Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Molekularbiologie > Regulatorische RNAs in Prokaryoten Teil I > Flashcards

Regulatorische RNAs in Prokaryoten Teil I Flashcards

1
Q

Regulatorische RNAs helfen der Zelle sich an wechselnde Lebensräume anzupassen. Was könnten Beispiele von wechselenden Lebensräume sein?

A

z.B. Temperatur, pH, Druck, Osmolarität, Nährstoffe, Pathogene, Sauerstoff

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Wie sind Sekundärstrukturen von RNAs gebildet?

A

Einzelsträngige RNA kann intramolekular wechselwirken und Strukturmotive ausbilden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Was sind Beispiele von Sekundärstrukturen von RNAs?

A

single strand, double strand, single nucleotide bulge, three nucleotide bulge (bulge loop), hairpin (stem loop), symmetric internal loop, asymmetric internal loop, two stem junction, three stem junction, four stem junction

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Wie sind Tertiärstrukturen von RNAs gebildet?

A
  • Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Basenpaaren sowie Basenstapelung benachbarter Basenpaare tragen überwiegend zur RNA Stabilität bei
  • RNA Moleküle können räumliche Strukturen einnehmen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Was sind Beispiele von Tertiärstrukturen von RNAs?

A

Koaxiale Basenstapelung (Kollinearisierung zweier stems), kissing hairpin, Pseudoknoten – 3 Typen: 1. H-Typ: hairpin loop; I-Typ: internal loop; B-Typ: bulge loop

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Was sind die 3 Abschnitte einer bakteriellen Riboswitch kontrollierten mRNA?

A
  1. 5‘ untranslatierte Region (5‘ UTR)
  2. der Protein kodierende Bereich beginnt mit dem Startkodon (AUG) und endet mit einem Stoppkodon (hier UAA, andere UAG, UGA)
  3. 3‘ UTR
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Wo genau liegen Riboswitches im bakteriellen mRNAs?

A

im 5‘ UTR bakterieller mRNAs

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Sind Riboswitches in bakteriellen mRNAs cis oder trans agierende RNA Elemente?

A

cis agierende RNA Elemente

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Sind Riboswitches in bakteriellen mRNAs konserviert?

A

Bilden komplexe RNA Strukturelemente, die häufig evolutionär konserviert sind

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Sind die durch Riboswitches gebildeten komplexen Sturkturelemente liganden-spezifisch?

A

Binden hochspezifisch nieder molekulare Liganden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Worauf berüht sich die Spezifität zu Liganden bei Riboswitches?

A
  • Purin bindende Riboswitches weisen die gleiche 2D- & 3D- Struktur auf, können aber sehr spezifisch zwischen Guanin oder Adenin diskriminieren
  • Die Spezifität beruht auf einem einzigen Pyrimidin Nukleotid
    –> Adenin-Riboswitch am Uracil 74 & Guanin-Riboswitch am Cytosin 74
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Was ist die Hauptfunktion von Riboswitches?

A
  • Regulation der Genexpression durch Liganden induzierte Bildung alternativer Strukturen
  • Riboswitch regulierte Genexpression = Riboregulation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Was sind die wesentlichen Strukturelemente von Riboswitches?

A
  • Aptamer Domäne (AD; Sensor)
  • Expressionsplattform (EP)
  • Switching-Sequenz (SS)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Wofür sind die Aptamer Domäne (AD)?

A
  • Bindung des Liganden (L)
  • Benötigen ihren Liganden für korrekte Faltung -> induced-fit-Bindung
  • ~35-200 nt lang
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Wofür ist das Expressionsplattform (EP)?

A
  • Auslösung regulatorischer Signale
  • Modulation der Transkription oder Translation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Wofür ist das Switching-Sequenz (SS)?

A

Liganden-freie und -gebundene Konformationen sind sich ausschließende Strukturen, die durch die Switching-Sequenz (SS) vermittelt werden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Welche Elemente des Riboswitches interagieren zusammen, wenn ein Ligand nicht bindet am AD?

A

(-L): Basenpaarung zwischen EP und SS

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Welche Elemente des Riboswitches interagieren zusammen, wenn ein Ligand bindet am AD?

