Транскрипция Flashcards
Какво е транскрипция?
Процес на синтез на молекула РНК върху определен участък от молекулата на ДНК, при който се преписва генетичната информация
Кой е първият етап на реализация на генетичната информация?
Транскрипцията на иРНК .
Колко са етапите на транскрипция при прокариотите и при еукариотите?
2-прокариоти, 3 еукариоти
Кои са необходимите условия за протичане на транскрипцията?
ДНК-матрица, Четирите рибонуклеозидтрифосфати РНК-полимераза, Транскрипционни фактори, Специфични белтъци, Топоизомерази;
Защо при прокариотите транскрипцията протича без затруднения?
Те не са свързани с хистонови белтъци както еукариотите.
Коя е матрица за транскрипцията на иРНК?
Само едната от двете вериги на ДНК-антисенс верига, но участъци и от двете ДНК-вериги могат да представляват матрици за транскрипция на различни иРНК молекули.
Коя е сенс веригата?
Нетранскрибиращата се ДНК-верига .
Кой е основният ензим, осъществяващ транскрипцията и какви връзки създава?
РНК-полимераза;
фосфодиестерни
Кратко описание на РНК-полимераза; Какво е кор-ензим?
Молекулна маса 430 kDa; изграден от 6 субединици като само някои от тях образуват кор-ензим, който провежда трансрипцията но не може да я започне;
Как е свързан сигма-факторът с процеса транскрипция и кога започва той?
Той разпознава определена нуклеотидна последователност от ДНК-промотор; Клетката съдържа множество сигма фактори, като всеки един от тях позволява на РНК-полимеразата да разпознава различни гени от ДНК.
Каква ключова субстанция се присъедниява към другите 5 субединици на РНК-полимеразата при траскрипцията?
Друг белтък, продукт на гена nus A, който е необходим за разпознаването на терминиращия ДНК-участък от РНК-полимеразата.
В каква посока се движи РНК-полимеразата и каква е посоката на изграждащата се иРНК?
посока 3‘-5‘ край на матричната ДНК-молекула и синтезира иРНК в посока 5‘-3‘край
Колко видове е РНК-полимеразата при прокариоти/еукариоти?
Прокариоти: 1 тип РНК-полимераза за всички РНК.
Еукариоти: 3 ядрени и 1 митохондриална РНК-полимерази;
С какво се характеризира и какво трансрибира РНК-полимераза 1?
Транскрибира 28S, 18S и 5,8S рРНК и се намира в ядърцето на ядрото
С какво се характеризира и какво трансрибира РНК-полимераза 2?
Намира се в нуклеоплазмата и транскрибира иРНК;
С какво се характеризира и какво трансрибира РНК-полимераза 3?
Локализирана в нуклеоплазмата и транскрибира висчки видове тРНК, както и 5S рРНК;
Как се осъществява свързването на РНК-полимераза 2 към промотора при еукариоти?
С участието на белтъчен комплекс от основни транскрипционни фактори.
Какво представляват транскрипционните фактори?
6 високо консервативни протеина, които са свързани един към друг последователно. Последния съдържа протеинкиназа.
Къде се намира протеинкиназата и какво е действието ѝ в транскрипционния процес? За какво е важно наличието на тази киназа за процеса и необходима ли е употребата на енергия?
В една от субедините на последния протеин в комплекса от транскрипционни фактори. Фосфорилира серина и треонина с АТФ. След това полимеразата се осбовождава от останалите транскрипционни фактори и стартира транскрипцията.
Кои са някои от специфичните белтъци, срещани и подпомагащи транскрипцията, какви са техните основни особености и каква е функцията им?
- р-белтък, (4 субединици, молекулна маса 200 kDa) необходим за един от начините на терминация на транскрипцията при прокариоти;
- белтъци, подпомагащи зреенето на РНК-предшественика;
- белтъци, осъществяващи транспорта на иРНК при еукариотите през ядрената мембрана до рибозомите;
Кои са ензимите, които отстраняват суперспирализацията пред разплетения ДНК-участък?
Топоизомеразите;
Какво е цистрон?
Това е структурният ген-участъкът от ДНК, който се презаписва в една молекула РНК.
