5- transkripcija Flashcards
kaj je transkripcija
je prepis informacije iz DNA v RNA
koliko genov v E. coli se v vsakem trenutku prepisuje
1000 genov
–> sprememba razmer v okolju lahko spremeni transkripcijo genov
kako se imenujejo geni, ki se stalno prepisujejo
housekeeping geni
to so geni, ki so stalno potrebni za zgradbo in delovanje celice
kdaj se geni prepisujejo
geni se prepisujejo takrat, ko jih celica potrebuje (razen housekeeping geni)
od česa je odvisna transkripcija
od regulatornih dejavnikov (npr. proteini in RNA molekule)
glavni razliki transkripcije pri E in P
v iniciaciji
v regulaciji
kje poteka prepisovanje
poteka samo na določenih odsekih (CDS), ki se prepišejo ali v mRNA ali v nekodirajoče molekule (rRNA, tRNA)
transkripcija E
DNA-promotor-strukturni gen (=CDS/cistron .. nosi zapise za mRNA, proteine, nekodirajočo RNA)
s transkripcijo nastane monocistronska RNA
ni operona
RNA polimeraza ll, ko se veže sama ne naredi nič, ampak potrebuje regulatorne proteine za delovanje
nastane 1 protein
transkripcija P
DNA-promotor-operon
operon je sestavljen iz več strukturnih genov, ki se prepišejo v 1 policistronsko mRNA, ki se prevede in nastane več ločenih proteinov
ena RNA polimeraza, ki s pomočjo sigma faktorja prepozna različne strukturne gene. ko se veže se začne transkripcija (ni aktivatorjev)
opiši RNA molekulo
uracil
riboza (dodatna OH skupina - reaktivnost)
prvotni svet je RNA svet
zelo nestabilna in reaktivna- težko je z njo delati zato jo s pomočjo REVERZNE TRANSKRIPTAZE prepišemo v cDNA-transkript
uporabimo ko preučujemo kako se geni izražajo
nikoli ni raztegnjena ampak se spremeni v sekundarno/terciarno strukturo zaradi tvorbe H vezi med komplementarnimi bazami na isti verigi.
zakaj je DNA hraniteljica dednega zapisa in ne RNA
ker je DNA manj reaktivna. RNA je zaradi dodatne OH skupine bolj nestabilna in reaktivna
zakaj je pomembno da se RNA zloži v sekundarno/terciarno strukturo
ker je za molekulo to bolj termodinamsko stabilno. če se RNA ne zloži pravilno se lahko ne more vezat nekam kam se sicer veže in če gre za regulatorno molekulo se spremeni izražanje genov
terciarne strukture RNA
deteljica, lasnica
sestavljena je iz debla in dela na koncu, kjer ni komplementarnosti
nastane iz obrnjenih ponovitev
pomembne pri regulaciji genske ekspresije
sekundarne strukture RNA
pogoste so ne Watson-Crikove povezave npr. gvanin se pari z uracilom in med njima sploh ne nastane vez
kaj je funkcija RNA polimeraze
prepiše DNA v RNA
zgradba bakterijske RNA polimeraze
imajo 1 polimerazo
sestavljena je iz osrednjega dela in sigma faktorja
osrednji del + sigma faktor = HOLOENCIM
osrednji del encima RNA polimeraze
osrednji del polimeraze je zgrajen iz 5 podenot: 2x alfa, 2x beta in omega.
alfa: za sestavljanje encima in za prepoznavanje promotorja
beta: katalitični del, mesto transkripcije
omega: stabilizacija in sestavljanje encimskega kompleksa
sigma faktor
to je vbistvu protein
prepozna določeno zaporedje v promotorju in s tem uravnava vezavo, usmerja RNA polimerazo na promotor .. torej določa kateri gen se bo prepisal
v določenih primerih prevladujejo različni sigma faktorji - odvisno od okolja/stresa celice. različni sigma faktorji prepoznajo različne promotorje in tako je odvisno tudi prepisovanje
najpogostejši je sigma 70. s sigma 70 se prepisujejo housekeeping geni.
RIFAMICINI
povežejo se z polimerazo in preprečijo povezavo s promotorjem
RNA polimeraza E in A
evkariontska in arhejska ima več podenot (tako sigma kot teh osrednjih)
osrednji encim + sigma podenote/domene = holoencim
matrična in kodirajoča veriga
matrična (antisense) veriga: poteka sinteza RNA (5-3)
kodirajoča (sense) veriga: paralelna nastajajoči verigi. isto zaporedje samo namesto U je T in ista orientacija
katera je matrična in katera kodirajoča se med geni razlikuje
transkripcijski mehurček
ni potrebna helikaza za razprtje verige
DNA-promotor-strukturni geni
DNA, promotor = regulatorna regija, ki se ne prepiše (UPSTREAM REGION -)
strukturni geni = se prepišejo (DOWNSTREAM REGION +)
kateri sta ključni regiji v promotorju za vezavo polimeraze
KONSENZURSNA ZAPOREDJA - skupna zaporedja v bakterijskih promotorjih
-35: TTGACA
-10 (pribnow box): TATAAT
opiši transkripcijsko enoto
prepisujejo se strukturni geni (downstream regija .. regija bližje 3’ koncu).
