Molekularna biologija prokariota

Transcript

1 Molekularna biologija prokariota

2 I Molekularne osnove procesa: Čuvanja i prenošenja genetičke informacije u ćeliji Regulacije metabolizma - ekonomičnost ćelije i brzo prilagođavanje na uslove sredine - preduslov za brz rast i reprodukciju Akcenat na prokariotskim organizmima (osnovne razlike procesa kod prokariota i eukariota)

3 Informacioni molekuli nose zapis genetičke informacije Nukleotidi su strukturne jedinice nukleinskih kiselina Aminokiseline su strukturne jedinice proteina Osnovne gradivne jedinice iste u svim organizmima jedinstveno evolutivno poreklo živog sveta Funkcionalna jedinica nasledne informacije - gen Genom - sveukupnost hromozomskih elemenata genetičkog sadržaja jedinke

4 Struktura genoma kod prokariota i eukariota Prokarioti genom izgrađuje 1 cirkularni hromozom 2 cirkularna hromozoma: Rhodobacter sphaeroides, Brucella sp., Vibrio sp. 3 cirkularna hromozoma: Paracoccus denitrificans linearni hromozomi: Borrelia burgdorferi, Streptomyces griseus, Agrobacterium tumefaciens (1 cirkularni i 1 linearni) Eukarioti genom izgrađuje više linearnih hromozoma Unikatne sekvence kodiraju većinu proteina (kod svih organizama) Umereno repetitivne sekvence geni za rrnk, trnk, histone, imunoglobuline... (kod svih organizama, više kod eukariota) Visoko repetitivne sekvence kraći ili duži nizovi nukleotida nepoznate funkcije koji se ponavljaju veliki broj puta (kod eukariota) Ekstrahromozomalni - autonomni genetički elementi u ćeliji genomi virusa, plazmidi (tipični za prokariote, retki izuzetci kod eukariota), transpozoni (nisu ekstrahromozomalni, ali su autonomni)

5 Kondenzacija genoma - negativna superspiralizacija pomoću DNK žiraze (klasa II topoizomeraza) kod bakterija - histoni kod eukariota - histoni i superspiralizacija kod Archaea (kod nekih reverzna giraza uvođenje pozitivne superspiralizacije, povećava otpornost prema visokim temperaturama) Histoni Archaea i Eukarya sličnost AK sekvence i trodimenzionalne strukture zajedničko poreklo Archaea nukleozom gradi 4 histonskih proteina oko njih uvijena DNK dužine 80bp Eukarya 8 proteina gradi nukleozom, oko njih 200bp

6 Tok genetičke informacije u ćeliji ostvaruje se kroz tri osnovna molekularna procesa: Replikacija Transkripcija Translacija Ovako predstavljena centralna dogma, Potpuno je primenljiva na ćelijske organizme. Centralna dogma molekularne biologije

7 Tok genetičke informacije kod prokariota Organizacija gena u operone sa zajedničkom regulacijom ekspresije (promotor početak transkripcije, operator regulatorna sekvenca, itd) Policistronska irnk sa više mesta za vezivanje ribozoma Nema prostorne razdvojenosti transkripcije i translacije

8 Tok genetičke informacije kod eukariota Geni sadrže introne i egzone Obrada primarnog transkripta u nukleusu, isecanje introna i spajanje egzona Dodavanje 5 kape od metilovanog guanina Dodavanje 3 poli-a repa Transport zrelih irnk u citoplazmu Prostorna razdvojenost procesa transkripcije i translacije

9 Replikacija hromozoma (DNK) - prokarioti

10 Polimerizacija nukleotida: Prekursori - deoksinukleozid 5 - trifosfati (dgtp, datp, dctp, dttp) Dodaju se na slobodnu 3 -OH grupu deoksiriboze rastućeg polinukleotidnog lanca Replikacija uvek u 5 3 smeru Enzimi DNK polimeraze DNK polimeraze ne mogu da započnu sintezu de novo zahtevaju RNK prajmer (primer)

