Trabskription Flashcards
Was ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie?
DNA->RNA->Protein
Was beschreibt die Transkription?
- Kopieren von DNA in RNA
- wird durch das Enzym RNA Polymerase katalysiert
- erfolgt ausgehend von spezifischen Bindungsstellen der RNA Polymerase, sogenannten Promotoren
Biochemie RNA-Polymerisation
- Synthese Richtung 5’->3’
- 3’OH attackiert alpha-Phosphat
- > neues Nukleotid und Pyrophosphat wird freigesetzt
- keine Korrekturlesefunktion
Promotor Prokaryoten und Eukaryoten
Typisch prokaryotisch: -35 Box 15-17bp -10(tata) Box Sehr nah am Transkriptionstart Eukaryoten: Wenig definiert und viel variabler -z. B. Tata box selten
bakterielle RNA Polymerase Aufbau
- Kernenzym aus aus zwei alpha und einer beta sowie einer beta´
- Sigmafaktor-> Regulation der Genexpression
Welche RNA Polymerasen transkribieren was?
- RNA-Polymerase II :Promotoren für Protein-kodierende Gene
- RNA-Polymerase I: Promotoren für rRNA Gene
- RNA-Polymerase III: Promotoren für tRNA-Gene
Was sind die Stadien der Transkription?
Initiation: RNA Pol bindet an Promotor->DNA-Stränge trennen sich->Polymerase initiiert RNA-Synthese
Elongation: DNA Pol bewegt sich abwärts, entwindet DNA und verlängert das RNA-Transkript von 5´ nach 3´
- Ende
- DNA geht wieder in Ausgangszustand der Doppelhelix zurück
Termination: RNA Transkript wird freigesetzt und die Pol löst sicb von der DNA
Transkriptionsinitiation in Prokaryoten
- Bindung an RNA-Polymerase
- Aufschmelzen der DNA
- Abortive Initiation: Synthese kurzer RNA-Stücke
- Entlassen der Sigma-Untereinheit
- Elongation
Transkriptioninitiation Eukaryoten mit TATA-Box-Promotoren
-TFIID mit TBP(TATA binding protein) bindet, dadurch können weitere TFs binden
-weitere Faktoren binden unter anderem TFIIH
und die Polymerase
-> Präinitiationskomplex hat sich gebildet
Warum ist das Protein TFIIH wichtig für die Transkriptionsinitiation?
-öffnet unter ATP-verbrauch die dsDNA und hat Helikasefunktion
-phosphoryliert CTD (C-terminale Domäne)
von Pol II->entscheidend für Aktivierung des PIC
Was ist die Funktion eines Enhancers und wie funktioniert dieser?
- aktivieren die Initiation aus der Ferne
- entweder befindet sich ein Activator-Protein am Enhancer und bindet an Präinitiationskomplex durch Beugung der DNA
- meist aber über Koregulatoren:
- diese interagieren mit:
- proximalen Aktivatoren
- generellen TFs
- der Polymerase
- Nukleosomen
Wie interagiert die Polymerase mit der DNA während der Elongation?
-RNA Pol bewegt sich entlang der DNA und entspiralisiert die WIndungen der Doppelhelix und exponiert etwa 10-20 Basen auf einmal, die sich mit RNA Nukleotiden paaren können
C-Terminale Domäne
- 52x(YSPTSPS) Peptidkette mit 1-7 gekennzeichnet
- S2 und S5 werden posttranslational phosphoryliert
- erst Serin5 phosphoryliert und wird aufgehalten kommt zu Pause
- bei Phosphorylierung von Ser2 beginnt die Elongation
Inwiefern ermöglichen die verschiedenen Schritte der
Transkriptionsinitiation unterschiedliche Arten der Transkriptionsregulation?
- On/Off-Regulation: vor der Ausbildung des Präinitiationskomplexes->dauert länger
- schnelle Antwort: nach Ausbildung des PIC
- Massive, ultraschnelle Steigerung der Transkriptionsrate: Aktivierung nach proximaler Pausierung
Transkriptionstermination in Prokaryoten
Termination ohne Terminationsfaktor:
-Sekundärstruktur(Terminationsschleife) und das oligo U am 3´-Ende des Transkripts bewirken Termination ohne Hilfsfaktoren
Faktorabhängige Transkription:
-Rho-faktor bindet an RNA und erkennt auf naszierender RNA eine bestimmt Sequenz
-wandert unter ATP-verbrauch entlang der RNA und löst RNA-DNA-Hybrid auf-> RNA-Pol fällt von DNA
Termination in Eukaryoten
- spez. Faktoren binden naszierende RNA Signalsequenzen(Poly-A-Site)
- RNA wird hier geschnitten
- PolyA-Schwanz wird an das 3´-Ende der fertigen RNA gehängt
- eine 5´-3´ Exonuclease degradiert die RNA bis die Polymerase erreicht ist, die dann vom template abdissoziiert
Inwiefern besteht eine Verknüpung von Transkription und RNA-Reifung in Eukaryoten über die CTD der RNA Pol II
-CTD belädt die RNA mit RNA-Prozessierungsfaktoren und die DNA mit Chromatinmodulatoren
Was sind die wichtigen Intronsequenzelemente?
- GT-AG-Regel:Intron beginnt immer mit einem GT(GU bei RNA) und endet mit einem AG
- 5´ und 3´-Splice-site beherbergen die wichtigsten Erkennungssequenzen
- branchpoint A
Spleißreaktion?
-2´OH-Gruppe am Branchpoint A ist enzymatisch aktiv
->attackiert nucleophil Phosphoratom der Phosphordiester-Bindung an der 5´-Splicesite
=freies 5´-Exon mit 5´-OH-Gruppe und Lariate RNA
-freigewordene OH-Gruppe weiterer nucleophiler Angriff
Ergebnis: freies Lariat und Verknüpfung der beiden Exons
->Spleißreaktion aus 2 Transesterifikationen
was sind die Komponenten des Spleißapparats?
-ca- 150 Proteine
-5 RNA Moleküle (snRNA)-> sehr U-reich
-stecken in snRNPs(Snurps)-> small nuclear ribonucleoprotein particles
-
Wie bildet sich das Spleißosom?
-erkennen: U1 erkennt 5´-binding site
Branch-point-binding-protein erkennt branch-point
-U2 verdrängt BBP und
-Erkennung über RNA-RNA Interaktionen der SNURPS ->Ribonukleoproteine
initiale elongation nicht gleich vollständige mRNA?
- Polymerase wird während Elongation von TFs aufgehalten
- es kann zu proximalen Pausen kommen
