F28: Translation Flashcards
Redegøre for den genetiske kode og translation af en mRNA i forskellige læserammer
Den genetiske kode oversætter tripletcodons til aminosyrer af ribosomet via tRNA i processen translation. Flere tripletter kan kode for samme aminosyre. Aminosyrerne bindes af peptidbindinger. Læserammen angiver, hvor første base i et codon er, og derigennem hvordan sekvensen læses og oversættes. Læserammen fastlægges af AUG, det er startkodon, der koder for Met. Det første startcodon (UAA, UAG, UGA) i læserammen angiver, at translationen afsluttes.
Beskrive tRNA struktur og funktion
Funktion: Matcher aa med codons og fungerer derved som adaptor.
Struktur: Trekløver-formet med anticodon i midterste blad og aa i stilken (acceptor stem). Indeholder andre baser, fx pseudouridin. Har stem-loop-struktur, hvor der er baseparring i stems. Der er flere tRNA for samme aminosyrer, men nogle tRNA kan også binde flere codons, fordi de kan tolerere wobble på sidste position.
Syntese: Precursor-tRNA fra RNAPIII splices af enzymer –> fungerer som kontrolmekanisme, der tjekker korrekt foldning.
Aminoacetylering sker på 3’enden, hvor der altid er 5’CCA3’
Beskrive aminoacyl tRNA-synthetase funktion
Overfører den rigtige aa til den rigtige tRNA ved at genkende både aa og tRNAs anticodon/acceptor stem. Vi har generelt et enzym for 1 aminosyre. Det sker ved at bruge energien fra hydrolyse af ATP (først adenyleres aa), og der dannes en højenergibinding, der kan bruges til at katalysere peptidbindingsdannelse senere.
Den korrekte aa bindes stærkere end de andre, men det kan være svært at skelne mellem fx Ile og Val. Derfor er der et editingsite, hvor fejlplacerede aa fjernes - det er en form for proofreading.
Beskrive ribosom struktur og funktion, herunder rRNA funktion
Struktur: Mange ribosomale proteiner, rRNA’er: 18S, 28S, 5,8 S og 5S. 18S udgør lille subunit. Subunits samles hver for sig i nukleolus, og her associeres de med proteinerne, der er transporteret ind. Proteinerne sidder på overfladen.
SRS: Matcher tRNA til codons
LRS: Katalyserer polymeriseringen gennem peptidbinding.
De to subunits forenes, når der skal ske katalyse, og efter stopcodon dissocierer komplekset.
Der er 4 bindingssites på ribosomet: 1 for mRNA og tre for tRNA: A, P og E. tRNA kan kun binde rigtigt til A og P, hvis anticodon matcher codon.
A: Amino-acyl-tRNA
P: Peptidyl-tRNA
E: Exit
Hvis codon og anticodon passer, folder ribosomet om de to som en ekstra kontrol.
Mange ribosomer sidder på samme mRNA som polyribosomer.
Redegøre for translationsstart-, elongering- og stop
Initiering: Særlig initiator-tRNA med Met (fjernes ofte senere fra proteinet) loades i P-sitet i SRS med translationsinitierende faktorer. Initiatoren er den eneste tRNA, der kan binde til P-site i SRS uden LRS. Initiator-tRNA og SRS bindes til mRNA’s 5’ende markeret af cap og slider henover molekylet under ATP-forbrug. Der er bundet mange initieringsfaktorer, fx elF2. Når AUG nås, dissocierer nogle af de translationsinitierende faktorer, og LRS bindes, hvorefter elongering kan starte.
Elongering sker i C-terminale ende af det voksende peptid. Enden er bundet til tRNA-molekyle med højenergibinding og giver peptidyl-tRNA. Bindingen brydes ved addition af ny aa, og der dannes en ny.
Påsætning af ny aa sker gennem 4 trin:
1: tRNA bindes i A-sitet 2: Peptidbinding laves mellem tidligere aa (ved at bryde højenergibinding) og nyindkommen aa. Det sker ved LRS’s peptidyltransferase 3: LRS translokerer 3nt, så gammel tRNA sidder i exit-sitet, mens den nyeste sidder i P-sitet og A-sitet er tomt. 4: SRS translokerer, så E-sitet tømmes. Herefter kan næste cyklus begynde med binding af ny tRNA i A-sitet.