11 DNK polimeraze Veći broj kod svih organizama, svrstane u familije (A, B i C) Polimerizuju u 5 3 smeru (vodeći lanac se sintetiše kontinuirano, zaostajući kroz sintezu Okazakijevih fragmenata) Zahtevaju templet (matricu) Zahtevaju prajmer (sintetiše ga enzim primaza) Imaju 3 5 egzonukleaznu funkciju Bacteria: Glavna replikativna polimeraza (pol III) pripada familiji pol C, reparativne polimeraze familijama A i B Glavne replikativne polimeraze Archaea i Eukarya pripadaju familiji pol B (enzimi Archaea sličniji eukariotskim nego bakterijskim), reparativne polimeraze u familijama A i C

12 DNK polimeraze prokariota i eukariota Prokariotske DNK polimeraze su označene rimskim brojevima (kod E. coli do sada nađeno 5) Pol III (glavna replikativna DNK polimeraza) Pol I (uklanja RNK prajmere i popunjava prekide; ima i 5 3 egzonukleaznu funkciju) Pol II, Pol IV i Pol V učestvuju u reparaciji DNK Eukariotske DNK polimeraze su označene grčkim slovima i ima ih preko 20 ( - replikacija, - reparacija, γ replikacija mitohondrijalne DNK, itd)

13 Početak replikacije oric (origin of replication) Replikacija bidirekciona formiraju se 2 replikativne viljuške Bakterijski hromozom tokom replikacije izgleda kao slovo teta (θ), zato je teta replikacija Brzina replikacije: Pol III 1000 nukleotida/sec ceo hromozom 40min (vreme generacije 20min sledeća replikacija počinje pre nego se prethodna završila) Kod nekih Archaea veći broj oridžina replikacije

14 Replikativna viljuška relaksaciju DNK vrši helikaza uz utrošak ATP SSB (single strand binding) protein štiti jednolančane regione Polimerizacija u 5 3 smeru Sinteza vodećeg lanca teče kontinuirano Sinteza zaostajućeg lanca teče kroz sintezu Okazakijevih fragmenata Sinteza prajmera enzim primaza (deo kompleksa primozom )

15 Enzimi uključeni u replikaciju kod prokariota Replizom kompleks proteina uključen u replikaciju DnaA inicira replikaciju na oric DnaB helikaza, odvija DNK u 5 3 DnaC u kompleksu sa DnaB, navodi helikazu na DNK DnaG primaza, sintetiše prajmer SSB single strand binding proteini, štite jednolančane regione DNK topoii giraza, negativna superspiralizacija DNK DNK topoi relaksacija molekula DNK DNK Pol III glavna polimeraza DNK Pol I uklanjanje prajmera (5 3 egzonukleazna aktivnost) i popunjavanje prekida DNK ligaza povezivanje fragmenata

16 Vernost replikacije DNK Mala stopa spontanih mutacija : Izbor komplementarnih baza tokom replikacije Editorska funkcija (proofreading) DNK polimeraza: 3 5 egzonukleazna aktivnost Reparacija pogrešno sparenih baza (MMR) Terminacija procesa replikacije ter region (terminus of replication) naspram oric, 6 skoro identičnih fragmenata Tus protein specifično vezan za ter sekvence, zaustavlja DnaB helikaznu aktivnost u regionu terminacije zaustavlja progresiju replikativne viljuške) Novosintetisani molekuli karike u lancu, topoizomeraza IV razdvaja lance

17 Replikacija kod Archaea Hromozom cirkularni molekul DNK Superspiralizacija zahvaljujući histonima (nukleozomi su tetrazomi, klasteri izgrađeni iz 4 proteina) zahvaljujući DNK girazi (Thermoplasma acidophylum) negativna Zahvaljujući reverznoj girazi (Archaeoglobus fulgidus, ekstremni termofili) pozitivna Replikacija bidirekciona, kod nekih sa više oric (rodovi: Halobacterium 2 oridžina, Sulfolobus 3 oridžina replikacije) Replikativna mašinerija sličnija eukariotskoj (glavna replikativna polimeraza pripada familiji B)

