Mitokondriell Och Prokaryot Transcription

Question 1

DEN MESTA ENERGIN SOM ANVÄNDS PRODUCERAS I:

Answer 1

mitokondrien

Question 2

Hur skapades mitokondrien?

Answer 2

MITOKONDRIEN VAR FRÅN BÖRJAN EN BAKTERIE!

1. En anaerob värdcell slukade en aerob bakterie.
2. Ett symbiotiskt förhållande utvecklades.
3. Bakterien fann en säker plats med stora mängder substrat för sin energiprodukton.
4. Värdcellen fick en mer effektiv metabolism.
5. Ett steg på vägen mot den eukaryota cellen.

Question 3

HUR MYCKET ATP VANN VÄRDCELLEN PÅ ATT DEN FICK MITOKONDRIER?

Answer 3

Från att tidigare bara haft glykolysen (utanför mitokondrien) som genererade 2 ATP. Fick den nu också citronsyracykeln och den oxidativa fosforyleringen som genererar 34 ATP.

Toltat fick den från 2 ATP till 36 ATP.

Question 4

ANDNINGSKEDJAN FINNS I MITOKONDRIENS:

Answer 4

innermembran

Question 5

MITOKONDRIEN HAR ÄVEN ETT LITET, EGET DNA GENOM SOM HETER:

Answer 5

mtDNA

Question 6

mtDNA kodar för:

Answer 6

• Kodar för 13 proteiner som är livsviktiga för andningskedjans funktion.
• 22tRNA
• 2 rRNA

Question 7

Humana celler har två stycken arvsmassor, vilka?

• Vem ärvs respektive genom av?
• Antal kopior/Cell
• Struktur?

Answer 7

Nukleärt DNA:

• DNA ärvs från båda föräldrarna
• Samma antal i alla celler (2 kopior/cell)
• Linjära kromosomer

Mitokondriellt DNA:

• Ärvs bara från mamman
• Antalet varierar beroende på celltyp
• (1 000-10 000kopior/cell)
• Circulärt genom.

Question 8

KÄRNGENOMET BESTÄMMER VÅRA:

Answer 8

egenskaper

Question 9

kärngenomet kodar för:

Answer 9

mer än 20 000 olika proteiner.

Question 10

Arvsmassan i kärnan kodar för mer än 1000 proteiner som är nödvändiga för mitokondriens

Answer 10

struktur och funktion.

Question 11

Berätta om mitokondriellt DNA

• Struktur
• Vad kan skador på DNA`t medföra?
• När kan skador uppstå?

Answer 11

•Ett litet, cirkulärt, dubbelsträngat DNA.

• Skador på mtDNA kan leda till sjukdom hos människa.
• Skador kan uppstå när mtDNA kopieras.

Question 12

MtDNA måste ständigt kopieras innan en cell:

Answer 12

delar sig

Question 13

Kan mtDNA manipuleras inne i cellen? Om nej, hur löser man detta?

Answer 13

Man kan inte manipulera mtDNA inne i cellen, så som man kan klippa och klistra i med arvsmassan i kärnan. Därför är mtDNA svårt att studera i celler!

För att kringgå detta problem så plockar vi ut proteiner och mtDNA ifrån cellen och studerar hur det kopieras i provröret istället

Question 14

är proteinerna som kopierar mtDNA eller de som transkriberat mtDNA mest lika proteinerna i kärnan eller de som ses hos bakterier?

Answer 14

bakterier

Question 15

Lägre ATP produktion p.g.a. störningar i mitokondriefunktion kan t.ex. leda till sympotom som:

Answer 15

• Muskelsvaghet
• Hörselnedsättning
• Problem med balans och koordination (Ataxi)
• Inlärningssvårigheter
• Kramper
• Diabetes

Question 16

• Hur vanligt är de med mitokondriella sjukdomar?
• Är de farliga?
• Kan de ärvas?

Answer 16

De är ovanliga sjukdomar, som är kroniska och livshotande.

Question 17

Ge exempel på mitokondriella sjukdomar?

Answer 17

PEARSON’S SYNDROME

• Ovanlig mitokondriell sjukdom
• Dör oftast under de första 1-2 åren.

Symptom

• Växer dåligt.
• Anemi.
• Progressiv sjukdom
• Diabetes
• Leversvikt – ofta dödsorsak

Behandling saknas.

LEBER’S HEREDITARY OPTIC NEUROPATHY (LHON)​

• Plötslig bilateral blindhet vid en ålder av 20- 35 år. Prevalens i Finland ung. 1:50 000
• Näthinnans celler slutar fungera.
• Orsakas av skador på mtDNA, som sänker andningskedjans funktion – lägre ATP.
• Man måste ha en viss grad av heteroplasmi för att sjukdomen skall utvecklas.

PROGRESSIVE EXTERNAL OPHTHALMOPLEGIA (PEO)

• Startar i vuxen ålder melan 18-40 år men blir sämre med tiden.
• Prevalens okänd.
• Svaghet i de yttre ögonmusklerna och “ exercise intolerance”
• Ytterligare symptom är att man tappar hörseln, svårigheter att svälja, ataxia (svårigheter att samordna kroppsrörelser) .