Какво е оперон?
Генетична единица, изградена от група съседни структурни гени, които кодират белтъци със сходрна структура. Опероните са свързани помежду си и отделно с котролиращи участъци, които регулират дейността им.
Кои са контролните участъци на оперона?
Промотор, Оператор, Терминатор
Какви са особеностите на промотора-един от контролните участъци на оперона?
Той е участък, който предхожда структурните гени и обхваща около 40 нуклеотида до стартовата точка на транскрипцията. РНК-полимеразата разпознава промотора със сигма-фактора си и се свързва с него, но НЕ се транкрибира.
Какви са особеностите на оператора-един от контролните участъци на оперона?
ДНК-участък между промотора и структурните гени (местата им могат да се припокриват). Осъществява контрол върху действието на оперона от индукторите и репресорите, кодирани от регулаторни гени. НЕ се транскрибира;
Какви са особеностите на терминатора-един от контролните участъци на оперона?
ДНК-участък, разположен в края на оперона, след структурните гени. Неговото презаписване е сигнал за преустановяване на транскрипцията.
Каква са особеностите на регулаторните гени и защо не са директни контролни участъци на оперона? Как действат?
Намират се на хиляди нуклеотида разтояние от оперона, но кодират индуктори/репресори, които чрез оператора повлияват активността на структурните гени.
Колко начални места има полицистронната иРНК при прокариотите? Кое е началното място за синтеза на белтъци?
Начални места за синтеза на белтъци (кодонът АУГ), колкото са структурните гени на оперона.
Кои са основните характеристики на траснкрипцията при прокариотите?
…
Какво представлява процесът на инициация при транскрипция на прокариоти? Коя част на ензима се отделя и коя част продължава реализирането на процеса?
Разпознаване на промотора от сигма-фактора на РНК-полимеразата; сигма-фактора се отделя, а РНК-полимеразата продължава с кор-ензимната си част.
С колко нуклеотида се свързва и разпознава РНК-полимеразата при транскрипцията на прокариоти? В кои 2 участъка е най-здраво свързана?
Промоторен участък от около 70 нуклеотида. Нуклеотидите около -10 до -20 и около -35 до -45;
Къде се завелязва хомоложност в промоторния участък от 70 нуклеотида? Кои са последователностите?
- Т А Т А А Т на около -10 нуклеотида, блок на Принбоу;
- Т Т Г А Ц А на около -35 нуклеотида;
Какво представлява блока на Принбоу и какви последователности преобладават в него?
А=Т;
Т А Т А А Т на около -10 нуклеотида;
Къде е началото на транскрипцията при прокариоти?
На около 10 нуклеотида след блока на Принбоу и е пуринов нуклеотид (по-често А).
Какво е характерно за процеса на елонгация при транскрипцията на прокариотните организми? Каква е посоката на процеса?
Постепенно нарастване на новосинтезираната иРНК в посока 5‘-3‘край, която е едновременно 3‘-5‘ на матричната ДНК-верига.
Какво възниква в разплетения участък от ДНК-дуплексът?
Временен ДНК-РНК-хибрид; водородни връзки;
Каква е посоката на разплитането на ДНК-матрицата при транскрипцията на прокариоти и какво позволява това на иРНК? Кой край на иРНК излиза от разплетената ДНК? От коя страна се спирализира отново ДНК?
Продължава надясно към 5‘ на ДНК, което позволява непрекъснато нарастване на синтезиращата се иРНК с нейния 3‘.
5‘-края се изнизва; вляво се спирализира;
Какво се случва при транскрипция с разплитането на ДНК при прокариоти?
При транскрипция молекулата на ДНК само временно се разплита в определен участък, който се измества постепенно към нейния 5‘-край.
Къде има свръхспирализация в ДНК-матричната двуверижна молекула и как се отстранява тя при транскрипцията на прокариоти?
Преди разплетената зона, в ДНК-дуплекса възниква свръхспирализация, която се отстранява от топоизомеразите.
С каква скорост протича елонгацията при прокариоти и при какви градуси?
Средна скорост около 40-50 нуклеотида/сек при 37 С.
Къде се преустановява транскрипцията при прокариотите? Какво е характерно за този участък?
