Genetik Flashcards
Transkription
Übertragung, Kopierung
Genexpression grob:
DNA (Gen) --(Transkription)-> mRNA --(Translation)-> Protein
Translation
Übersetzung (Proteinbauplan Entschlüsselung)
-> Synthese der Proteine
Genexpression
Gen zum “Ausdruck” in Erscheinung bringen
Gen
Abschnitt auf der DNA
Jedes Gen (jeder Abschnitt) enthält codiert die Aminosäureabfolge eines Proteins
Codogener Strang
Derjenige DNA-Einzelstrang eines (proteincodierenden) Gens, der für die Transkription genutzt wird.
Er ist der Matrizenstrang, dessen Sequenz komplementär zu der des mRNA-Produktes (des Gens) ist.
Die genetische Information auf dem codogenen DNA-Strang liegt im offenen Leserahmen (Bereich zw. einem Start-und einem Stop-Codon) in Form von Basentripletts vor.
Transkription Ablauf (grob):
- Initiation:
(Öffnung auf Gen-Länge und Bindung RNA-Polymerase an Promotor) - Ketteninitiation:
(Bildung des 5’-RNA-Endes) - Kettenelongation (Verlängerung):
(Addition neuer Nukleotide am 3’-Ende) Wachstum in 3’-Richtung - Kettentermination:
(Terminationscode löst stop der RNA-Polymerase aus. Ggf. mithilfe Terminationsproteins Rho)
Promotor
Wird eine Nukleotid-Sequenz auf der DNA bezeichnet, die die regulierte Expression eines Gens ermöglicht.
Der Promotor ist ein essenzieller Bestandteil eines Gens, er liegt am 5’ Ende des Gens und somit vor dem RNA-codierenden Bereich.
prä-mRNA:
Bei Eukaryoten das Transkriptions Produkt welches den Zellkern noch nicht verlässt.
Introns / Exons
Introns sind Abschnitte der DNA innerhalb eines Gens, die benachbarte Exons trennen. Introns werden mit transkribiert aber dann aus der prä-mRNA herausgespleißt bevor diese zur Translation aus dem Zellkern herausgeschleust wird.
5’-Cap-Struktur
Ist eine chemische Veränderung an mRNA-Molekülen in Eukaryoten, die die Stabilität der RNA drastisch erhöht und wichtig für den Transport aus dem Zellkern in das Cytoplasma und die darauf folgende Translation ist.
Wir während der Transkription des Gens an das Kopfende der RNA geknüpft.
Beteiligte Komponenten an der Translation:
- Ribosomen
(ca. 20k, hat 2 Untereinheiten: 50 S-RNA + 30 S-rRNA) - tRNA
(Kleeblattförmige Sekundärstruktur mit Anticodon und Bindungsstelle für Aminosäuren) - mRNA
(Einsträngige Kopie des SenseStranges (codogenen Strang) der DNA)
Ribosome
Makromolekulare Komplexe aus Proteinen und Ribonukleinsäuren (rRNA), die im Cytoplasma, in den Mitochondrien und Chloroplasten vorkommen.
An ihnen werden Proteine anhand der Basensequenz der DNA hergestellt.
Codierung
Es codieren jeweils drei aufeinanderfolgende Nukleotide der mRNA, die auch als Basentripletts oder Codons bezeichnet werden, eine bestimmte Aminosäure!
(s.genetischer Code)
tRNA
transfer RNA.
Der Aminosäuren Transproter.
Hat ein Anticodon-Ende, mit welchem sie an dem passenden Codon auf der mRNA andocken kann.
(s. Translation in den Ribosomen)
Und am anderen Ende ist sie durch die Aminoacyl-tRNA Synthetasen mit der genau für dieses Codon passenden Aminosäure “beladen”.
Ablauf Translation:
- Prozessierung der mRNA bei Eukaryoten
(RNA-“Reifung”: verschiedene enzymatische Veränderungen, z.B. capping; Und Entfernung der Introns und Verknüpfung der Schnittstellen) - Initiation
(Bindung der kleinen Untereinheit des Ribosoms an die mRNA, Bindung des Initiator-tRNA an die Stelle mit Start-Codon (AUG); Komplettierung des Initiatorkomplexes durch die große ribosomale Untereinheit) - Elongation
(mRNA wird in 3’ Richtung gelesen, d.h. Polypeptid wächst vom Aminoende her (N–>C-Richtung)) - Termination
(Abbruch der Elongation am Terminator-Codon (UAA, UAG oder UGA) mangels passender tRNA; Dann die Freisetzung des Polypeptids (Proteins) und der Untereinheiten der Ribosomen
Start-Codon
AUG
(Adenin Uracil Guanin)
AUG codiert die Aminosäure Methionin.
Methionin ist somit immer die erste Aminosäure!
Stop-Codon
o. Terminator-Codon genannt
UAA
UAG
oder
UGA
Für diese Stop-Codons gibt es keine passende t-RNA, somit hier Abbruch der Aminosäure-Kette.
Translation
Teil 1: Initiation
Die kleine Ribosomen-Untereinheit bindet an die mRNA.
Die Initiator-tRNA (F-Met) bindet ebenfalls an diese Stelle (Start-Codon AUG)
Translation
Teil 2: Elongation (Proteinsynthese)
- Die Initiator-t-RNA wandert in den P-Ort.
- Eine neue t-RNA bindet an den A-Ort.
- Peptidbindung wird zwischen den beiden an den t-RNA’s hängenden Aminosäuren gebildet. (Kettenbildung)
- Der t-RNA Aminosäurekette Komplex wandert in den P-Ort, die (“leere”) Initiator t-RNA verlässt das Ribosom.
Das Ribosom wandert dabei im 3’ Richtung auf der mRNA.
Translation
Teil 3: Terminierung
Gelangt das Ribosom zu einem Stop-Codon, gibt es keine passende t-RNA und die Translation bricht ab.
-> Ribosom löst sich ab
Die Polypeptidkette wird freigesetzt.
Polysomen
Bezeichnet Anreihung mehrerer Ribosomen.
Transkription Unterschiede zw. Pro-Eukaryoten
Prokaryoten:
-> direkt fertige mRNA
Eukaryoten:
-> prä-mRNA
Translation Unterschiede zw. Pro-&Eukaryoten
Prokaryoten:
• Initiator t-RNA formylierte Met-tRNA
• Erkennungs-Start-Codon: Shine-Dalgarno-Sequenz
• Formyl-Rest am A-Ende
Eukaryoten:
• Initiator t-RNA Met- tRNA
• Erkennungs-Start-Codon: Kozak-Sequenz
Unterschiede RNA-Reifung zw. Pro-&Eukaryten:
Prokaryoten:
Keine RNA Reifung!
Eukaryoten:
• 5’-Capping (Schutzkappe)
• 3’-Polyadenylierung
• Spleißen (Introns rausschneiden)
Unterschiede zw. Pro-&Eukaryoten Translations(TL)-Transkriptions(TK) Orte in der Zelle:
Prokaryoten:
• TK & TL im Cytoplasma
•TL während TK (zeitgleich)
Eukaryoten:
• TK im Zellkern
• TL im Cytoplasma (zeitversetzt)
ddNTP’s
DiDesoxyribonukleosid-Triphosphate
sind DNA Nukleotide die am Zucker (C2 und C3 Atom) desoxydiert sind.
Dadurch können sie nichts mehr binden und der Aufbau bei der Replikation bricht ab.
->Deswegen spricht man auch von Stop-Nukleotiden!
