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Molekularbilolgie 2024/25 > Transkription > Flashcards

Transkription Flashcards

Vorlesung 1

1
Q

Nenne die Schritte der mRNA-Transkription bis zur Translation.

A
  1. Primäre Transkription
  2. Processing; Beinhalted 5’-Capping, 3’-Polyadenylierung und Splicing der mRNA
  3. Export aus Nukleus
  4. Translation im Cytoplasma
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2
Q

Nenne die vier Arten von Polymerasen

A

1.DNA-abhängige DNA Polymerase
1.DNA-abhängige RNA Polymerase
1.RNA-abhängige DNA Polymerase
1.RNA-abhängige RNA Polymerase

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3
Q

Wie viele eukaryotische RNA Polymerasen (DNA->RNA) existieren und wie sind diese benannt?

A

1.RNAPolymerase I
2.RNA-Polymerase II
3.RNA Polymerase III

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4
Q

Welche RNAs werden von RNA-Pol I transkribiert und wo in der Zelle findet diese Transkription statt?

A

pre rRNA für 28S, 18S und 8S rRNA
Befindet sich im Nukleus

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5
Q

Welche RNAs werden von RNA Pol II transkribiert und wo in der Zelle findet diese Transkription statt?

A

pre-mRNA, vier snRNAs, viele pre-miRNAs und lncRNAs (long non-coding RNA)
Befindet sich im Nukleoplasma

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6
Q

Welche RNAs werden von RNA Pol III transkribiert und wo in der Zelle findet diese Transkription statt?

A

pre-tRNA, 5S rRNA, snRNA (mit Außnahme vierer, siehe RNA Pol II), einige pre-miRNAs
Befindet sich im Nukleoplasma

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7
Q

Welche RNA Polymerasen werden durch α- Ammanitin inhibiert?

A

RNA-Pol II und RNA-Pol III

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8
Q

Welche Domänen hat RNA Pol II und was ist die Aufgabe dieser Domänen?
Wie viele Untereinheiten haben diese Domänen?

A

Core- und Stalk Domäne (2 Domänen);
Core: Enthält das katalytische Zentrum; 10 Untereinheiten (RPB1, RPB2 und weitere kleine Untereinheiten)
Stalk: Zwei Untereinheithen in Pol II; mobiles Strukturelement, primär notwendig für Transkriptionsinitiation

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9
Q

Welches Elementarion benötigt RNA Pol II zur Funktion?

A

Magnesiumion

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10
Q

Was ist das RNA Pol II Holoenzym?

A

Der Komplex aus RNA Pol II und GTFs (General Transcription Factors)

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11
Q

Wo werden Transkriptionsfaktoren erzeugt und welche folge hat dies?

A

im Cytoplasma;
Folge: Transkriptionsfaktor muss durch Kernpore in den Nucleus importiert werden.

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12
Q

Wie wird die Aktivität von Transkriptionsfaktoren allgemein reguliert?

A

1.Importkontrolle zum Nukleus
2.Modifikation der Transkriptionsfaktoren

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13
Q

Welche Kategorien von Transkriptionsfaktoren gibt es?

A
  1. General Transcription Factors (GTFs)
  2. Regulatory/Specific TFs
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14
Q

an welchen Promotoren werden GTFs von RNAPII benötigt?

A

an allen

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15
Q

Woraus besteht der Pre-Initiation Complex (PIC)?

A

RNAP II + GTFs gebunden an Promotor

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16
Q

Was sind die Unterschiede zwischen GTFs und regulatorischen Transkriptionsfaktoren?

A

GTF: kleine Untergruppe von TFs, zwingend notwendig für initiation, Exprimiert in großer, gleichbleibender Menge
RTFs: Notwendig zur Regulation der Expression, große Untergruppe von TFs, expression in geringer, variabler Menge

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17
Q

Welche Transkriptionsschritte sind die bedeutendsten Regulationspunkte?