A

(+L): Basenpaarung zwischen AD und SS

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Was sind Kategorien von Stoffen, die Bekannte Riboswitch-Liganden sind?

A
  1. Coenzyme
  2. Nukleobasen & Derivate
  3. Aminosäuren
  4. Zucker
  5. Ionen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Was sind Beispiele für Coenzyme, die Bekannte Riboswitch-Liganden sind?

A
  • Vitamin B12
  • Thiaminpyrophosphat (TPP), B1
  • Flavinmononukleotid (FMN), B2
  • Tetrahydrofolsäure (THF), B9
    [Diese sind Vitamin-Derivate]
  • S-Adenosylmethionin (SAM)
  • S-Adenosylhomocystein (SAH)
  • Molybdän-Cofaktor (MoCo)
    [Alle enthalten RNA Komponente]
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Was sind Beispiele für Nukleobasen & Derivate, die Bekannte Riboswitch-Liganden sind?

A
  • Guanin
  • Adenin
  • preQ1 (Queuosin Vorläufer)
  • zyklisches di-GMP
    [Alle enthalten RNA Komponente]
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Was sind Beispiele für Aminosäuren, die Bekannte Riboswitch-Liganden sind?

A
  • Glycin
  • Lysin
  • Glutamin
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Was sind Beispiele für Zucker:, die Bekannte Riboswitch-Liganden sind?

A

Glukose-6-phosphat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Was sind Beispiele für Ionen, die Bekannte Riboswitch-Liganden sind?

A
  • Mg2 +
  • Mn 2+
  • F-
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Was sind die biologischen Funktionen von Riboswitches?

A
  1. Hauptsächlich Regulation der Expression von Genen, die für Proteine der Biosynthese und des Transports kodieren
  2. Regulation der Verfügbarkeit von Coenzymen
  3. Aktivierung von Stressantworten (z.B. Überleben bei hoher Salz-Konzentration)
  4. Regulation diverser zelluläre Funktionen über den sekundären Botenstoff zyklisches di Guanosinmonophosphat (c-di-GMP), z.B. reduziert Flagellen-vermittelte Motilität und fördert die Bildung von Biofilmen
  5. Häufig negative Regulation (off-switch) durch feedback loops (Feedback inhibition), seltener aktivierend (on-switch)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Was ist eine Riboswitch-Familie und was sind Beispiele dafür?

A
  • Gruppe von RNAs, die den gleichen Liganden binden
  • z.B. SAM (S-Adenosylmethionin)-bindende Riboswitch-Familie
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Was sind Riboswitch-Klassen und was sind Beispiele dafür?

A
  • unterscheiden sich in ihrer 2D und 3D Struktur
  • z.B. SAM-I (4-stem junction), SAM-II ( pseudoknot ), SAM-III (3-stem junction)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

Was sind Funktionen von SAM-Riboswitches?

A
  1. Regulation
  2. SAM-Biosynthese und -Transport
  3. Biosynthese von Methionin & Cystein
  4. Schwefelstoffwechsel
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

Was passiert, wenn keinen Liganden am Riboswitch – Transkriptionstermination (off-switch) bindet?

A
  • Basenpaarung zwischen SS und EP
  • Ausbildung einer Anti-Terminator-Haarnadel
  • Fortsetzung der Transkription
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

Was passiert, wenn einen Liganden am Riboswitch – Transkriptionstermination (off-switch) bindet?

A
  • Basenpaarung zwischen SS und AD
  • Ausbildung einer Terminator-Haarnadel
  • Abbruch der Transkription
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
31
Q

Was passiert, wenn keinen Liganden am Riboswitch – Translationsinhibition (off-switch) bindet?

A
  • Basenpaarung zwischen SS und EP
  • Ausbildung eines Anti-Sequestors
  • RBS bleibt zugänglich
  • Translation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
32
Q

Was passiert, wenn einen Liganden am Riboswitch – Translationsinhibition (off-switch) bindet?

A
  • Basenpaarung zwischen SS und AD
  • Ausbildung eines Sequestors
  • Maskierung der RBS
  • Inhibition der Translation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
33
Q

Was ist die biologische Funktion von Lysin-Riboswitch (Off-switch)?

