Genetisk Kod + prokaryot proteinsyntes

Question 1

Hur många procent av den kemiska energin av en cell kan proteinsyntesen använda?

Answer 1

90%

Question 2

Ge exempel på biomolekyler som behövs vid proteinsyntesen, och ungefär hur många?

Answer 2

>70 r-proteiner

≈ 20 aminosyre-aktiveringsenzymer

≈ 20 proteinfaktorer för initiering, elongering och terminering av peptider

≈ 100 ytterligare enzymer som används för final processing

≈ 40 olika tRNA och rRNA

Question 3

Vad är en triplett, gällande den genetiska koden?

Answer 3

En sekvens om tre baser (kodon) som krävs för att specificera en aminosyra

Question 4

Vad innebär icke-överlappande kod, gällande den genetiska koden?

Answer 4

Att inga baser delas mellan efterföljande kodon

Question 5

Vad innebär degenererad, gällande den genetiska koden?

Answer 5

Att flera tripletter kan koda för en och samma aminosyra

Exempelvis Leu, Ser och Arg kan kodas av sex olika tripletter

Question 6

Vad innebär universell, gällande den genetiska koden?

Answer 6

Att koden är densamma i alla livsformer, det vill säga att virus, prokaryoter och eukaryoter har samma koder

Några få undantag finns hos bl.a. mitokondrier

Question 7

Hur många olika kodoner finns, och vad kodar de för?

Answer 7

64

• 61 kodar för aminosyror
• 3 är stopkodon

Question 8

Vilka är de tre stoppkodonen?

Answer 8

UAA, UAG, & UGA

Question 9

Vad bestäms av andra basen i ett kodon?

Answer 9

Vilken typ

Om ex. U, då blir det en hydrofob aminosyra

Question 10

Hur många olika aminosyror finns?

Answer 10

20 (men egentligen har man hittat en till, så 21)

Question 11

Vilket kodon är alltid startkodon?

Answer 11

AUG

Question 12

Vad har tRNA för uppgift?

Answer 12

Den tar med sig en aminosyra till ribosomen och basparar med kodonen på mRNA via sitt antikodon

Question 13

Vad är “wobble”?

Answer 13

En variation i vätebindningsmönstret mellan tRNA och mRNA, som tillåter tRNA att känna igen fler än ett kodon

Question 14

Var sker “wobble”?

Answer 14

I den första basen på antikodonet

Question 15

Wobble möjliggör för en cell att framgångsrikt syntetisera proteiner utan att behöva ha alla 61 kodoner representerade i cellens tRNA. Varför?

Answer 15

3:e nukleotiden av kodonet kräver inte samma nivå av bindningsspecificitet som de 2 första, och därför kan den 3:e positionen “wobbla” mellan flera nukleotidmöjligheter

Question 16

Wobble kan ske p.g.a att:

Answer 16

tRNAs 3D struktur medger alternativ basparning

Question 17

Vilka är de “generella” och översiktliga stegen av proteinsyntes?

Answer 17

Aktivering av aminosyror - tRNA blir aminoacylerat

Initiering - mRNA och det aminoacylerade tRNAt binder till den lilla ribosomala subenheten och därefter binder den stora subenheten till detta

Elongering - upprepade cykler av aminoacylerat-tRNA binder in och bildning av peptidbindningar ske.

Terminering - translationen avslutas när ett stopkodon påträffas. mRNA och proteinet dissocierar och de ribosomala subenheterna återanvänds

Proteinveckning och posttranslationell processing sker

Question 18

den genetiska koden har utvecklat ett visst motstånd mot:

Answer 18

missense-mutationer

Question 19

Hur går formningen av aminacyl-tRNA till?

Answer 19

Question 20

Aminosyra-aktiveringen är en tvåstegsreaktion. Detta gör att reaktionen medger selektivitet på två nivåer. Vilka, och hur?

Answer 20

Aminosyranivå: aminoacyl-AMP förblir bundet till enzymet och bindning av den korrekta aminosyran verifieras av ett redigerings-säte i tRNA-syntetaset

tRNA-nivå: det finns specifika bindningsställen på tRNA som känns igen av aminoacyl- tRNA syntetaset.

Question 21

Vad känns nukleotidpositioner i tRNA igen av?

Answer 21

Aminoacyl-tRNA synthetaser

Question 22

Hos prokaryoter, vilken är den första aminosyran som startar “chain initiation”?

Answer 22

N-terminal aminosyran N-formylmethionin (fMet)

Question 23

Vad kallas det segment som sitter ungefärligen 10 nukleotider uppströms från AUG-startkodonet, och vad är dess roll i chain initiation?