В областта на терминатора на оперона, съдържа палиндроми и РНК-полимеразата презаписва терминатора преди да го разпознае.
Какво се случва след като РНК-полимеразата презапише и разпознае терминатора при прокариотната транскрипция?
Разкъсват водородните връзки на ДНК-РНК-хибрида и иРНК се отделя от матрицата, а ДНК възстановява двуверижната си спирала.
Колко са начините за преустановяване на транскрипцията на прокариоти?
Общо 3: От белтъчен продукт на гена nus A; От р-белтък и в терминатори, съдържащи Г-Ц палиндром;
Какво е характерно за преустановяването на транскрипцията на прокариоти от белтъчен продукт на гена nus A?
Той е присъединен към РНК-полимеразата след отстраняването на сигма-фактора и се разпознава от терминатора;
Какво е характерно за преустановяването на транскрипцията на прокариоти от р-белтък? На кое място р-белтъкът се свързва с РНК-полимеразата? Кога транскрипцията спира? Какво е характерно за р-факторът?
Присъединява със закъснение към 5‘ на изградения РНК-транскрипт; достига РНК-полимеразата след като е презаписала палиндром в терминаторния участък и в иРНК-веригата се е образувала бримка; На това място р-белтъкът се свъзва с полимеразата и процеса спира; р-факторът е АТФ-зависима хеликаза, която разделя ДНК-РНК-комплекса;
Какво е характерно за преустановяването на транскрипцията на прокариоти в терминароти, съдържащи Г-Ц палиднром? Каква последователност следва палиднрома?
Той е последван от къса аденинова последователност и се транскрибира в бримка иРНК, а слабо свързаните след нея урацилови нуклеотиди лесно се отделят от матрицата.
Какво е характерно за последния процес от транскрипцията на прокариоти? Какво се случва с молекулите на иРНК, рРНК и тРНК?
Молекулите на иРНК НЕ търпят повече промени след края на транскрипцията. Молекулите на рРНК и тРНК се формират чрез накъсване на първичния транскрипт и химично модифициране (метилиране на Трнк);
Кои са основните 6 характерни особености за транскрипцията при еукариоти?
….
Кои са етапите на транскрипция при еукариотите?
Инициация, Елонгация, Терминация, Зреене, Транспортиране
Как РНК-полимеразите на еукариотите разпознават промотора в етапа на инициация на транскрипцията?
Чрез транскрипционните фактори.
Колко и какви са сигналните последователности на промотора на еукариотите?
- Т А Т А А А А (ТАТА-блок) на Голдберг-Хогенс;
- Г Г Ц Ц А А Т Ц Т (ЦААТ-блок);
Какво е характерно за Т А Т А А А А (ТАТА-блока) на промора на еукариотите?
Блока на Голдберг-Хогенс е на около -25 нуклеотида от същинското начало;
Какво е характерно за Г Г Ц Ц А А Т Ц Т (ЦААТ-блок) на промотора на еукариотите?
Разположен на около -75 нуклеотида вляво от 3‘ края на матричната ДНК-верига;
Какво е подобно за същинското начало на транскрипцията при еукариотите както и при прокариотите? Кои транскрипционни фактори участват в разпознаването и свързването на коя РНК-полимераза с промотора? Къде се разполага промоторът за РНК-полимераза 3?
- Започва с пуринов (главно А) нуклеотид;
- РНК-полимераза 2, и 5те белтъчни фактора;
- След стартовата точка, тоест в кодиращия участък от гена.
Какво са енхансерите? С какво са свързани и какво е значението им в процеса на транскрипцията при еукариотните организми?
ДНК-участъци стоящи на хиляди нуклеотиди разстояние вляво от промотора; Свързани с голямо разнообразие регулаторни протеини; Активират промотора и транскрипцията;
Как енхансерите активират промотора? От къде си набавят енергия за това?
Чрез излизане в бримка на ДНК-участъка помежду им (енхансера и промотра); хидролиза на АТФ;
С каква скорост протича елонгацията на транскрипцията при еукариоти и при какви усповия? На какво се дължи това?