18 Sinteza RNK - transkripcija Građa RNK (šećer riboza, baza uracil, po pravilu jednolančani molekul) Tri osnovne grupe: irnk (mrna), trnk, rrnk Postoje regulatorne RNK (antisense RNA) i katalitičke (ribozimi) Uloga genetička (u prenosu nasledne informacije, irnk), strukturna (rrnk) i funkcionalna (rrnk, trnk, ribozimi, regulatorne RNK) Sve RNK se sintetišu u procesu transkripcije. Proces obuhvata inicijaciju, elongaciju i terminaciju transkripcije.

19 RNK polimeraza Katalizuje formiranje fosfodiestarskih veza između ribonukleotida Zahteva templet (matricu) jedan lanac DNK (različiti geni se transkribuju sa različitih lanaca DNK) Polimerizuje u 5 3 smeru (dodaje ribonukleozid 5 - trifosfate ATP, GTP, UTP i CTP na 3 -OH grupu rastućeg lanca) Energija hidrolizom dve fosfatne grupe Ne zahteva prajmer, započinje proces de novo

20 Bacteria - jedna RNK polimeraza (5 subjedinica, ω,,, σ) Holoenzim: 4 subjedinice 2 ω, (grade srž, katalizuje elongaciju)+ različiti σ faktori (neophodni za prepoznavanje promotora, inicijaciju), inhibirana antibiotikom rifampicinom Eukarya 3 RNK polimeraze, veliki broj transkripcionih faktora RNK pol I - većinu rrnk RNK pol II - sve irnk, prepoznaje TATA box RNK pol III trnk i malu rrnk Archaea 1 RNK polimeraza sa 8-10 subjedinica, slična RNK pol II kod eukariota, prepoznaje sličnu promotorsku sekvencu, veći broj transkripcionih faktora sličnih eukariotskim

21 Inicijacija transkripcije kod bakterija RNK polimeraza prepoznaje promotor pomoću σ faktora Glavni σ faktor E. coli je σ 70 (rast u normalnim uslovima) σ prepoznaje visoko konzervirane sekvence uzvodno od mesta inicijacije (na netranskribujućem lancu): -10 (Pribnow box, TATAAT), -35 (TTGACA) Jaki i slabi promotori (razlikuje se stepen sličnosti sa konsenzus sekvencama) RNK polimeraza otvara DNK heliks (prelazak iz zatvorenog u otvoreni kompleks) Disocijacija σ faktora E. coli: σ 54 -asimilacija azota, σ 38 -stacionarna faza, σ 32 -heat shock proteini Regulacija ekspresije gena kroz regulaciju: sinteze σ faktora degradacije σ faktora sinteze anti- σ faktora

22 Elongacija transkripcije kod bakterija U 5 3 smeru Holoenzim RNK polimeraza: denaturiše DNK ispred sebe katalizuje reakciju ribonukleozid-5 trifosfata sa slobodnom 3 -OH grupom riboze razdvaja rastući RNK lanac od DNK renaturiše DNK iza sebe

23 Terminacija transkripcije kod bakterija Specifični region terminator transkripcije Rho nezavisni terminatori, sadrže invertovane ponovke, RNK formira strukturu ukosnice i sadrži niz U na kraju (RNK polimeraza se zaustavlja na mestu ukosnice, parovi A:U na kraju su slabo vezani disocijacija) Rho zavisni terminatori, zahtevaju proteinski Rho faktor (klizi niz rastuću RNK, kada naiđe na zaustavljenu polimerazu na Rhoterminacionom mestu, dovodi do disocijacije i RNK i RNK polimeraze sa DNK)