Answer 23

Shine-Dalgarno purinrikt ledarsegment (5’-GGAGGU-3’)

Kallas även 5’-UTR (5’-untranslated region)

Viktig för att ribosomen ska kunna binda in

Question 24

Beskriv bildningen av 70S initeringskomplex?

Answer 24

1. IF-3 och IF-1 binder in till lilla subenheten, tillsammans med mRNA
2. fmet-tRNAfmet kommer in tillsammans med IF-2, bundet till GTP.
3. fmet-tRNAfmet binder till AUG (startkodon) på mRNA med sitt UAC-kodon
4. GDP + Pi, IF-1, IF-2 och IF-3 lämnar komplexet
5. Stora subenheten kommer och binder in
6. Nu har 70S initeringskomplexet formats

Question 25

Hur placeras mRNA så att rätt läsram erhålls? Hur vet ribosomen vart den ska starta översättningen av mRNA till ett protein?

Answer 25

Olika **Shine-Dalgarno** sekvenser känns igen av E. colis ribosomer och den lilla subenheten positionerar sig rätt med hjälp av detta * Shine-Dalgarno parar sig med 16S rRNA * Initeringskodon (AUG) parar sig med fmet-tRNAfmet

Question 26

Vilken reaktion måste ske för att hela komplexet ska dissociera (gällande chain termination)?

Answer 26

GTP hydrolys, som utförs av RF-3 Detta släpper fritt den kompletta polypeptiden, release factos, tRNA, mRNA samt 30S och 50S ribosomala subenheterna

Question 27

Vart binder release-faktorer in under chain termination-steget?

Answer 27

Till stoppkodonen på mRNA

Question 28

Vad är en polysom?

Answer 28

mRNA bundet till ett flertal ribosomer

Question 29

Vad innebär "coupled translation"?

Answer 29

Processen där en prokaryotisk gen transkriberas och translateras samtidigt

Question 30

Ge exempel på antibiotika som inhiberar proteinsyntesen, och beskriv hur?

Answer 30

**Streptomycin** (och andra aminoglykosider) - inhiberar initeringen och orsakar felaktig läsning av mRNA (prokaryoter) **Tetracyklin** - binder till 30S subenheten och inhiberar inbindningen av aminoacyl-tRNA (prokaryoter) **Kloramfenikol** - inhiberar peptidyltransferasaktiviteten av 50S subenheten (prokaryoter) **Cykloheximid** - inhiberar translokationen (eukaryoter) **Erytromycin** - binder till 50S subenheten och inhiberar translokation (prokaryoter) **Puromycin** - orsakar för tidigt chain termination genom att bete sig som en analog för aminoacyl-tRNA (prokaryoter och eukaryoter)

Question 31

Hur kan puromycin störa bildningen av peptidbindningar?

Answer 31

Puromycin liknar aminoacyl-änden av en laddad tRNA Den binder till det ribosomala A-sätet och deltar i bildning av peptidbindningar Produkten av denna reaktion dissocierar från ribosomen istället för att translokeras till P-sätet, vilket orsakar för tidig chain termination

Question 32

Beskriv: **Chain initiering** **Chain elongenering** **Chain terminering** (proteinsyntesen komplicerat)

Answer 32

**_Chain initiering_** 1. tRNAfmet tripletten 3'-UAC-5' basparar med 5'-AUG-3' i mRNA 2. skapar startsignal: början av mRNA-sekvensen som styr polypeptid syntesen **Innan startsignalen finns sett Shine-Dalgarno** purin-rikt ledningssegment, som vanligtvis ligger ca 10 nukleotider uppströms från startkodonet och är ett **ribosomalt inbindningsställe** **_Chain elongenering_** * **Inbindning av aminoacyl-tRNA** - Elongeringsfaktor hjälper til latt transportera tRNA-molekylen till A-sätet i ribosomen * **Bildning av den första peptidbindningen** - detta katalyseras av rRNA * **Translokering** - med hjälp av translokas. Lämnar ett tomt A-säte redo för inkommande aminoacyl-tRNA **_Terminering_** *Termineringskodon (UAA, UAG eller UGA) från mRNA* 1. RF-1 som binder till UAA och UAG eller RF-2 som binder till UAA och UGA 2. blockerar A-sätet på ribosomen och stimulerar aktiviteten av peptidyltransferas 3. hydrolys av bindningen mellan peptiden och tRNA * RF-3 - binder inte till något termineringskodon, men främjar bindningen av RF-1 och RF-2 till dess kodon * GTP - sitter bundet till RF-3 4. **GTP hydrolys,** som utförs av RF-3 släpper fritt den kompletta polypeptiden, release factos, tRNA, mRNA samt 30S och 50S ribosomala subenheterna