Terminering: Stopcodons koder ikke for nogen aa og genkendes ikke af tRNA. I A-sitet bindes i stedet releasefactors, hvilket får peptidyltransferasen til at addere vand til den voksende peptidkæde. HErved frigives den C-terminale ende. mRNAet frigives også, og ribosomale subunits dissocierer. Proteinet får herefter hjælp til at folde via chaperoner.
Redegøre for proteasomet og dets funktion
Proteasomet er et stort proteinkompleks, der nedbryder misfoldede proteiner. Proteasomet er en protease, der hydrolyserer peptidbindinger. På den måde forhindres ophobning og aggregatdannelse. Findes i nukleus og i cytosol. Det aktive site er på indersiden, hvor der er et hulrum. I enderne er proteiner, der udfolder det protein, der skal nedbrydes, som derved “skubbes ind” i proteasomet under forbrug af ATP. Proteasomet frigiver småstykker af proteiner. Proteaserne rammer altså kun de proteiner, der virkelig skal nedbrydes. Det sker vha. mærkning med ubiquitin, enten på baggrund af aa-sekvens, unormale aa eller aggegatdannelse ved at nogle ellers begravede domæner/motiver blottes.
Redegøre for ribozym og RNA foldning
Ribosomet er et ribozym - et rRNA med katalytisk funktion. RNA-foldning i komplekse 3D-strukturer er baseret på baseparring og ukonventielle H-bindinger, og proteinerne støtter op om strukturen ved at fylde revner og sprækker ud. Det er RNA-delen, der katalyserer fx peptidbindingsdannelsen, men det ligner et aktivt site i et protein. Ribozymer er nok rester fra RNA-verdenen.
Redegøre for forskelle og ligheder mellem pro- og eukaryot translation
Prokaryoter har færre aminoacyl-tRNA-synthetaser, og en aa overføres til forskellige tRNAer, hvorefter de modificeres til forskellige aa. Prokaryot translation går hurtigere, ca. 10 x.
Eu: EF1 og 2. Met er startcodon
Pro: EF-Tu og EF-G. Formyl-Met er startcodon. Startcodon er anderledes i bakterier, hvor der ikke er cap, men i stedet polycistoniske transkripter, der således koder for flere proteiner. Her er i stedet mange RBS (Shine-Dalgarn-box), der ligger lidt opstrøms for startcodon.
Hos prokaryoter sker translationen cotranskriptionelt da der ikke sker processering af mRNA, mens det hos eukaryoter skal ud af kernen.
Ribosomerne er også lidt anderledes (kan tre enheder hos prokaryoter) og kan derfor være antibiotikamål.
Hvad gør elongeringsfaktorer, og hvordan gør de det? Hvordan sker kinetisk proofreading?
De skifter konformation ved hydrolyse af GTP. Katalyserer elogering og gør den mere præcis, så den altid bevæges fremad. Det sker ved GTP-hydrolyse ved korrekt anticodon-codon-match (EF1), der tillader at den indkomne aminosyre kan blive brugt. Der sker ikke hydrolyse ved forkert baseparring. Der sker også proofreading ved at der er større forsinkelse på indsættelse af forkert tRNA og den binder dårligere og dissocierer derfor - ribosomet kræver rigtigt codon:anticodonmatch. EF-G sørger for at korrekt bundet aa fører til flytning af ribosomet, nøjagtigt 3nt.
Hvad sker der, hvis der inkorporeres forkert aa?
Flere fejl inkorporeres –> præmatur terminering via releasefactors.
Hvilken betydning har wobble-positionen?
Der er ingen forskel i proteinproduktet, men der kan være forskel i RNA, fx splice site, binding af transkriptionsfaktorer, effektivitet af translation fordi der er tRNA forskellige mængder, epigenetik i DNA.