30 нуклеотида/сек, 37 С; Кондензацията на ДНК от хистонови белтъци, при което нуклеозомната структура на хроматина НЕ се нарушава, но в отделни транкрибиращи се участъци настъпва известна деспирализация на ДНК.
Какво се случва в елонгацията при повишена нужда от даден белтък при транскрипцията на еукариоти?
Определен участък ДНК може да бъде едновременно транкрибиран от повече от 1 молекула РНК-полимераза 2.
Кога възниква суперспирализацията в ДНК-молекулата и как се отсранява при еукариотите?
Непосредствено преди транскрибирания участък и се отстранява от топоизомеразите.
Според кой фактор може да се раздели терминацията при транскрипцията на еукариотите?
Терминацията може да се осъществи по 2 начина в зависимост дали иРНК ще образува опашка в етапа на зреенето или не.
Какво е характерно за терминацията на прокариоти, при която иРНК образува опашка в етапа на зреенето?
Около 15 нуклеотиди преди терминацията се установява последователността ААУА-ААА, която е сигнал за терминация и обазуване на опашката;
Коя последователност е сигнал за терминация и образуване на опашка при прокариотите?
ААУА-ААА
Какво е характерно за терминацията на прокариоти, при която иРНК НЕ образува опашка в етапа на зреенето? Коя е тази вид иРНК? Коя последователност маркира края на транскрипцията?
РНК-полимеразата презаписва палиндром, който в трнаскрипцията излиза в бримка, след нея последователността АЦЦА маркира края на транскрипцията; иРНК на хистоновите белтъци,
Коя РНК-полимераза прекратява траннскрипцията при еукариоти и чрез фактор, подобен на чий белтък?
РНК-полимераза 1 прекратява транскрипцията чрез фактор, подобен на р-белтъка.
Каква е разликата между прекурсорната и зрялата иРНК на еукариотите?
Зрялата иРНК е копие само на функционално активните екзони от ДНК-участъка, а първичният транскрипт е точно копие.
Къде се осъществява скъспването и оформянето на РНК-прекурсора при еукариотите ? В колко етапа протича самият процес?
Процеса зреене/процесинг, който протича в 2 етапа:
- Оформяне на шапката на 5‘ и опашката на 3;
- Сплайсинг;
Каква е химичното описание на шапката на РНК-прекурсора при еукариотната транскрипция? Към кой край се присъединява и колко нуклеотида след възникването на РНК-веригата? За какво подпомага шапката ?
Един 7-метилгуанозин трифосфатен остатък; Присъединява към 5‘-края скоро след синтеза само на около 30 нуклеотида възникващата РНК;
Свързването с рибозомите и инициацията на транслацията.
От какво се състои опашката на РНК-прекусора при еукариотната транскрипция? На кой край се намира? С какво подпомага за процеса
На 3‘-края, Състои се от 200-300 аденинови нуклеотида; Стабилизира иРНК и подпомага транспорта ѝ от ядрото до цитоплазмата и рибозомите.
Какво се случва с поли-А опашката на еукариотната иРНК в цитоплазмата? До какво води това?
Постепенно губи ензимно отделни свои нуклеотиди. Молекули иРНК с различно дълги опашки, както и такива БЕЗ опашки.
Кои първични структури не формират опашка и шапка в процеса на зреенето на транскрипцията?
Първичните рРНК и тРНК;
В какво се изразява сплайсинга в етапа на зреенето на еукариотната иРНК?
Изрязване на интроните от първичния транскрипт и свързване на екзоните във функционално активна зряла иРНК-молекула.
Какво осъществява сплайсинга? Необходима ли е АТФ енергия?
Голям рибонуклеопротеинов комплекс-СПЛАЙСОЗОМА с участие на АТФ.
От какво е изградена сплайсозомата и какво разпознава?
Урацил съдържащи U1-U6 мяРНП-частици. Разпознава сответстващи си нуклеотидни последователности, разположени в двата края на всеки интрон, еднакви за всички.
С какво започват и с какво завършват нуклеотидните последователности, разположени в двата края на всеки интрон, които разпознава сплайсозомата? До какво довежда това?
Започват с 5‘-ГУ и завършват с 3‘-АГ, последователността в 5‘-края на един интрон може да осъществи сплайсинг с 3‘-края на който и да е интрон-алтернативен сплайсинг.
