Eukaryoter: mRNA processing och proteinsyntes Flashcards
Varför modifieras tRNA, rRNA och mRNA efter transkription?
För att behålla en funktionell form
Vad är leader- och trailersekvenser för något?
De är två sekvenser av RNA som ej genomgår translation och sitter på varsin sida om en kodande RNA sekvens och de utgör tillsammans en untranslated region (UTR)
Leader-sekvensen är på 5’ ändan av den kodande sekvensen
Trailer-sekvensen är på 3’ ändan av den kodande sekvensen
Varför är storleken på RNA transkriptatet större än slutresultatet av posttranskriptionell modifiering?
Pga. leader och trailersekvensen som trimmas ner och inte genomgår translation
Ge exempel på post-transkriptionella modifieringar av RNA?
- Trimming av leader och trailersekvenser (tRNA, rRNA)
- Ilägg av terminala sekvenser (mRNA)
- Modifiering av strukturen på specifika baser, så kallat editing (mRNA, tRNA)
Ge exempel på post-transkriptionell modifiering (processing) av eukaryot mRNA som sker i cellkärnan?
- 5’-capping av det primära transkriptet
- poly-adenylering av 3’-änden (polyA-tail)
- borttagande av introner genom splicing
Hur bildas the 5’ cap?
7-metylguanosin kopplas till 5’-änden av RNAt med en 5’, 5’-trifosfat-koppling
- Den skapas med en GTP-molekyl, cappen är en metylerad guanidylgrupp på 5’-änden av mRNAt
- Den kan innehålla ytterligare metyleringar på de två nästföljande nukleotiderna på OH-grupper på 2’-kol
- metylgrupperna fås från S-adenosylmethionine (SAMe)
Vad för funktioner har 5’ capping?
- Skyddar RNA från nedbrytning av nukleaser, den gör så att enzymerna inte känner igen mRNAt som RNA
- Skapar en binding-site för ribosomen
Är 5’-capping en flerstegsreaktion?
Ja
När sker 5’ capping?
Nästan direkt efter transkriptionsstart (efter ca. 20-30 nt)
Vad är CBC och hur är det relevant för 5’ capping?
CBC - Cap-binding complex
Det är komplexet som håller fast cappingen i CTD-svansen
Vart binder enzymerna som är involverade i 5’- capping?
Till CTD-svansen på RNA polymeras II
Vad kallas uttryckbara (kodande) DNA sekvenser?
Exoner
Vad kallas mellanliggande sekvenser som inte uttrycks (icke-kodande)?
Introner
Vad sker med introner och exoner i post-transktriptionell modifiering av RNA-prekursorer?
Exoner sammanfogas
Introner klipps bort via splicing
Kan splicing ske var som helst?
Nej. Det sker endast i specifika säten
Förklara begreppen uppströms och nedströms?
Uppströms = mot 5’ änden
Nedströms = mot 3’ änden
Förklara väldigt grundläggande stegen i splicingmekanismen?
Varför måste splicingmekanismen vara så komplicerad?
Den är komplicerad pga vi här har höga krav på specificitet
Det måste ske som det gör för att undvika fel i läsramen
Vad är en spliciosom?
Ett stort protein-RNA komplex som gör så splicing sker
(storlek = 60S)
Vad utgörs spliciosomen av?
snRNPs (“snurps” = small nuclear ribonuclear proteins/particles)
Vad är snRNA?
snRNA = snRNP RNA, small nuclear RNA
100-200 nt långt
Hur många snRNA känner vi till i eukaryoter? Namn?
Fem stycken - U1, U2, U4, U5, U6
Vilka nukleotidsekvenser brukar markera site of splicing i 5’- och 3’-änden av RNA?
5’ = GU
3’ = AG
Vad är de olika snRNAernas funktion i splicing av mRNA prekursorer?
Vad är funktionen av att U1 och U2 binder in i splicing-reaktionen?
- U1 hjälper till att definera 5’ splice-siten
- U2 binder nära 3’-ändan av intronet. Effekter av detta:
- skapar en utbuktning som delvis förskjuter och aktiverar en A så den blir en bättre nukleofil
- Det aktiverade A:et skapar 2’5’-fosfodiesterbindningen av lasso-liknande intermidatet i splicing reaktionen
Vad sker när U2, U4, U5 och U6 binder in i splicing reaktionen?
Spliciosomet bildas
Mer än 50 proteiner kopplas samman för att bilda ett spliciosom
Vad krävs i bildningen av spliciosomet?
