Genetisk Kod + prokaryot proteinsyntes Flashcards
Hur många procent av den kemiska energin av en cell kan proteinsyntesen använda?
90%
Ge exempel på biomolekyler som behövs vid proteinsyntesen, och ungefär hur många?
>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
Vad är en triplett, gällande den genetiska koden?
En sekvens om tre baser (kodon) som krävs för att specificera en aminosyra
Vad innebär icke-överlappande kod, gällande den genetiska koden?
Att inga baser delas mellan efterföljande kodon
Vad innebär degenererad, gällande den genetiska koden?
Att flera tripletter kan koda för en och samma aminosyra
Exempelvis Leu, Ser och Arg kan kodas av sex olika tripletter
Vad innebär universell, gällande den genetiska koden?
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
Hur många olika kodoner finns, och vad kodar de för?
64
- 61 kodar för aminosyror
- 3 är stopkodon
Vilka är de tre stoppkodonen?
UAA, UAG, & UGA
Vad bestäms av andra basen i ett kodon?
Vilken typ
Om ex. U, då blir det en hydrofob aminosyra
Hur många olika aminosyror finns?
20 (men egentligen har man hittat en till, så 21)
Vilket kodon är alltid startkodon?
AUG
Vad har tRNA för uppgift?
Den tar med sig en aminosyra till ribosomen och basparar med kodonen på mRNA via sitt antikodon
Vad är “wobble”?
En variation i vätebindningsmönstret mellan tRNA och mRNA, som tillåter tRNA att känna igen fler än ett kodon
Var sker “wobble”?
I den första basen på antikodonet
Wobble möjliggör för en cell att framgångsrikt syntetisera proteiner utan att behöva ha alla 61 kodoner representerade i cellens tRNA. Varför?
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
Wobble kan ske p.g.a att:
tRNAs 3D struktur medger alternativ basparning
Vilka är de “generella” och översiktliga stegen av proteinsyntes?
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
den genetiska koden har utvecklat ett visst motstånd mot:
missense-mutationer
Hur går formningen av aminacyl-tRNA till?
Aminosyra-aktiveringen är en tvåstegsreaktion. Detta gör att reaktionen medger selektivitet på två nivåer. Vilka, och hur?
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.
Vad känns nukleotidpositioner i tRNA igen av?
Aminoacyl-tRNA synthetaser
Hos prokaryoter, vilken är den första aminosyran som startar “chain initiation”?
N-terminal aminosyran N-formylmethionin (fMet)
Vad kallas det segment som sitter ungefärligen 10 nukleotider uppströms från AUG-startkodonet, och vad är dess roll i chain initiation?
Shine-Dalgarno purinrikt ledarsegment (5’-GGAGGU-3’)
Kallas även 5’-UTR (5’-untranslated region)
Viktig för att ribosomen ska kunna binda in
Beskriv bildningen av 70S initeringskomplex?
- IF-3 och IF-1 binder in till lilla subenheten, tillsammans med mRNA
- fmet-tRNAfmet kommer in tillsammans med IF-2, bundet till GTP.
- fmet-tRNAfmet binder till AUG (startkodon) på mRNA med sitt UAC-kodon
- GDP + Pi, IF-1, IF-2 och IF-3 lämnar komplexet
- Stora subenheten kommer och binder in
- Nu har 70S initeringskomplexet formats
Hur placeras mRNA så att rätt läsram erhålls? Hur vet ribosomen vart den ska starta översättningen av mRNA till ett protein?
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
Vilken reaktion måste ske för att hela komplexet ska dissociera (gällande chain termination)?
GTP hydrolys, som utförs av RF-3
Detta släpper fritt den kompletta polypeptiden, release factos, tRNA, mRNA samt 30S och 50S ribosomala subenheterna
Vart binder release-faktorer in under chain termination-steget?
Till stoppkodonen på mRNA
Vad är en polysom?
mRNA bundet till ett flertal ribosomer
Vad innebär “coupled translation”?
Processen där en prokaryotisk gen transkriberas och translateras samtidigt
Ge exempel på antibiotika som inhiberar proteinsyntesen, och beskriv hur?
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)
Hur kan puromycin störa bildningen av peptidbindningar?
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
Beskriv:
Chain initiering
Chain elongenering
Chain terminering
(proteinsyntesen komplicerat)
Chain initiering
- tRNAfmet tripletten 3’-UAC-5’ basparar med 5’-AUG-3’ i mRNA
- 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
- RF-1 som binder till UAA och UAG eller RF-2 som binder till UAA och UGA
- blockerar A-sätet på ribosomen och stimulerar aktiviteten av peptidyltransferas
- 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
- GTP hydrolys, som utförs av RF-3 släpper fritt den kompletta polypeptiden, release factos, tRNA, mRNA samt 30S och 50S ribosomala subenheterna