24 Transkripcija kod Archaea Transkripciona mašinerija sličnija eukariotskoj, nego bakterijskoj 1 RNK polimeraza sa 8-10 subjedinica, slična RNK Pol II kod eukariota Rifampicin ne blokira transkripciju kod arhea Promotorska sekvenca slična onoj koju prepoznaje RNK Pol II eukariota (tri karaktersitične sekvence, glavna je TATA box, nukleotida uzvodno od starta) Veći broj transkripcionih faktora sličnih eukariotskim, neophodni za inicijaciju transkripcije Terminacija transkripcije: ne postoji Rho faktor, na nekim genima invertovani ponovci praćeni A:T parovima struktura ukosnice Nekoliko gena za trnk i rrnk poseduju introne, arhealne introne ne iseca splajsozom, već specifična endoribonukleaza (slično kao kod nuklearnih trnk gena eukariota) Mehanizmi regulacije transkripcije sličniji bakterijskim, nego eukariotskim

25 Translacija sinteza proteina prepisivanje redosleda nukleotida (tripleta) u redosled aminokiselina odvija se na ribozomima Univerzalni genetički kod DNK: kod irnk: kodon trnk: antikodon Start kodon: AUG (N-formilmetionin kod bakterija, metionin kod arhea i eukariota Stop kodoni: UAA, UAG, UGA Izrođenost genetičkog koda više tripleta kodira istu AK

26 Varijacije genetičkog koda UGA stop triptofan (Mycoplasma, mitohondrije kvasca, protozoa i sisara) cistein (Euplotes) UAA/UAG stop glutamin (Paramecium) AUA, izoleucin metionin (mitohondrije kvasca, protozoa i sisara) CUA, leucin treonin (mitohondrije kvasca) AGA/AGG, arginin stop (mitohondrije sisara) UGA selenocistein (u nekim proteinima) UAG pirolizin (Archaea)

27 trnk Modifikovane baze (pseudouridin, inozin, dihidrouridin, ribotimidin, metil guanozin, dimetil guanozin, metil inozin) Složena sekundarna struktura (oblik deteline) Antikodonom prepoznaje kodon na irnk Šaržirana trnk nosi odgovarajuću AK (aminoacil-trnksintetaza)

28 Translacija Ribozomi Archaea i Bacteria 70S, eukariota 80S prokarioti: 30S (16S rrnk+21 protein) i 50S (5S rrnk, 23S rrnk+34 proteina) Translacija policistronskih irnk prokariota ribozomi prepoznaju specifične sekvence RBS (Shine-Dalgarnov niz, 3-9n ispred start kodona) preko 16S rrnk, omogućava pravilno pozicioniranje ribozoma Ribozomi eukariota prepoznaju 5 kapu AUG start kodon se čita N-formilmetioninom kod Bacteria, a metioninom kod Eukarya i Archaea Faktori translacije Archaea slični eukariotskim Neosetljivost Archaea na antibiotike koji deluju na ribozome Bacteria (streptomicin, hloramfenikol); osetljivost na toksin difterije slično eukariotskim

29 Inicijacija: 30S subjedinica, irnk, inicijator AA-tRNK (+ GTP i faktori inicijacije) formiraju kompleks RBS je komplementarna 3 kraju 16S rrnk korektno pozicioniranje, pravi okvir čitanja Dodaje se 50S subjedinica, formiranje aktivnog ribozoma A (akceptorsko), P (peptidil) i E (exit) mesta na ribozomu Elongacija: postavljanje nove AAtRNK na A mesto; formiranje peptidne veze prebacivanje rastućeg lanca na novopridošlu trnk Translokacija: pomeranje ribozoma duž irnk dužine 3n (trnk sa rastućim polipeptidom je na peptidil mestu)... Teminacija translacije: stop kodoni na A mestu

