Genexpression und Transkription Flashcards
Welche Informationen beinhaltet die DNA?
- die Aminosäuresequenz aller Proteine einer Zelle (Strukturgene)
Was bedeutet Genexpression?
- Umsetzung der genetischen Informationen, die in der DNA gespeichert ist, in ein Genprodukt (RNA und Proteine)
Was ist die Proteinbiosynthese?
- Zentraler Prozess der Genexpression, besteht aus Transkription und Translation
Was bedeutet Transkription?
- Synthese von RNA nach Vorbild eines DNA-Abschnitts
Was ist die posttranskriptionelle Modifikation?
- Prozessierung von unreifer RNA (hnRNA) in reife RNA (mRNA)
–> alle eukaryontischen Transkriptionsprodukte werden prozessiert (tRNA, rRNA)
Was bedeutet Translation?
- Übersetzung der Basensequenz der RNA in die Aminosäuresequenz eines Polypeptids
Was ist posttranslationale Modifikation?
- Umwandlung des Vorläuferproteins in das reife Protein durch Abspaltung und Anhängen verschiedener Reste
–> Genetische Information immer von der DNA über RNA zum Protein!!!
-> DNA -> (Transkription) -> RNA -> (Translation) -> Protein
Was sind Transkriptionsfaktoren?
- sind regulatorische Proteine, die durch Bindung an spezifische Regionen in der DNA die Rekrutierung der RNA-Polymerase und den Start der Transkription positiv oder negativ modulieren
Was sind allgemeine Transkpriptionsfaktoren?
- sie ermöglichen die Bindung der RNA-Polymerase an die basale Promotorregion, indem sie die chromosomale DNA an bestimmten Basensequenzen binden
Was sind spezifische Transkriptionsfaktoren?
- Modulation der Transkription durch Bindung an distale regulatorische Elemente
- > Enhancer/Silencer
Was sind DNA-bindende Proteine?
- spezielle Proteindomänen, die Proteinen wie Tkf. es ermöglichen, an der DNA zu binden
Wie heißen die wichtigsten DNA-bindenden Proteine?
- Zinkfinger (Zink-ion, mit Histidin- und Cysteinrest gebunden)
- Leucin-Zipper (jede 7. AS Leucin, Arginin/Lysin -> Interaktion mit der großen Furche der DNA)
- Homöobox (regulieren HOX-Gene)
Welches ist das wichtigste Strukturmotiv von DNA-bindenden Proteinen?
- eine alpha Helix mit vielen basischen Aminosäureresten
In welche Phasen kann man die Transkription einteilen?
- Initiation
- Elongation
- Termination
Was passiert in der Initiationsphase der Transkription?
- Beginn durch Bildung des Initiationskomplex und Entwindung der DNA
1. Bildung des Präinitiationskomplexes durch Bindung verschiedener allg. Tkf. sowie RNA-Polymerase an bestimmte Regionen innerhalb des Promotors (zB. TATA-Box)
2. Bildung der Transkriptionsblase durch Entwindung der DNA-Doppelhelix - Helikasen katalysieren Entwindung
- Topoisomerasen nehmen die Spannung aus dem Strang
3. Beginn der Translation, RNA-Synthese startet während der Initiation
Was passiert in der Elongationsphase der Transkription?
- Verlängerung des RNA-Strangs
Was zählt alles zur posttranskriptionalen Modifikation?
(RNA-Prozessierung)
- Capping
- Splicing
- RNA-Editing
- Polyadenylierung
Was bedeutet “Capping”?
- Schutz vor Abbau durch “Cap” am 5’-Ende der hnRNA
- Initiation der Translation
- >Guanosin mit Methylgruppe am Kopf
Was bedeutet Polyadenylierung?
- Poly-A-Schwanz zum Schutz vor Abbau
- > jede reife mRNA enthält Poly-A-Schwanz (3’-Ende)
Was passiert beim “Splicing”?
- herausschneiden von Introns aus der hnRNA und direkte Verknüpfung der Exons
- benötigt snRNA + Proteine = snRNP’s
–> Spleißosom: snRNPs+hnRNA
–> 2 Umesterungen
Was bedeutet RNA-Editing?
- Veränderung der Basensequenz der RNA durch Insertion, Deletion oder Modifikation von einzelnen Basen
Welche Funktion hat das RNA-Editing?
- zusätzliche Möglichkeit um verschiedene Proteine herzustellen
Beispiel C-zu-U-Editing: Cytidin wird zu Uridin desaminiert
- die mRNA für das Apolipoprotein B codiert ohne Editierung für Apo B100, mit Editierung codiert sie für das wesentlich kleinere Lipoprotein B48, da die Desaminierung von Cytidin zu Uridin durch die Cytidindesaminase ein Stoppcodon erzeugt
Was ist das alternative Splicing?
- Herausschneiden von Introns der hnRNA mit variablem Zusammenfügen der Exons
Welche Funktion hat das alternative Splicing?
- aus einem Gen können verschiedene Proteine hergestellt werden
- > Erhöhung der Informationsdichte der DNA
- > Entstehung von neuen Proteinen wird erleichtert
Wie wird die Transkritption reguliert?
konstitutive Expression
-> Gene werden kontinuierlich abgelesen
regulierte Expression
-> Regulation erfolgt durch Bindung von bestimmten Proteinen an spezifischen DNA-Sequenzen (Genexpression wird unterdrückt)
Was ist ein Repressor/Aktivator?
- Repressor
DNA-bindendes Protein, das die Transkription eines Gens oder Operons unterdrückt, indem es an Silencersequenzen eines Gens bindet, bis ein Signal diese Bindung aufhebt (neg. Transkriptionskontrolle)
–> Silencer = DNA-Sequenz (z.T. Steroidhorm-Rezeptor)
- Aktivator
DNA-bindendes Protein, das die Transkription eines Gens stimuliert, indem es an die Enhancersequenz eines Gens bindet, bis ein Signal diese Bindung aufhebt (pos. Transkriptionskontrolle)
–> Enhancer = DNA-Sequenzen (zb. NFkB