ATP
Vad i spliciosomen är det som ger indikation på att splicing och transkription är koordinerat?
Att vissa delar av spliciosomen är kopplade till CTD (carboxy-terminala domänen) på RNA polymeras II
I vilken ände av RNAt sker polyadenylering?
I 3’-änden
Vad har polyadenyleringen för funktion för mRNA?
- Polyadenyleringen fungerar som ett bindningsställe för ribosomer på mRNAt under translationen
- Det skyddar mRNAt från nedbrytning
Vilken är den välkända klyvnings-sekvensen dit endonukleas binder i poyadenyleringen?
AAUAAA (Starkt konserverad)
Beskriv den övergripande processen av polyadenylering av prekursor mRNAts 3’ ände?
- RNA pol II syntetiserar RNA som sträcker sig förbi klyvnings signal-sekvensen
- Endonukleas klipper bort allt på RNA strängen 10-30 nt downstream om klyvningssignalen
- Polyadenylate polymeras syntetiserar 80-250 nt A (➡️ AAAAAAAAAA…) och vi får vår polyA-svans
Vilken “polymeras-struktur” är det som länkar samman transkription och pre-mRNA processing?
CTD-svansen på RNA polymeras II
Vad är fördelen med alternativ splicing av RNA-transkript?
Alternativ splicing ökar protein-repertoaren, vi kan skapa många olika peptider från samma RNA-transkript
Ge ett exempel på när mångfald tack vare flera klyvnings- och polyadenyleringsställen är bra?
T.ex. i de variabla heavy-chain regionerna på immunoglobulin
Vad är ribozymer?
RNA molekyler som fungerar som enzymer
Katalytiskt RNA
Vilka molekyler kan utföra själv-splicing?
Ribozymer
Vad är RNAse P för molekyl?
Ett ribozym
Vilken är den vanligaste modifieringen som görs vid RNA editing i post-transkriptionell modifiering?
Deaminering, men även additioner, deletioner och insertioner av nukleotider förekommer
IF1, 2 och 3 är initieringsfaktorer av translation. Vad är deras funktion i bakterieceller?
Det kan vara svårt att hitta startsekvenserna för eukaryoters proteinsyntes. Hur lyder sekvensen som man brukar leta efter för att hitta eukaryoters startposition för proteinsyntes?
“AUG”
Vilken form får prekursor mRNAt vid initieringskomplexet av eukaryoters proteinsyntes? Vilka posttranslationella modifieringar är extra viktiga här?
- Prekursor mRNAt blir cirkulärt
- 5’ cappen (start) och polyA svansen (slut) från polyadenyleringen är extra viktiga här
Ange några skillnader mellan prokaryoters och eukaryoters translations-initiering?
- Eukaryoters prekursor mRNA blir cirkulärt -> 5’ capping och polyadenylering är viktigt!
- I den eukaryota translationsinitieringen har vi fler initieringsfaktorer. Eukaryoter har 12 medan prokaryoter har 3
- I eukaryot translationsinitiering har vi ingen tydlig RBS-sekvens (ribosome binding site) utan att hitta startpositionen för proteinsyntes är mer som en scanningsprocess
- I eukaryoter har vi inte fMet för initiering av proteinsyntesen, vi har istället ett speciellt metylerat tRNA (init)
Vad är huvudskillnaden mellan eukaryot och prokaryot elongering?
- I eukaryot elongering har ribosomerna inget E-site, oladdade tRNAs frigörs från P-site
- Även olika elongeringsfaktorer: eEF1α (EF-Tu), eEF1βγ (EF-Ts), eEF2 (EF-G)
Vad är SRP? Vad är dess roll i translationen?
- SRP = signal recognition particle
- Den saktar ner translationen vid behov och ser till så att bildade protein + ribosomer transporteras till endoplasmatiska retiklet
Beskriv hur proteindegradering via proteasomer går till hos eukaryoter?
Mekanismen är ATP beroende. Felveckat protein märks in med ubiquitin i tre steg:
- E1, ubiquitin activating enzyme + ATP binder in till proteinet ubiquitin
- E2, ubiquitin conjugating enzyme binder in till ubi-E1 komplexet, E1 släpper
- E3, ubiquitin ligas ligerar sedan ihop det felveckade proteinet med ubiquitin samtidigt som E2 släpper
Detta upprepas tills dess att många ubiquitin-inmärkningar skett.’
