RNA quality control in eukaryotes and their implication for health and disease Flashcards
Vorlesung 11
Nenne vier mRNA defekte, welce zum mRNA Abbau führen
vorzeitiges Stopcodon (NMD)
aufgehaltene Translation durch Sekundärstruktur (NGD)
Translation in 3’UTR (REMD
kein Stopcodon (NSD)
Nenne die Schritte der mRNA Prozessierung
Ausgangspunkt: Primärtranskript
- 5’ Cap via Cap Protein
- 3’ Polyadenylierung
- pre mRNA splicing
- mRNA Splicing
- Export
1 und zwei zwingend notwendig für (u.a. Export-) kompetente mRNA
Weswegen liegen Gene in der Form von Exons, unterbrochen von Introns vor?
a) Larger genetic variability
1. multiple proteins from one gene (via alternative splicing)
2. new genes by exchange of exons
3. post-transcriptional regulation of gene expression
b) Increased stability
I. Short exons will remain more likely intact with regard to recombination events
c) exons often coding for functional domains
Wie viele Exons und Introns enthält pre-mRNA im Schnitt?
7-8 Introns, 8-9 Exons
Nenne drei konservierte Sequenzen in Exons/Introns, welche zum Splicing notwendig sind
- AG
- GU
AG/GU: 5’exon/intron, 3’ intron/exon junction - Branch Point Nukleotid A
Beschreibe die zwei Schritte vom typischen Intron Removal
*Step 1:
an A-residue in the branch point sequence carries out a nucleophilic
attack on the 5‘ splice site, creating lariat-exon 2. The splicing intermediates are: exon 1 and lariat-exon 2.
*Step 2:
exon 1 attacks the 3‘ splice site to generate the splicing products spliced exon and lariat intron.
Was ist alternatives Splicing und wozu ist es gut?
Alternative splicing: is a process by which a single transcript yields different mature mRNAs leading to the production of protein isoforms with diverse or even antagonistic functions
Wie viele mRNAs in Menschen sind, schätzungsweise, alternativ gespiced?
Wie viele davon enthalten vorzeitige Stopcodons (PTC)?
- ca 74%
- Davon ca. 30% (Insgesamt ca.14,7%)
Nenne sechs konservierte RNA Sequenzen, die in die Spliceregulation involviert sind
- branch point (BP, U2 binding site)
- the 5‘ splice site (U1 binding site)
- the 3‘ splice site (U2AF heterodimer binding site)
- splice sites of an alternatively spliced cassette exon (blue box)
- exonic and intronic splicing enhancer (ESE, ISE)
- silencer (ESS, ISS) elements
Welche Auswirkungen haben Punktmutationen in den spliceregulatorischen Sequenzen?
Verantwortlich für 9-10% der genetischen Erkrankungen, die durch Punktmutationen hervorgerufen werden
Nenne die zwei Ebenen des splicing codes
The first layer of the splicing code consists of consensus splice site sequences positioned at exon-intron junctions (AG/GU/Branch Point)
second layer of the splicing code (ESE, ESS, ISE, ISS) directs splicing machinery to the appropriate sites and prevents the usage of cryptic splice sites
Wie viele Mutationen im Menschen betreffen die splice sites (in %)?
ca. 10%
Wie wird das alternative Splicing reguliert?
dynamische Interaktion zwischen hnRNP proteinen ( binden an ESS und ISS) und SR Proteinen (binden an ESE und ISE)
Welche Konsequenz kann die Störung des Antagonismus zwischen SR und hnRNP haben?
weitreichende Folgen. Resultat: genetische Erkrankungen
Wie kann Splicing in Kranklheiten involviert sein?
Splicing can
*be the direct cause of the disease
*modify the severity of the disease
*determine the disease suseptibility
Was ist der Unterschied zwischen Störungen in Cis-agierenden und Trans-agierenden Faktoren?
Cis: Effekt in Cis; nur ein Gen betroffen
Trans: Effekt in trans; potentiell mehrere gene betroffen
Nenne drei Mutationen, die das Splicing beeinflussen, sowie Beispiele für Erkrankungen verursacht durch diese.
Gain-of-splicing-function mutation:
If a splicing element is enhanced or created (creation of cryptic splice site, ESE, ESS, ISE and ISS elements)
Exon 3 skipping in familiar isolated growth hormone deficiency (IGHDII)
Lost-of-splicing-function mutation:
If a splicing element is weakenedor destroyed (e.g. disruption of an ESE or ESS)
* beta-thalassemia: creation of cryptic 3‘ splice site in the first intron
* Spinal muscular atrophy (SMA)
Mutations and alterations of splicing factors:
If a splicing factor for constitutive or alternative splicing is mutated or nongenetically altered (e.g. PRPF3, PRFP8 and PRFP31 in retinitis pigmentosa)
Was ist Spinale Muskelatrophie?
Mutation in SMN (Survival of Motor Neuron)-Gen -> Verlust der Motorneuronen in der Wirbelsäule -> muskeln nonfunktional