RNA Prozessierung Flashcards
aus welchen Schritten besteht die RNA-Prozessierung I?
- Capping
- Polyadenylierung
- Spleißen => prä-mRNA spleißen
=> alternatives spleißen - Edierung => U-Addition/Deletion
=> Desaminierung von Cytidin/ Adenin
Funktion der Cap-Struktur
- neu prosuzierte RNA erhält Cap-Struktur
- Schutz vor Abbau vor Exonukleasen
- effizienterer Transport aus Zellkern => dient zur Identifizierung der eukaryotischen Translationsstartzelle
- erhöht die Effizienz der Translation (ca. 300-fach)
Aufbau der Cap-Struktur
- während!! Transkription wird an 5´Ende der prä RNA Cap-Gruppe angehängt
- besteht aus einem modifizierten Guanosin-Nukleotid, das über 5´-5´-Triphosphat-Brücke mit dem ersten Transkriptionsnukleotid der mRNA verknüpft ist
- Guanosin-Nukleotid oft als “m7G” bezeichnet, wobei “m” für die Methylierung an der N7-Position des Guanosins steht => Methylierung wichtig um mRNA vor Abbau zu schützen
Wie werden polyA-Schwänze an mRNAs angehängt?
- Prozess heißt Polyadenylierung und findet nach Ende der Transkription statt
- spezielle Sequenz => Polyadenylierungssignal (PAS) ist Startpunkt und wird durch CPSF (Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor) erkannt
- 3`Ende der prä mRNA wird geschnitten und Poly-A-Schwanz wird durch Poly(A) Polymerase (PAP) angefügt
Funktion des PolyA-Anhanges
- kann mRNA vor Abbau schützen
- erhöht Effizienz der Translation (20-fach)
wie nutzen Viren Cap und PolyA Schwanz?
- Viren zestören Proteine, die an Cap und PolyA Schwanz binden und inhibieren dadurch Expression
- reduzieren Translationsrate der Zellen erheblich
was sind Exons?
- Abschnitte der DNA, die genetische Informationen für Proteine enthalten
- werden bei Transkription von RNA-Polymerase in RNA-Sequenzen umgeschrieben => später zu funktionsfähigen Protein translatiert
- sind Teile von prä-mRNAs die nicht von Spleißosom entfernt werden
was sind Introns?
- tragen nicht direkt zur Codierung von Genen bei
- werden ebenfalls bei Transkription in RNA umgeschrieben aber nicht verwendet sondern später von Spließosom ausgeschnitten
was ist die GT-AG Regel
- bezieht sich auf konservierte Nukleotidsequenzen, die die Grenzen zw. Exons und Introns in eukaryotischen Genen markiert
- 5’-Splice-Site-Donor am Ende des Exons normalerweise durch Nukleotide GU
- 3’-Splice-Site-Akzeptor am Anfang des Introns normalerweise durch die Nukleotide AG gebildet
Prozess des Spleißens
- an prä-mRNA binden snRNP (small nuclear Ribonucleoprotein Particles) an Konsensussequenz in der Nähe der Spleißstellen
- snRNP (=RNA Fragmente) + Proteine bilden Komplexe die snRNA heißt
- snRNA bindet an prä-mRNA durch komplementäre Basenpaarung
- Bildung des Spleißosoms durch Wechselwirkung der snRNPs und anderen Proteinen
- dieser Komplex schneidet prä-mRNA zw. 5´und 3´Spleißstelle
- beiden Exons werden verbunden
Warum sind eukaryotische Gene unterbrochen?
– neue Ebene der Regulation (alternatives
Spleißen)
* mehrere Proteine von einem Gen
– Genevolution: neue Gene durch Austausch
von Exons
– Introns erhöhen Stabilität einer RNA
– Funktion in Genregulation (Enhancer)
– tragen RNA-Gene: snoRNAs, miRNAs
Wie funktioniert alternatives Spleißen?
Alternatives Spleißen ist ein Mechanismus, durch den aus einem einzigen Gen mehrere verschiedene mRNA-Moleküle erzeugt werden können, die dann unterschiedliche Proteinvarianten codieren. Dies geschieht durch die Wahl verschiedener Spleißstellen, die es erlauben, verschiedene Exonkombinationen zu bilden.
Im allgemeinen besteht der Spleißprozess aus zwei Schritten: Im ersten Schritt wird das Intron durch eine Reaktionskaskade von Proteinen und kleinen nukleären RNAs entfernt, und im zweiten Schritt werden die verbleibenden Exons verknüpft, um die reife mRNA zu bilden.
Beim alternativen Spleißen können die Schritte des Spleißens auf verschiedene Arten ablaufen, so dass unterschiedliche Exonkombinationen gebildet werden. Dies kann durch verschiedene Spleißstellen, alternative Polyadenylierungsstellen oder alternative Promotoren vermittelt werden. Die Wahl der Exonkombination hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Zellart, dem Entwicklungsstadium oder dem physiologischen Zustand der Zelle.
Das Spleißosom, ein RNA-Protein-Komplex, spielt eine zentrale Rolle im Spleißprozess. Es besteht aus mehreren Proteinen und kleinen nukleären RNAs (snRNAs), die zusammenwirken, um das Intron zu entfernen und die Exone zu verknüpfen. Die snRNAs werden auch als Small Nuclear Ribonucleoproteine (SNRNPs) bezeichnet. Die SNRNPs interagieren mit spezifischen Sequenzen in der mRNA, um den Spleißprozess zu initiieren und durchzuführen.
was ist die RNA-Edierung?
- findet im Verlauf der Genexpression (nach Transkription und vor Translation) statt
- Änderung der Nukleotid-Sequenz wird bezgl. einzelner Nukleinbasen in mRNA => stimmt dann nicht mehr mit ursprünglichen genomischen DNA-Sequenz überein
- Funktion: vergrößert Diversität des Transkriptoms, somit höhere Proteinvielfalt möglich
wichtigste Typen der RNA-Edierung
- Insertional/ Deletional => Hinzufügen/ Entfernen von Nukleotiden
- im Menschen: A nach I und C nach U
=> Adenosin (A) in Inosin (I) durch Adenosin-Deaminase
=> Cytidin (C) in Uracil (U) durch Cytidin-Deaminase
welche Auswirkungen hat Edierung auf die Funktion von RNA?
- Änderung eines Codons
- Einfügen von Spleißstellen
- erweiterte Codonerkennung in tRNAs