30 Translacija kod Archaea Translaciona mašinerija sličnija eukariotskoj, nego bakterijskoj: Proteini ribozoma od ukupno 78 proteina kod eukariota, 34 su zajednička za sva tri domena, a 33 se javljaju i kod arhea i kod eukariota Broj translacionih faktora približan broju kod eukariota (2x veći nego kod bakterija) Translacioni faktori veći stepen homologije imaju sa eukariotskim (samo je broj subjedinica manji) Startna AK je metionin Sličnosti sa bakterijama: Shine-Dalgarnov niz karakterističan za sve prokariote

31 Regulacija metabolizma kod prokariota - Strogo kontrolisana uslovima spoljašnje sredine - Mali signalni molekuli informišu ćeliju o fiziološkom statusu životne sredine - Regulacija enzimske aktivnosti (jako brza, za nekoliko sec. od prijema informacije) - Regulacija količine enzima u ćeliji regulacija sinteze (na nivou transkripcije i translacije, vremenski zahtevnija, za nekoliko min. od prijema informacije) ili degradacijom enzima

32 Regulacija povratnom spregom: - regulacija enzimske aktivnosti - brza adaptacija ćelije na promenjene uslove - regulacija biosintetskih puteva - krajnji produkt reakcije je reverzibilni inhibitor prvog enzima

33 Regulacija povratnom spregom: kompetitivna inhibicija enzima krajnjim produktom kompeticija krajnjeg produkta i supstrata za vezivanje za aktivno mesto enzima Postojanje izoenzima fina regulacija zajedničkih početnih koraka u biosintetskim putevima koji se delimično preklapaju (pr. biosinteza aromatičnih AK)

34 Regulacija na nivou transkripcije irnk su kratkoživeće proces transkripcije i degradacije su simultani procesi važno za regulaciju ekspresije gena i brzo prilagođavanje promenljivim uslovima životne sredine Negativna kontrola: Represija sinteze irnk Represor DNK vezujući, alosterički protein, vezuje specifičan molekul efektor i menja konformaciju - ako se za DNK vezuje u konformaciji sa efektorom, onda je efektor = korepresor - ako se za DNK vezuje u konformaciji bez efektora, onda je efektor = inducer Pozitivna kontrola: Aktivacija sinteze irnk Aktivator DNK vezujući, alosterički protein, vezuje specifičan molekul inducer i menja konformaciju, tako da se može vezati za activator binding site

35 DNK vezujući proteini: Represori i aktivatori, enzimi (DNK Pol, RNK Pol) Interakcija sa DNK H-veze i van der Walsove sile: helix turn- helix domen proteina veliki žljeb DNK zinc finger domen proteina veliki žljeb DNK leucine zipper domen proteina veliki žljeb DNK Lambda represor c-amp vezujuci protein, CAP

36 Regulacija na nivou transkripcije: I Negativna regulacija, represor - inducer - Regulacija enzima koji učestvuju u razgradnji supstrata - Pr: enzim β-galaktozidaza, inducer je njen supstrat laktoza

37 Regulacija na nivou transkripcije: II Negativna regulacija, represor - korepresor - Regulacija enzima koji učestvuju u biosintetskim putevima - Pr: argininski operon, korepresor je produkt biosintetskog puta arg

38 Regulacija na nivou transkripcije: III Pozitivna regulacija, proteini aktivatori - Aktivator vezan za odgovarajuće mesto na DNK omogućava RNK polimerazi da pristupi promotoru (sekvence različite od konsenzus sekvenci bez aktivatora σ faktor ih ne prepoznaje) - Pr: maltozni regulon (skup operona pod zajedničkom regulacijom) - operon (geni su u nizu, zajednički regulatorni region na početku) - regulon (više prostorno udaljenih operona, više identičnih regulatornih sekvenci; isti regulatorni proteini kontrolišu koordinisanu ekspresiju gena)