Question 18

VAD ORSAKAR PEARSON’S SYNDROM?

Answer 18

• Hög procent av patientens mtDNA:t har en deletion (d.v.s. del av genomet har förlorats).
• Förlorar gener som kodar för komponenter i andningskedjan
• Andningskedjan fungerar inte som den skall och ATP produceras inte i tillräcklig utsträckning.

Question 19

hur diagnostiserasPEARSON’S SYNDROM?

Answer 19

• Southern blotting eller LRPCR.
• Vid mtDNA-sjukdom finns oftast en blandning av normalt och muterat mtDNA i olika proportioner i cellerna (s k heteroplasmi).
• Mängden skadat mtDNA avgör om man blir sjuk eller inte. Låga mängder muterat mtDNA tolereras.

Question 20

NIVÅ AV HETEROPLASMI PÅVERKAR HUR:

Answer 20

sjuk man blir

Question 21

vad är hetroplasmi?

Answer 21

En blandning av skadade och normala kopior av mtDNA

Question 22

Beskriv den centrala dogman

Answer 22

1. Replikation
2. Transkription
3. Translation

Question 23

Vad är en template strand?

Vad är en non-template strand?

Answer 23

Template strand - den sträng som fungerar som mall, som är icke-kodande

Non-template strand - den kodande strängen som är “samma” som RNA-strängen

Question 24

Vad är en gen?

Answer 24

är en nukleotidsekvens i DNA:t, som krävs för syntesen
av ett fungerande protein eller en RNA-molekyl:
(OBS, det kallas gen även om det kodar för ett tRNA, rRNA eller andra RNA molekyler).

Question 25

När sker transkription och translation i prokaryoter?

Answer 25

samtidigt

Question 26

processeras mRNA på samma sätt i eukaryoter och prokaryoter?

Answer 26

nej

Question 27

vad är mRNA, vad gör de?

Answer 27

messenger RNA ”förmedlar” informationen från DNA:t till proteinet.

Question 28

Vad är housekeeping genes?

Answer 28

gener som alltid är påslagna och som behövs för att ”bakterien” skall funka normalt.

Question 29

Vilka olika typer av RNA finns och vad är dess respektive funktion?

Answer 29

Question 30

Hur kan DNA skrivas om till RNA?

Answer 30

transkription

Question 31

Vad heter enzymet som sköter transkriptionen

Answer 31

RNA-polymeras

Question 32

Kan RNA-polymeras syntetisera RNA de novo?

Answer 32

Ja! *Dvs behöver ingen primer för att starta RNA syntes*

Question 33

Transkriptionen producerar RNA som är:

Answer 33

komplementärt till DNA-strängen

Question 34

Kan båda strängarna i DNA använda som template strand för RNA syntes?

Answer 34

ja

Question 35

Vilken sträng i DNA:t som skrivs av till RNA bestäms av:

Answer 35

riktningen på rna-polymeraset

Question 36

Om man inte vet riktningen på RNA Polymeraset kan du då veta vilken sträng som är template sträng?

Answer 36

nej, vilken sträng i DNA:t som skrivs av till RNA bestäms av riktningen på RNA-polymeraset.

Question 37

I vilken riktning syntetiseras RNA och DNA?

Answer 37

5`-3`

Question 38

Vad är rare excision repari?

Answer 38

Reparationssystemet som reparerar de fall där U används instället för T ## Footnote *Skillnaden är att T är metylerad och U är inte det*

Question 39

Hur vet RNA-polymeraset vilken riktning den skall transkribera?

Answer 39

Riktningen bestäms med hjälp av promotorn. *OBS! Bara delar av DNA sekvensen transkriberas till RNA*

Question 40

Vad är en promotor?

Answer 40

En promotor är den sekvens framför en gen som reglerar genens uttryck genom att olika genregulatoriska proteiner binder till sekvensen.

Question 41

Hur vet RNA polymeraset vart de skall starta transkribera?

Answer 41

**Promotorsekvensen** visar också exakt var RNA polymeraset skall starta transkribera RNA-polymeraset binder in till promotorn!

Question 42

Vad är de som bestämmer transkriptionsenheten, dvs vad som är start och när de är stopp?

Answer 42

**Promotorn och terminatorn** bestämmer transkriptionsenheten.

Question 43

Vad är en transkriptionsenhet?

Answer 43

En transkriptionsenhet är den sekvens i DNA:t som transkriberas till RNA. Startar vid promotorn och slutar vid terminatorn.

Question 44

Hur känns promotor och terminator igen?

Answer 44

Består av specifika sekvenser

Question 45

Hur ser en terminatorsekvens ofta ut?

Answer 45

Det är ett GC-rikt område följt av en mängd A/T på raken

Question 46

Kan samma mRNA kan koda för flera olika proteiner?