A

Regulation der Lysin-Biosynthese und des Transports

34
Q

Was sind Besipiele von Lysin-Riboswitch (Off-switch)?

A
  • Transkriptionstermination in Thermotoga maritima (Gram -)
  • Translationsinhibition in Escherichia coli (Gram -)
35
Q

Können Riboswitches aktivierend auf Transkription oder Translation wirken?

A

Ja, z.B. Adenin-Riboswitch (On-switch)

36
Q

Was sind Besipiele von Adenin-Riboswitch (On-switch)?

A
  • Transkription in Bacillus subtilis (Gram +)
  • Translation in Vibrio vulnificus (Gram -)
37
Q

Wie funktionieren Adenin-Riboswitch (On-switch)?

A
  • Purin Efflux Pumpe (pbuE)
  • Hohe Adenin-Konzentration führt zur Transkription bzw. Translation von pbuE
  • Ausscheidung von Adenin
38
Q

Was macht der GlmS-Riboswitch speziell?

A
  • Es ist gleichzeitig auch ein Ribozym
  • Es spielt die Rolle einens Sensors und katalytischen Regulators
39
Q

Welche Bakterien regulieren die GlmS-Genexpression durch ein Riboswitch-Ribozym?

A

Gram + Bakterien (z.B. Bacillus subtilis)

40
Q

Was ist der Mechanismus des Riboswitch-Ribozyms für die Regulation der GlmS-Expression in Bakterien?

A
  • Bindung von GlcN6P führt zur Selbst Spaltung der mRNA -> 5‘-Hydroxyl entsteht
  • Erkennung des neuen 5‘-OH durch RNase J1 -> Degradation der mRNA
41
Q

Finden sich auch Riboswitches in Archaeen und Eukaryoten?

A
  • Bakterien: Viele
  • Archaeen: Fluorid-responsiver Riboswitch in hyperthermophilen Archaeen
  • Eukaryoten: Thiaminpyrophosphat-responsiver Riboswitch in Hefen, Algen & höheren Planzen
42
Q

Woran binden die Riboswitches in Eukaryoten?

A

Thiaminpyrophosphat (TPP)

43
Q

Wo kommen Thiaminpyrophosphat (TPP)
bindende Riboswitches vor? Was ist ein Beispiel?

A
  • Vorkommen: Pilze, Algen und höhere Pflanzen
  • Beispiel: Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand)
44
Q

Wo liegt der Riboswitch in Eukaryoten?

A

im 3‘ UTR

45
Q

Was ist der Mechanismus von Riboswitches in Eukaryoten?

A

Alternatives Splicing, führt zur Degradation der mRNA

46
Q

Was ist die Funktion von Thiaminpyrophosphat (TPP)
bindende Riboswitches?

A

Regulation der Expression von Thiamin C-Synthetase (THIC)

47
Q

Was passiert, wenn der Riboswitch TPP-frei ist?

A
  • Basenpaarung mit mRNA Region stromaufwärts vom Poly(A)-Signal
  • Maskierung der 5‘ Splice Stelle
  • Transkription stoppt nach Poly(A)-Signal
  • Polyadenylierung stabilisiert mRNA
  • Effiziente Translation
48
Q

Was passiert, wenn der Riboswitch TPP-gebunden ist?

A
  • Demaskierung der 5‘ Splice Stelle
  • Alternatives Splicing möglich
  • Verlust des im Intron liegenden Poly(A)-Signals
  • Keine Polyadenylierung
  • Degradierung der mRNA
49
Q

Was sind bakterielle RNA-Thermometer?

A
  • Bakterien können die Umgebungstemperatur messen
  • Temperatursensoren sind kleine RNA-Elemente
50
Q

Wo liegen bakterielle RNA-Thermometer?

A

in der 5‘ Region der zu regulierenden mRNA

51
Q

Was ist die Funktion von bakterielle RNA-Thermometer?

A
  • Kontrolle der Expression verschiedener Stress Gene (heat-shock Gene, cold-shock Gene und Virulenzgene)
  • Regulation der Translation
52
Q

Was passiert in bakterielle RNA-Thermometer bei niedriger (optimaler) Temperatur?