downstram regija se začne z oznako +1 (to je začetek transkripcije)
slika!
konsenzusna zaporedja
so zaporedja, ki imajo na določenih pozicijah vedno isti nukleotid, kar pomeni, da so ti nukleotidi zelo pomembni. vplivajo na stabilnost vezave RNA polimeraze. prepoznajo jih sigma faktorji
kako poteka vezava sigma faktorja na promotor
RNA polimeraza prepozna dsDNA. s sigma4 podenoto se poveže na promotor na mestu -35, s sigma2 pa na mestu -10 (pribnow box) kar omogoči razprtje verige DNA. ZAPRT KOMPLEKS se spremeni v ODPRT KOMPLEKS .. temu rečemo izomerizacija
alfa enota polimeraze se veže na upstream regijo in utrdi povezavo polimeraze na verigo DNA
POTEK TRANSKRIPCIJE
- prepoznavanje promotorja
- začetek transkripcije
- elongacija
- terminacija transkripcije
prepoznavanje promotorja
- sestavi se holoencim: osrednji encimski kompleks + sigma faktor
- vezava sigma 4 na -35 mesto (prepozna promotor)
- vezava sigma 2 na -10 mesto (pribnow box), ki olajša razprtje verige zaradi šibkih vezi
- razklenitev verige (izomerizacija)
- nastanek odprtega kompleksa
začetek transkripcije
ko je RNA dolga 10nt pride do zanke sigma 3.2, ki zablokira exit channel.
traskripcija poteka ko rastoča veriga odrine blokado in se izloči skozi exit kanal (potem se odcepi tudi sigma faktor) ALI pa se zaradi blokade ustavi (=abortivna iniciacija, če je transkript manjši od 9nt)
kako lahko ustavimo transkripcijo
Rifampicin
abortivna iniciacija (<9nt)
elongacija; hitrost; ustavitev RNA polimeraze
hitrost: 30-100nt/sekundo
ustavitev polimeraze: zaradi sekundarnih struktur se lahko ustavi ali pa začne delovati nazaj - BACKTRACK (če pride do tega lahko zablokira kanal po katerem pridejo nukleotidi)
terminacija transkripcije
antiterminator: naredi terminator neaktiven in s tem prepreči zaključek transkripcije
terminatorsko zaporedje (terminator):
1. INTRINZIČNI
2. OD FAKTORJEV ODVISNA TERMINACIJA
INTRINZIČNI terminatorji
- obrnjena ponovitev
- zaporedni uracili
tu nastanejo ZANKE, ki upočasnijo delovanje RNA polimeraze. RNA in RNAP disocirata.
od faktorjev odvisna terminacija
to je protein Rho
ta način je pogost ko ni sočasne translacije
protein Rho prepozna zaporedje na RNA, se veže, poteče hidroliza ATP in RNA odtrga stran od RNAP.
vezava RNA polimeraze pri E
kompleksen proces, več RNA polimeraz
regulatorna regija je zgrajena iz regulatornega promotorja (ker se ne prepišejo vsi geni) + osnovnega promotorja
polimeraza ll prepiše protein-kodirajoče gene
PROMOTOR: tata box + initiator box
na tata box se vežejo tata box proteini (TBP), na njih pa transkripcijski faktorji in potem RNA polimeraza
transkripcija pri arhejah, podobnosti z P in E
- mehanizem transkripcije podoben E:
podobni polimerazi, promotorji - uravnava pa podobna P
zgradba promotorja: BRE-TATA-INIT
potek vezave polimeraze pri arhejah
- na tata box se vežejo tata box proteini
- na B spoznavni element (BRE) se veže transkripcijski faktor B (TFB) na eni strani, na drugi pa z iniciacijskim elementom (INIT)
- DNA se upogne
- veže se RNA polimeraza
RNA je nestabilna kaj pa tRNA in rRNA?
so bolj stabilne zaradi modificiranih baz
pseudouracil ali dihidrouracil
zgradba tRNA
vodikove vezi, v obliki deteljice
antikodon: 3 baze, ki so v interakciji z mRNA
D zanka
dodatna roka
TYC roka
akceptorska roka
mesto za pritrditev AK: CCA
ncRNA (nekodirajoče) pri bakterijah
uravnavajo prevzem hranil, odziv na stres, tvorbo biofilma, vplivajo na izražanje genov preko povezovanja z mRNA, stabilnost mRNA, imajo pomembno vlogo pri adaptaciji na okoljske spremembe (iniciacija transkripcije in translacije, posttranslacijske modifikacije)
katera je ncRNA pri E.coli
6S RNA
značilnosti 6S RNA
odporna proti hidrolizi
v vseh sevih E. coli
količinsko primerljiva z rRNA
uravnava RNAP (jo titrira)
matrica za de novo sintezo kratkih RNA
kako nastanejo ncRNA
lahko jih kodirajo 3’UTR regije
nastanejo kot razpadni produkt mRNA
stabilnost, uporaba RNA molekul
rRNA in tRNA: stabilni
mRNA: nestabilna
16S rRNA: iniciacija in terminacija translacije
kako razgradimo RNA molekule
z ribonukelazami