Answer 46

japp

Question 47

ge exempel på en transkriptionsenhet

Answer 47

Question 48

Rna-polymeraset består av subenheter. Alla subenheter har olika uppgifter som gemensamt behövs för att få RNA polymerase att fungera. Vilka är dem?

Answer 48

**Två a (alfa) subenheter** binder till reglersekvenser (UP- element dvs uppströms promotor element) **b (beta)** är den katalytiska subenheten dvs. den som syntetiserar RNA i 5’ till 3’ riktning **b’(beta)** binder RNA polymeraset till DNA:t **s (sigma)** styr enzymet till promotorn **w (omega)** troligtvis nödvändig för RNA-polymerasets ”ihopsättning”

Question 49

Vad hjälper RNA-polymeraset att hitta till promotorn?

Answer 49

sigmasubenheten

Question 50

Vad är skillnaden på kärnenzymet och holoenzymet?

Answer 50

**Kärnenzymet** * binder inte specifikt till promotorn * binder starkt till icke-specifikt DNA * utför katalys **Holoenzymet (kärnenzym + sigma-subenhet)** * binder specifikt till promotorn * svag icke-specifik DNA bindning * hittar promotorn 10 000 gånger snabbare än kärnenzym

Question 51

Det finns flera olika sigma subenheter i bakterien. Beroende på vilken gen som ska uttryckas så:

Answer 51

binder olika Sigma faktorer in

Question 52

Den vanligaste sigma faktorn är:

Answer 52

s70 som uttrycker alla housekeeping genes (= gener som uttrycks hela tiden).

Question 53

vad kallas den vanligaste sekvensen?

Answer 53

konsensus sekvensen

Question 54

Hur är en promotor uppbyggd?

Answer 54

Promotorn består av två olika regioner på vardera 6 bp som ligger -10 resp -35 bp uppströms från transkriptionens start stället (+1).

Question 55

vad känner igen promotorn?

Answer 55

s- subenheten

Question 56

konsensus sekvensen avgör:

Answer 56

hur ofta en viss gen skall uttryckas

Question 57

Kan konsensus sekvensen variera mellan olika promotorer?

Answer 57

yes

Question 58

Vad är ett UP-element? Vad känner igen detta element?

Answer 58

Vissa promotorer (oftast promotorer som uttrycker rRNA) som är väldigt aktiva har ytterligare en sekvens som ligger uppströms om -35 sekvensen (UP element = upstream promoter element). **Denna sekvens känns igen av** en annan subenhet av RNA-polymeraset (a)

Question 59

De flesta basändringar i -10 och -35 regionerna har:

Answer 59

negativ effekt på promoter funktionen.

Question 60

Exempel på E.coli promotorer som känns igen av RNA- polymeraset som innehåller s70

Answer 60

Question 61

Vad är skillnaden på en strong resp weak promotor?

Answer 61

**Strong promoters** - nära konsensus sekvensen och spacer **Weak promoters** - innehåller flera substitutioner vid -35 och -10 regionerna

Question 62

Själva transkriptions förloppet kan kortfattat beskrivas i sex faser:

Answer 62

**Bildar transkriptions cykeln:** 1. Bindning till promotorn 2. Transkriptionsbubbla skapas 3. Initiering 4. Promoter clearence 5. Elongering 6. Terminering

Question 63

Berätta om hur transkriptionscykeln är utformad

Answer 63

1. RNA polymeraset **binder till promotoren** vid -35 resp -10 via sigma faktor. 2. RNA pol öppnar DNA helix och skapar **transkriptionsbubbla** vid promotor (open komplex) 3. **RNA syntes startar** 4. **Promotor Clarence:** RNA pol lämnar promotor sekvens 5. RNA polymeras förflyttar sig från promotor och när dna blivit 10 nukleotider lång typ trillar sigma faktor bort från RNA polymeraset. 6. **NusA binder** och fortsätter syntesen av RNA genom att dna syntetiseras genom att RNA basparar med ena strängen i DNA. (dsDNA återbildas bakom bubblan när RNA lossnar från DNA) 7. når terminator, rna polymeras trillar av dna och ny sigma faktor kan binda

Question 64

Beskriv schematisk ett transkriberande RNA-polymeras.

Answer 64

Question 65

Hur vet RNA polymeraset när det ska sluta transkribera? ## Footnote **Två olika sätt för att terminera transkription hos bakterier:**

Answer 65

1. Rho-oberoende transkriptionsterminering 2. Rho beroende transkriptionsterminering

Question 66

beskriv Rho-oberoende terminering

Answer 66

**RNA transkriptionen avstannar när:** 1. RNA:t bildar en G-C rik hairpin loop, som följs av en sträcka med U. 2. Denna struktur gör att RNA:t och RNA-polymeraset lossnar från DNA:t. 3. DNA:t blir åter dubbelsträngat.

Question 67

beskriv Rho-beroende terminering

Answer 67

Rho proteinet destabiliserar interaktionen mellan DNA:t och RNA:t så att det nysyntetiserad RNA:t frisläpps.

Question 68

vad ses i översiktsbilden av transkriptionen?

Answer 68