39 Regulacija na nivou transkripcije: IV Atenuacija (slabljenje, prigušivanje) Pr. kod E. coli - Smanjenje transkripcije nakon njene inicijacije (fina regulacija količine kompletnih transkripata, iako je br. iniciranih transkripata nepromenjen, br. kompletnih je redukovan) - Pr. triptofanski operon: ispred strukturnih gena leader peptid (sadrži trp kodone) - Atenuacija moguća jer su transkripcija i translacija istovremeni procesi (translacija počinje, a da transkripcija nije završena) - Kod Bacillus RNK vezujući protein zaustavlja transkripciju, a ne ribozomi

40 Prevremena terminacija transkripcije - atenuacija Lider peptidi

41 Globalni kontrolni sistemi Grupe gena koji su koordinirano eksprimirani u odgovoru na specifične uslove sredine, pod zajedničkom regulacijom (reguloni) Često uključuje alternativne σ faktore (npr. heat shock proteini) prepoznavanje promotora kontrolisanih gena

42 Katabolička represija - efekat glukoze Glukoza je osnovni izvor C atoma i energije za E. coli Nema glukoze konc camp velika katabolički aktivator protein (CAP) se vezuje za CAP vezujuće mesto na DNK omogućuje RNK polimerazi da prepozna promotor i započne transkripciju lac operona

43 Heat shock response Alternativni σ 32 faktor RNK polimeraze produkt rpoh (htpr) gena Normalna temp. irnk sintetisana sa rpoh gena ima dvolančane regione nema translacije Povišena temp. sekundarna struktura irnk se narušava translacija, sinteza σ 32 sinteza heat shock proteina (šaperoni, DnaK protein, vraća narušenu konformaciju oštećenim proteinima) Kratak poluživot σ 32 faktora, FtsH proteza ga brzo razgrađuje, pomaže DnaK protein

44 Dvokomponentni regulatorni sistemi sistemi za prenošenje signala iz spoljašnje sredine Signalna transdukcija Autofosforilacija senzor kinaze (transmembranski protein, fosforilacija na histidinu sa citoplazmatične strane histidin kinaze) Fosforilacija regulatora odgovora (transfer fosfatne grupe sa senzor kinaze na regulator odgovora) Regulator odgovora po pravilu je DNK vezujući protein represor ili aktivator Represija ili indukcija odgovarajućeg operona Fosfataza defosforiliše regulator odgovora (stalno, ali po prestanku delovanja signala nema nove fosforilacije prestanak delovanja na ekspresiju gena)

45 Dvokomponentni regulatorni sistemi Češći kod Bacteria nego kod Archaea (ili bolje proučeni?) E. coli 50 različitih dvokomponentnih sistema Primeri: Asimilacija fosfora (Pho regulon, signal je neorganski fosfat) Metabolizam azota (Ntr sistem nitrogen utilization, signal manjak organskog azota) Osmotska regulacija (regulacija porina, signal osmotski pritisak; OmpC porini su manjih pora odgovor na visok osmotski pritisak, OmpF porini su većih pora odgovor na nizak osmotski pritisak) Regulacija anaerobnog disanja (Nar sistem nitrat i nitrit respiracija, signal dostupnost nitrata i nitrita u okruženju)

46 Quorum sensing mehanizam Mehanizam detekcije brojnosti ćelija u populaciji Quorum sensing - detekcija kvoruma dovoljnog broja ćelija u populaciji Ćelije sintetišu signalni molekul autoinducer (npr. AHL acil homoserin lakton), prolazi ćelijski omotač u oba smera Kada se akumulira u dovoljnoj količini u ćeliji služi kao okidač za pokretanje/blokiranje ekspresije odgovarajućih gena Primeri: regulacija emisije svetla kod bioluminiscentnih bakterija (Aliivibrio fischeri) sinteza faktora virulencije kod nekih patogenih bakterija (Pseudomonas aeruginosa-formiranje biofilma, Staphylococcus aureus produkcija površinskih i ekstracelularnih peptida koji su faktor virulencije) sporulacija kod roda Bacillus