A

Ribosomenbindestelle (RBS) und Startkodon (AUG) sind durch Basenpaarung mit dem 5‘ UTR der mRNA nicht zugänglich -> Maskierung von RBS/AUG

53
Q

Was passiert in bakterielle RNA-Thermometer bei hoher Temperatur (Hitzestress)?

A

Aufschmelzen der Struktur im 5‘ Bereich -> RBS und AUG zugänglich -> Bindung der ribosomalen Untereinheiten

–> »Gekoppeltes System: Sensor und Regulator
–> »Direkte Reaktion auf Änderungen der Umgebungstemperatur

54
Q

Was für ein System ist in den bakteriellen RNA-Thermometer zu beobachten? Und wozu hilft das?

A
  • Gekoppeltes System: Sensor und Regulator
  • Direkte Reaktion auf Änderungen der Umgebungstemperatur
55
Q

Wie ist der Aufschmelzungsmechanismus von Heat-shock RNA-Thermometer?

A

Graduelle Erhöhung der Umgebungstemperatur -> graduelles Aufschmelzen der gepaarten Region
* Reißverschluß zipper ähnlicher Mechanismus

56
Q

Was sind ROSE-Elemente?

A
  • ROSE (Repression Of heat-Shock gene Expression)
  • Sequenz von 60 bis >100 nt
57
Q

Wo auf dem Genom sind ROSE-Elemente zu finden?

A

im 5‘ Bereich

58
Q

Wo kommen ROSE-Elemente vor?

A

verschiedener Hitzeschock Operons in Gram
negativen Bakterien (z.B. Rhizobia, Escherichia und Salmonella)

59
Q

Was ist die Hauptfunktion von ROSE-Elemente?

A

Regulation der Genexpression von mind. 5 heat-shock Operons (auch σ 32)

60
Q

Woran sind die ROSE-Elemente erkennbar?

A

Temperatur-sensibler 3‘-Hairpin mit weniger GC-Inhalt

[Temperatur-stabile 5‘-Hairpins (↑GC!) -> Sichern korrekte Faltung des labilen 3‘-Hairpin während der Transkription]

61
Q

Was ist für das graduelle Aufschmelzen der Temperatur-sensiblen 3‘-Haarnadel besonders wichtig in ROSE-Elementen?

A

Nicht-Watson-Crick (N-WC) Basenpaare (Bp)

62
Q

Wie sind die N-WC Bp bei 37˚C?

A
  • Triple Basenpaarung, U96 bildet je eine Wasserstoffbrückenbindung mit C80 und U81 aus
  • N-WC-Bp U79-U97
63
Q

Wie sind die N-WC Bp bei 42˚C?

A
  • N-WC Bp G83-G94
  • Temperatur labile Wobble-Paarung zwischen G72 und U104 im AUG
64
Q

Was ist die Funktion eines Virulenz-RNA-Thermometers?

A
  • 37˚C, ein Signal für pathogene Bakterien zur erfolgreichen Invasion in einen Warmblüter
  • Induktion der Expression von Virulenzfaktoren
65
Q

Was ist die Funktion von Virulenzfaktoren in Virulenz-RNA-Thermometer? Was sind Beispiele davon?

A
  • Verhelfen dem Bakterium sich im Wirt zu etablieren und erhöhen die Pathogenität des Krankheitserregers
  • Beispiele:
  • Adhäsine (Pili, Membranproteine): Anhaftung an Zielzelle
  • Antiphagozytosefaktoren: Verhindern Phagozytose durch Fresszellen
  • Invasionsfaktoren: Ausbreitung des Erregers im Gewebe
  • Exotoxine: Membranschädigung, Proteinbiosynthese-Inhibition
66
Q

Was ist ein Beispiel von Bakterien, die den Virulenz-RNA-Thermometer enthalten?

A

Listeria monocytogenes (Gram+)

67
Q

Wo kommen Listeria monocytogenes (Gram+) vor?

