma-faktorn.

Holoenzymet är allting tillsammans (holistiskt syn), som innehåller sigma-faktorn
Då har man kärnenzymet/grundläggande kvar.
När enzymet innehåller sigma-faktorn binder den väldigt svagt till ospecifikt DNA, att den glider försiktigt längs med ytan
Med sigma-faktorn hittar E. Colis pol 10 000ggr snabbare en promotor.

Kärnenzymet kör fast hela tiden, har svårt att hitta promotorn.

---
Efter initiering släpper sigma-faktorn och RNA- polymeraset fortsätter på egen hand. Det

När man startar transkription släpper sigma-faktorn. Sen fortsätter RNA-polymeraset på egen hand tills den terminerar.

Enda uppgifterna är att hitta promtor, sen släpper den

---

Det finns sju olika sigma-subenheter som reglerar olika typer av gener

Beroende på situation som bakterien befinner sig i, kan du uttrycka olika sigma-faktorer, som uttrycker olika gener.
Så när en viss gen behövs slås en viss sigma-faktor på.

Det finns särskilda sigma faktorer för snabb tillväxt, för att skydda mot värme- shock, för att stimulera rörelse etc.

T.ex när det blir väldigt varmt, de gillar inte bakterier, de packar ihop sig etc. Det finns speciella typer av sigma-subenheter för just där bort.

Behöver inte lära sig alla sigma-faktorerna

Det räcker inte att ha sigma-faktor, det finns andra nivåer av regleringar.

----

### Aktivatorer och repressorer

Har proteiner som slår på (aktivatorer) eller slår av (repressorer) en gen i närheten.

Det finns bindningsställer för aktivatorer och repressorer nära promotorn
Regulatoriska sekvenser är platser i DNA där aktivatorer och repressorer binder.
Speciellt i bakterier är att när repressorn binder brukar man kalla det operator.
Man hittade först att operon kunde stängas av.

---

### I ett typiskt operon återfinns en ”operator”. 

Det är dit repressorn binder. 

För att hindra någonting att hända, då binder ett repressor dit som sitter som en betongsugga, i vägen så transkriptionen inte kan. Den sitter i vägen, DNA pol kan inte komma in.


---

Tryptofan-operonet behövs när det inte finns tryptofan och vice versa
Tryptofan-operonet kodar för fem olika gener, typ A till E som skapar var sin enzym som krävs för att skapa tryptofan

När det transkriberas så får man ett mRNA för alltihopa, när det translateras

---

Finns det lite tryptofan i omgivningen så behöver operonet uttryckas.

Repressorn är inaktiv när det finns lite 

Trypotfan kan binda till trp repressorn så den inte längre binder

---

### Tillgången på tryptofan reglerar tryptofanrepressorns aktivitet! 

Det finns större variation i major groove, ska man känna igen en specfifik sekvens så behöver en regulator binda där

---

### Lac-operonet

Lac-operonet - kodar för genprodukter som behövs för att bryta ner laktos

----

### Glukos är förstahandsvalet som energikälla i bakterier.
När det finns mycket glukos i cellerna är alternativa sockerkällor avstängda så att cellen huvudsakligen förbränner glukos. 
När det finns lite glukos i cellen kan arabinos, laktos eller andra sockermolekyler användas som energikällor. 

Förklarar varför Lac-operonet i normalfallet är avstängt! Vill endast slås på när glukos saknas! Och endast i de fall det finns laktos att tillgå!

Lac-operones slås bara på när det saknas glukos i cellen

----

### Vid reglering av Lac-operonet samverkar en aktivator och en repressor 

Har en cap i transkription som har inget med eukaryoter att göra
Den sitter i närheten av promotorn för att stimulera att RNA-polymeraset binder.
Finns repressor, som kan blockera DNA-polymeraset

För att Lac-operonet ska transkribera, behövs repressorn tas bort och en aktiv aktivor som stimular RNA-polymeraset

---

### Aktivatorer stimulerar transkription 

Aktivatorn gör det lättare for pol att hitta till promtorn, behöver inte bara använda sigma-faktorn.
När den sitter dit kan det bli en kraftig ökning (10000ggr)

Vissa aktivatorer behöver en mindre molekyl, en så kallad co-aktivator som binder till aktivatorn för att den skall vara aktiv.

Skillnad mot sliding clamp? 
1. RNA polymeras sitter fast väldigt hårt, skapar transkriptionsbubblan  den sitter stabilt
2. Inte hela världen om en RNA polymeras trillar av, kan börja om igen. Det gäller inte för DNA som måste vara mer noggran

---

### I närvaro av laktos så bildas allolaktos. Binder till repressorn och får den att släppa operatorn

Tvärtom mot tryptofan-operatorn 
Om det finns glukos närvarande?

---

### Hur regleras aktiviteten hos aktivatorn, d.v.s. proteinet CAP?

I frånvaro av glukos så bildas molekylen cAMP (används för signalering i våra celler också)

När det finns låga glukosnivåer så producerar cAMP som binder till cap-proteinern som kan binda till aktivatorplatsen brevid promotorn och hjälpa till att slå på transkriptionen

När det finns glukos så produceras inte cAMP som inte binder till cap och inget blir aktiveras och det blir ingen transkription

---

Hur samverkar laktos och glukos?

if NOT glukos AND laktos:

fyra situation:
* NOT glukos AND NOT laktos → av
* NOT glukos AND laktos → på
* glukos AND NOT laktos → av
* glukos AND laktos → av

----

### Antibiotika

Antibiotika är ämnen som producerats av levande organismer i syfte att hålla andra organismer borta
Inom medicinen används antibiotika för att behandla infektioner, men också vid cancersjukdom

Actinomycin lägger sig mellan basparen i DNA i en hydrofob miljö. Stör t.ex. Transkription och DNA replikation Används vid cancerbehandling t.ex. ovarialcancer 

Interkalation är när ett ämne lägger sig mellan basparen.

----

T7 har ett jätteaktivt DNA och RNA-polymeras på att läsa av DNA