Как най-често сплайсозомата комплектува всеки 5-интронов край?
С най-близкия до него 3‘-край, тоест свъзва двата края на един интрон.
Как най-лесно може да се обясни начина на протичане на сплайсинга? В каква структура излиза инторнът? От кой край се откъсва интрона? Кой ензим свързва екзоните от двете страни на интрона?
- Сплайсозомата се притегля и свързва ковалентно 5‘-края на интрона към А нуклеотид, намиращ се близо до неговия 3‘-край-интронът излиза в бримка.
- Скъсява се иРНК в 5‘-интроновия край- 2ОН групата на А-нуклеотида остава временно прикрепена към 3‘-края на стоящия отляво на интрона екзон.
- Интронът се откъсва и в 3‘-края си и се отделя като пръстенче, а 2ОН групата се присъединява към 5‘-края на екзона, стоящ отдясно на откъснатия интрон.
- Накрая лигазата свързва екзоните, стоящи от двете страни на отделилия се интрон.
Какво е възможно благодарение на алтернативния сплайсинг в етапа на зреене на транскрипцията? Пример.
Един ген да кодира различни видове иРНК, които обезпечават огромно разнообразие от протеини. Рецепторният и разтворимият: рецепторният има един допълнителен хидрофобен домен, кодиран от екзон, който липсва при разтворимия.
Кога е възможно започването на последния етап от транскрипцията на еукариоти?
Транспортът е възможен след приключване на сплайсинга и дисоциацията на сплайсозомата.
Как се транспортира синтезираната безинтронна иРНК през ядрената мембрана? Какво се случва с поли А-опашката след постъпването в цитоплазмата?
От 5‘-шапката се подава специален сигнал, а самото придвижване през ЯМ се подпомага от протеини, свързани с поли А-опашката; Заместват се с цитоплазмени, които транспортират по-нататък иРНК, ориентират я към рибозомите и я предпазват от клетъчните нуклеази.
Какво се случва с дългите прешественици на молекулите на рРНК и тРНК при транскрипцията?
При процесинга се скъсяват и модифицират. Модифицирането включва метилирането на някои бази и превръщането им в минорни
Какво е характерно за транскрипцията на рРНК и тРНК ? Къде се извършва процеса? Кои са ензимите, които го извършват? Кои молекули се транскрибират?
2 места и от 2 различни РНК-полимерази:
- В нуклеоплазмата се транскрибират 5S рРНК и всички видове тРНК от РНК-полимераза 3;
- В ядърцето се транкрибират 5,8S, 28S, 18S рРНК от РНК-полимераза 1.
Къде са разположените гените за рРНК в ДНК-молекулата при човека?
В ядърцевия организатор на вторичното прищъпване на хромозоми 13, 14, 15, 21, 22-големи и малки акроцентрици от групи D и G. Само генът за 5S рРНК е разположен в хромозома 1.
Какво са спейсъри? Къде се срещат? Какво общо имат с транскрипцията на рРНК и тРНК?
Това са различно дълги нетранскрибиращи се ДНК-участъци. Те отделят гените за рРНК и тРНК, които са амплифицирани в стотици тандемно разположени копия.
Как се компенсира липсата на 5’-шапка за транспорта на молекулата?
Свързване със специални ядрени протеини.
Кои са основните инхибитори на транскрипцията?
Актиномицин D, Рифампицин, Стрептолидигин, амантин
Как действа един от инхибиторите на транскрипцията Актиномицин D?
Намества се във вдълбанитните на ДНК-молекулата и се вмъква между комплементарните бази, при което нарушава матричната функция. Инхибира репликацията и елонгацията.
Как действа един от инхибиторите на транскрипцията Рифампицин?
Свързва се към бета-субединицата на бактериалната РНК-полимераза и блокира инициацията на транскрипцията
Как действа един от инхибиторите на транскрипцията Стрептолидигин?
Блокира елонгацията на транскрипцията при прокариотите
Как действа един от инхибиторите на транскрипцията амантин? От къде се набавя?
От отровната гъба бяла мухоморка; инхибира РНК-полимераза 2 и 3 при еукариотите;