47 Regulacija hemotaksije Hemotaksija smer kretanja ka atraktantu i od repelenta, Modifikovani dvokomponentni regulatorni sistem Ćelija mora da ima sistem za detekciju promene u koncentraciji atraktanta/repelenta u vremenu, odnosno tokom kretanja Smer rotacije flagele određuje smer kretanja, a zavisi od detektovanog signala iz spoljašnje sredine 1. Senzorni protein je transmembranski protein methyl-accepting chemotaxis protein MCP 2. Senzorni protein vezuje supstancu i utiče na autofosforilaciju senzor kinaze (CheA, u citoplazmi), atraktant smanjuje nivo fosforilacije, repelent povećava 3. CheA-P predaje fosfatnu grupu regulatoru odgovora CheY (nastaje CheY-P), a sporije i regulatoru odgovora CheB 4. CheY-P interaguje sa bazalnim telom flagele i izaziv arotaciju u smeru kazaljke na satu promena smera kretanja); Ako CheY nije fosforilisan, smer rotacije je obrnut kretanju kazaljke na satu ćelija nastavlja da se kreće u istom smeru) 5. CheZ fosfataza, vrši defosforilaciju CheY 6. CheR vrši konstantnu metilaciju MCP proteina, CheB je demetilaza i aktivnija je kada je u formi CheB-P (fosforilisana) 7. Promena u nivou metilacije utiče na konformaciju MCP, a to omogućava adaptaciju na nivo signala u okruženju

48 Regulacija hemotaksije Na sličan način regulisane i fototaksije.

49 Regulacija na nivou transkripcije kod Archaea Transkripciona mašinerija sličnija eukariotskoj, međutim... Regulacija transkripcije sličnija bakterijskoj Bacteria i Archaea koriste DNK-vezujuće proteine represore i aktivatore Eukarya korirste mehanizme za modifikaciju subjedinica RNK polimeraze koje utiču na nivo transkripcije Represori arhea blokiraju vezivanje RNK Pol za DNK ili vezivanje transkripcionih faktora neophodnih za inicijaciju Primer: represor NrpR kod Methanococcus maripaludis,regulacija fiksacije azota (kada u ćeliji ima dovoljno organskog azota blokira gene odgovorne za fiksaciju N)

50 Regulacija na nivou translacije Mnogo ređa od regulacije na nivou transkripcije Regulatorne RNK: 1. antisense RNK komplementarno sparivanje sa irnk; 2. riboswitches irnk, blokiraju translaciju Atenuacija na nivou translacije leader peptid reguliše dostupnost Shine-Dalgarno sekvence regulisana je inicijacija translacije primeri: - regulacija ekspresije gena za rezistencije na antibiotike nekih Gram+ bakterija - regulacija sinteze ribozomskih proteina (ključni r-protein se vezuje u oblasti Shine-Dalgarno sekvence)

51 Antisense RNK - regulacija translacije Antisense RNK se ne prepisuje sa nekodirajućeg lanca istog gena, već postoje kratki geni za njih, anti-geni (na slici gen X) Gen X se transkribuje kada je potrebno isključiti ekspresiju gena A Antisense RNK dužina ~100nt (komplementarni region ~30nt) Jedna antisense RNK može da blokira translaciju sa nekoliko irnk (zajednička ciljna sekvenca) Postoje neobični primeri da antisense RNK omogućuje translaciju (irnk ima sekundarnu strukturu, ona je razmotava i čini dostupnom ribozomima)

52 Riboswitches - 5 domeni irnk Uzvodno od kodirajućeg regiona je riboswitch region koji vezuje metabolit (produkt biosintetskog puta u koji je uključen enzim sintetisan sa irnk koju reguliše) Regulišu sintezu: vitamina (tiamin, riboflavin, kobalamin) amnokiselina (retko) adenina i guanina