A

ubiquitär, in Gewässer und Böden, auf Pflanzen

68
Q

Was sind die üblichen Wirtsorganismen von Listeria monocytogenes (Gram+)?

A

Schalentiere, Fische, Vögel, Säugetiere

69
Q

Was ist die Wachstumstemperatur für Listeria monocytogenes (Gram+)?

A

zwischen 4˚C bis 40˚C, Optimum bei 30-37˚C

70
Q

Wie werden Listeria monocytogenes (Gram+) häufig infeziert?

A

häufig durch verdorbene Lebensmittel (Fisch, Fleisch, Milch, vorgeschnittener Salat)

71
Q

Was sind die Erkrankungen durch eine Listeria monocytogenes (Gram+) Infektion?

A
  • meist leichte Symptome im Magen-Darm-Bereich wie Übelkeit, Erbrechen, Durchfall
  • selten Hirnhautentzündung, pränatale Infektionen, Fehlgeburten
72
Q

Was ist PrfA?

A

ein Transkriptionsaktivator für Virulenzgene

73
Q

Wo ist PrfA zu finden?

A

im 5‘-Region

74
Q

Was passiert in Virulenz-RNA-Thermometer bei einer Temperatur von 37˚C?

A
  • Temperaturerhöhung bewirkt Aufschmelzen der Sekundärstruktur im Bereich der RBS und AUG
  • Ribosomenbindung möglich
  • Expression des Transkriptionsfaktors PrfA
  • PrfA-vermittelte Aktivierung der Expression der Virulenzgene
75
Q

Was sind die Aufgaben von dem PrfA-Virulenz-Regulon?

A
  • Eindringen in die Wirtszelle
  • Entweichen aus Phagosomen
  • Intrazelluläre Vermehrung
  • Aktin-basierte Ausbreitung von Zelle zu Zelle
76
Q

Was passiert bei einer Temperaturerniedrigung in Cold shock RNA-Thermometer?

A
  • Erniedrigte Membranfluidität
  • Erniedrigte Transkription und Translation durch Stabilisierung von Sekundärstrukturen
  • Ineffiziente Faltung von Proteinen
  • Verringerte Enzymaktivität
77
Q

Wann werden die cold shock-Proteinen (CSP) expremiert?

A

cold shock-Protein A (CspA) wird in E. coli unter cold shock-Bedingungen (von 37˚C auf 10˚C) exprimiert

78
Q

Was sind die Funktionen von CspA?

A
  • reguliert die Translation als auch die Stabilität der cspA-mRNA
  • RNA Chaperon, bindet an einzelsträngige RNA
  • Verhinderung kältestabilisierte Sekundär und Tertiärstrukturen in der Ziel RNA
  • Adaption an niedrige Temperaturen, Aufrechterhaltung von Transkription und Translation
79
Q

Wie läuft die Transkription und Translation bei 37˚C in Bakterien mit Cold shock RNA-Thermometer?

A
  • SD und AUG nicht zugänglich
  • keine Translation
  • mRNA sehr instabil
  • (Halbwertzeit der mRNA: ~20 Sekunden)
80
Q

Wie läuft die Transkription und Translation bei 10˚C in Bakterien mit Cold shock RNA-Thermometer?

A
  • Ko-transkriptionelle Faltung der mRNA führt bei Erniedrigung der Temperatur zu einer anderen Struktur, wodurch die mRNA deutlich stabilisiert wird
  • (Halbwertzeit der mRNA: ~30 Minuten)
  • SD zugänglich, effiziente CspA Translation
  • Stabilisierung des Thermosensors durch einen Pseudoknoten
81
Q

Was ist der Unterschied zwischen heat shock und cold shock RNA-Thermometer?

A
  • Heat shock:
    Erhöhung der Umgebungstemperatur führt zum graduellen Aufschmelzen der basengepaarten Region
  • Cold shock = RNA switch:
    Abhängig von der Umgebungstemperatur können zwei sich gegenseitig ausschließende Strukturen gebildet werden (off-on)
    Diese Strukturen können aber nicht wie echte Riboswitches ineinander umgewandelt werden (ko- transkriptionelle Faltung der mRNA)

Molekularbiologie (9 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions