Epigenetikai Szabályozás

Hasonló dokumentumok
Epigenetikai szabályozás

Az X kromoszóma inaktívációja. A kromatin szerkezet befolyásolja a génexpressziót

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Epigenetikai mintázatok biomarkerként történő felhasználási lehetőségei a toxikológiában

Sejtmag, magvacska magmembrán

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

TÁMOP /1/A Tantárgy címe: Transzdifferenciáció és regeneratív medicina Dr. Balogh Péter és Dr. Engelmann Péter

DNS replikáció. DNS RNS Polipeptid Amino terminus. Karboxi terminus. Templát szál

- Conrad Hal Waddington számára a gének fizikai háttere még ismeretlen volt (Watson-Crick-Franklin 1953), így próbálta leírni a sejt specializációt=>

2007/11/05 Molekuláris biológia előadások - Putnoky 1-1

TÉMAKÖRÖK. Ősi RNS világ BEVEZETÉS. RNS-ek tradicionális szerepben

Molekuláris biológiai alapok

Egy vagy több nukleotid mutációja megváltoztathatja a fehérje szerkezetét és működését

Génexpresszió szabályozása I

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

Epigenetika. szomatikus sejt (emlőszövet sejt) magjának enukleált (magjától megfosztott) petesejtbe ültetésével hozták létre

Epigenetika kihívások az ökotoxikológiában

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

EPIGENETIKA, A BIOLÓGIAI MŰKÖDÉS SZOFTVERE. Falus András. Összefoglalás

Molekuláris Medicina

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI. Az MDR1 gén kromatin szerkezetének tanulmányozása gyógyszerérzékeny és gyógyszerrezisztens humán sejtekben.

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

ADATBÁNYÁSZAT I. ÉS OMICS

A génterápia genetikai anyag bejuttatatása diszfunkcionálisan működő sejtekbe abból a célból, hogy a hibát kijavítsuk.

RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

A genomiális medicina szép új világa

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Poligénes v. kantitatív öröklődés

Fogalmak alapkövetelmények

Anyai eredet kromoszómák. Zigóta

Celluláris és molekuláris neurobiológia SzJDI őszi félév. Neuron-specifikus génműködés. Szabó Gábor MTA KOKI

Transzgénikus állatok előállítása

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Celluláris és molekuláris neurobiológia SzJDI őszi félév. Neuron-specifikus génműködés. Szabó Gábor MTA KOKI

A SEJTOSZTÓDÁS Halasy Katalin

Intelligens molekulákkal a rák ellen

Degeneráció és regeneráció az idegrendszerben

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Sejtek - őssejtek dióhéjban február. Sarkadi Balázs, MTA-TTK Molekuláris Farmakológiai Intézet - SE Kutatócsoport, Budapest

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

10. előadás: A sejtciklus szabályozása és a rák

Emlősök korai embrionális génjei kifejeződésének vizsgálata. molekuláris biológiai módszerekkel. Baji Gál Árpád

CzB Élettan: a sejt

I. A sejttől a génekig

Emlősök korai embrionális génjei kifejeződésének vizsgálata. molekuláris biológiai módszerekkel. Baji Gál Árpád

I./1. fejezet: Jelátviteli utak szerepe a daganatok kialakulásában A daganatkeletkezés molekuláris háttere

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

Az ADA2b adaptor fehérjéket tartalmazó hiszton acetiltranszferáz komplexek szerepének vizsgálata Drosophila melanogaster-ben

A citoszol szolubilis fehérjéi. A citoplazma matrix (citoszol) Caspase /Kaszpáz/ 1. Enzimek. - Organellumok nélküli citoplazma

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

Az agy betegségeinek molekuláris biológiája. 1. Prion betegség 2. Trinukleotid ripít betegségek 3. ALS 4. Parkinson kór 5.

Epigenetikai tényezők jelentősége az immunológiában

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

Fehérje szintézis 2. TRANSZLÁCIÓ Molekuláris biológia kurzus 7. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt- és immunbiológiai Intézet

Prokarióták. A sejtmag tehát csak eukariótákra jellemző. A magok száma

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

Látens Epstein-Barr vírus genomok szabályozó régióinak epigenetikai jellemzése limfoid és nazofaringeális karcinóma sejtekben.

A Huntington kór patogenezisének vizsgálata Drosophila modell felhasználásával

Szignalizáció - jelátvitel

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

3. Általános egészségügyi ismeretek az egyes témákhoz kapcsolódóan

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Genetika és epigenetika: gének és környezet. Az ikerkutatások epigenetikai vonatkozásai

A Mendeli Genetika Korlátai

Kromoszómák, Gének centromer

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

A biológia szerepe az egészségvédelemben

A dsaga SPECIFIKUS HISZTON ACETILÁCIÓ GÉNMŰKÖDÉS SZABÁLYOZÁSBAN BETÖLTÖTT FUNKCIÓJÁNAK VIZSGÁLATA. Zsindely Nóra

Őssejtek és hemopoiézis 1/23

Fogalmak alapkövetelmények

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A BIOTECHNOLÓGIA ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI A GYÓGYSZERKUTATÁSBAN

7. A SEJT A SEJT 1. ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

GERONTOLÓGIA. 6. Biogerontológia: öregedési elméletek SEMSEI IMRE. Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Egészségügyi Kar

Mit tud a genetika. Génterápiás lehetőségek MPS-ben. Dr. Varga Norbert

A doktori értekezés tézisei. A növényi NRP fehérjék lehetséges szerepe a hiszton defoszforiláció szabályozásában, és a hőstressz válaszban.

TARTALOM. Előszó 9 BEVEZETÉS A BIOLÓGIÁBA

OTKA ZÁRÓJELENTÉS (F48921)

Rekombináns Géntechnológia

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

A replikáció mechanizmusa

SEJTBIOLÓGIA biomérnök hallgatók számára

Immunológia alapjai. Az immunválasz szupressziója Előadás. A szupresszióban részt vevő sejtes és molekuláris elemek

Ismert molekula új lehetőségekkel Butirát a modern baromfitakarmányozásban

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Biológiai Mintázatok Eredete. Molnár István

3. előadás Sejtmag, DNS állomány szerveződése

A sejtek lehetséges sorsa. A sejtek differenciálódása. Sejthalál. A differenciált sejtek tulajdonságai

Genetika előadás. Oktató: Benedek Klára

Epigenetikai szabályozó mechanizmusok és zavaraik leukémiában

12. évfolyam esti, levelező

Átírás:

Epigenetikai Szabályozás

Kromatin alapegysége a nukleoszóma 1. DNS Linker DNS Nukleoszóma mag H1 DNS 10 nm 30 nm Nukleoszóma gyöngy (4x2 hiszton molekula + 146 nukleotid pár) 10 nm-es szál 30 nm-es szál 30 nm- es szál DNS Nukleoszómák (10 nm-es szál) Állványzat (scaffold) Heterokromatin (Konstitutív - fakultatív) Eukromatin 30 nm- es szál

A kromatin szabályozása 2. a. Metiláció de-metiláció (transzkripció gátló) hiszton metil transzferáz - demetiláz b. Acetiláció de-acetiláció (transzkripció serkentő) (locus control region) (matrix attachement region) (scaffold attechment region) DNS Hiszton DNS metil-transzferáz H3 lys9 hiszton lizin hiszton acetil transzferáz (aciláció) fellazítja a nukleoszómákat szabad transzkripció ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- deacetiláz nukleoszómák visszarendeződnek transzkripció gátlása c. Hiszton-taszító szekvenciák: LCR MAR SAR lizin acetiláció de-acetiláció LCR pl. -globin géncsalád gén 1 gén 2 gén 3 LCR

3a. Kromatin átalakítás ( remodeling ) nukleoszóma a. Változás a nukleoszóma szerkezetben b. Nukleoszóma elmozdulás c. Nukleoszóma vesztés

3b. Kromatin módosítások 1. Hiszton modifikáció: metiláció, acetiláció, stb. 2. DNS metiláció 1. Enzimek (metilázok, acetilázok, stb.) hiszton kromatin átalakító transzkripció hiszton farok 2. Transzkripciós faktorok - esetenként 3. Nem-kódoló RNS-ek Nem-kódoló RNS-ek

A hiszton acetilációja 4a. hiszton - Rendszerint serkenti a génexpressziót HDAC: hiszton deacetiláz HAT: hiszton acetil transzferáz DNA: DNS - Az egyes sejttípusokban különböző az acetilációs mintázat!

A hiszton acetilációja 4b. hiszton acetiláció aktivátor A hisztonok közötti kapcsolat gyengítése aktivátor A hisztonok elmozdítása

Kromatin átalakítás acetiláció 4c. Iniciáció DNS nukleoszóma hiszton fehérjék átalakító fehérje transzkripciós komplex mrns Elongáció átalakító fehérje mrns

5a. A hiszton metilációja - A DNS metilációja rendszerint gátolja a génexpressziót (kivétel: H3K4me3) - Az egyes sejttípusokban különböző metilációs mintázat! Met Met

A hiszton metiláció terjedése 5b. 1. A HP1 felismeri a CH 3 -at tartalmazó hisztont (H3 K9) 2. A HP1 odavonzza a HMT-t, amely metilálni fogja a szomszéd hisztont 3. A folyamat kaszkád-szerűen terjed Zárt kromatin Nyitott kromatin 1. A heterokromatin terjedése 2. 3. HP1: heterokromatin protein 1 HMT: hiszton metil-transzferáz K: lizin A heterokromatin terjedése

A hiszton metilációs-mintázat öröklődése az utódsejtekben 5c. DNS replikáció Új nukleoszómák keletkezése A HP1 és HMT verbuválása

6. DNS metiláció - A DNS metilációja gátolja a génexpressziót - Az egyes sejttípusokban különböző metilációs mintázat!

6. A DNS metilációja (1) de novo metiláció: új metil csoportok kialakulása EPIGENETIKAI PROGRAM (2) fenntartó metiláció: a differenciált sejtek metilációs mintázata fennmarad Rett szindróma Dnmt1 DNS replikáció ÚJ DNS SZÁL Fenntartó metiláció (Dnmt1 enzim) Met Met Met Met Dnmt1: DNS metiltranszferáz 1

7. Humán Epigenom Projekt (HEP) Program a kromatin metilációs mintázatának feltérképezésére ( A DNS metilációt könnyebb vizsgálni)

Epigenom 7. Emberi őssejtek + fibroblaszt sejtek Joseph Ecker, Ryan lister, Mattia Pelizzola 2009 október

8. Kromatin átalakító aktiváló fehérjék HŐSOKK GÉNEK Nem indukált Nukleoszóma-mentes régió Inaktív HSF nem képes kapcsolódni nukleoszóma Lady Gaga Indukált aktiváció nukleoszóma A GAGA faktor a DNS-hez kötődik, s eltávolítja a nukleoszómát transzkripció SZTEROID-NDUKÁLTA GÉNEK Nem indukált A hősokk faktor kötődik Transzkripciós aktiváció Hősokk gének Aktív transzkripciós faktor nem kötődik Indukált A receptor-szteroid komplex elmozdítja a nukleoszómát Transzkripciós faktor kötődik transzkripció

Epigenetikus öröklődés: 1 egyededen belül 9a. Sejttípus meghatározottság hámsejt Sejttípus meghatározottság: egy differenciálódott sejt magához hasonló sejttípust produkál, s csak különleges esetekben másféle sejteket, habár azok DNS tartalma is ugyanaz.

Utasítások, hogy 9b. motor neuron légy őssejt Jel: Légy idegrendszer! Légy gerincvelő! Ne légy glia! Bocsáss ki axont! Alakíts ki kapcsolatokat! BRAVO Utasítások egy motor neuron kialakítására

Epigenetikus öröklődés: 1 egyededen belül Klónozás 10. A KLÓNOZÁS során a sejtmag epigenetikailag újraprogramozódik petesejt sejtmag klónozott zigóta klónozott embrió klónozott bébi testi sejt (pl. hámsejt) sejtmag Testi sejt magja időkapcsoló zigóta

11a. Hiszton Kód Morse ABC A Hiszton Kód Hipotézis szerint a hisztonok DNS-hez való kötődésének mintázata meghatározza a sejtben folyó molekuláris folyamatokat

12. Epigenetikai kód 1. Hiszton kód: a hiszton egy DNS szakaszhoz vagy a teljes genomhoz való kötődésének mintázata, amely jellemző egy sejttípusra. 2. DNS metilációs kód: a DNS metilációs mintázata, amely jellemző egy sejttípusra hiszton kromatin átalakító transzkripció EPIGENETIKAI KÓD: A hiszton kód és a DNS metilációs kód együttesen: Meghatározza a sejttípust és a sejt molekuláris folyamatait. hiszton farok Nem-kódoló RNS-ek

Epigenetikai program 13. 1. Az epigenetikai program a hiszton és a DNS előre programozott kémiai módosulásai a sejtdifferenciálódás során 2. Epigenetikai program genetikai program: párhuzamosan futnak? Lehetnek alternatívák? - mi a szerepe a szerepe a környezetnek?

Epigenetikus öröklődés: 1 egyededen belül Epigenetikai program 13b. Differenciálódott hámsejt zigóta Differenciálódott májsejt

Conrad Hal Waddington (1905-1975) Környezeti perturbációk - Mutációk - Genetikai program (pl. férfi-nő) Robusztusság: a fenotípus zavarokkal szembeni ellenállása Epigenetikai tájkép az egyedfejlődés útvonalai 1. Genetikailag programozott hatás 2. Mutáció 3. Környezeti hatás Kanalizáció: Az egyedfejlődés meg-határozott útvonalakon zajlik, s egy útvonalon belül ellenáll a zavaroknak, de kritikus időpontokban, nagyobb hatásokra más úton indulhat el egy folyamat + a differenciálódás

Hogyan hat a DNS és a környezet az egyedfejlődést irányító epigenetikai programra? Alternatív útvonalak: férfi vs. nő különféle sejttípusok

Alternatív útvonalak: férfi vs. nő különféle sejttípusok

A DNS és a környezet is hat az epigenetikai programra A korai embrió őssejtekből áll, melyek különféle differenciált sejtekké alakulhatnak A magzat főként differenciált sejtekből áll agy Később a környezet hatása fontossá válik izom bőr A környezet hatása: étkezés, dohányzás tanulás

Epigenetikus öröklődés: 1 egyededen belül X kromoszóma inaktiváció 16. Emlős nőstényeknél az egyik X kromoszóma inaktiválódik (kivéve pszeudoautoszómális régió) Funkció: dózis kompenzáció Ember Kenguru véletlenszerű apai X kr. inaktiválódik