A

Initiation und Elongation

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18
Q

Was sind die drei wichtigsten GTFs von RNAP II und welche Aufgaben haben sie (grob)?

A
  1. TF_{II}B: Rekrutierung von RNAP II
  2. TF_{II}D: Positionierung von RNAP II
  3. TF_{II}H: Aktivierung von RNAP II
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19
Q

Wie viele Untereinheiten haben die wichtigsten GTFs von RNAP II und womit interagieren sie

A

1.TF_{II}B: eine Untereinheit, Interagiert mit TBP und acidischen Aktivatoren
2.TF_{II}D: Mindestens fünf, einschließlich TBP und TAFs, Interagiert mit DNA und Proteinen
3. TF_{II}H: Mindestens Sechs, Interagiert mit Kinase Komplex (TF_{II}K)

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20
Q

Wie Groß ist TF_{II}D

A

~750 kDa, größter GTF

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21
Q

Aus welchen Untereinheiten besteht das RNAP II Holoenzym?

A

RNAP II, TBP, TF_{II}D, B, H, E und A

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22
Q

Wo wird der PIC assembliert?

An der mRNA

A

Core Promotor region

23
Q

Was ist die basale Transkription?

A

langsame Transkription vor Einsatz von Aktivator- oder Repressorproteinen (Regulatoren)

24
Q

Binden Regulatoren direkt an den PIC?

A

Nein, zwischen Regulator und PIC befindet sich ein Mediator

25
Q

an welche DNA-Sequenzen binden Regulatoren?

A

Aktivator bindet an Enhancer
Repressor bindet an Silencer

26
Q

relativ zum Promotor, wo können regulatorische DNA-Sequenzen vorliegen?

A

Upstream oder Downstream, proximal oder distal.

27
Q

Wie wird die räumliche Nähe der regulatorischen Sequenzen zum Promotor wärend der Initiation gewährleisted?

A

Durch sekundäre DNA-Strukturen, stabilisiert durch Cohesin/CTCF Komplex

28
Q

Was ist der Kernpromotor?

A

Kürzeste Sequenz die für die Bindung von RNAP II benötight wird.

29
Q

sind alle Kernpromotorsequenzen gleich?

A

Nein

30
Q

wie viele Kernpromotoren enthalten TATA-Boxen (in Prozent) und wio liegen diese?

A

~50%
~-25 bp (~25 bp upstream)

31
Q

Was besitzen Kernpromotoren ohne TATA-Box häufig?

A

DPE (Downstream Promotor Element) +28 bis + 32 bp

32
Q

Erkennen GTFs oder RNAP II den Promotor?

A

GTFs

33
Q

Nenne zwei Obergruppen von Promotoren und den HAuptunterschied zwischen diesen.
Für welche gene ist welche Promotorgruppe häufig zuständig?

A

TATA-Box Promotor: Eng definierter Transkriptionsstart, nur von einem Startpunkt, häufig zellspezifische Gene

Hypomethylierte CpG inseln: Broad-Spectrum Promotor, Transkriptionsstart in beide Richtungen von unterschiedlichen Startpunkten aus möglich. Oft HAushaltsgene.

34
Q

Nenne drei Kernpromotoren, deren Position zur TSS und deren bindendes Protein, falls forhanden

A

TATA-Box; -31 bis -24 bp; TBP

Inr (Fliege); -5 bis -2 bp; Taf 1 und 2

Inr(Mensch); je nach subtyp +-1 oder +-3 bp; unbekannt

DPE; je nach subtyp +28 bis +34, +28 bis +33 oder +24 bis +32; Taf 6 und 9, möglicherweise TAF 1

35
Q

Was ist das BRE?

A

TF_{II}B Recognition Element

36
Q

für welche RNA Polymerasen ist TBP bedeutsam?

A

RNAP I, II und III

37
Q

Woraus besteht TF_{II}D?

A

TBP + TAFs (TBP Associated Factors)

38
Q

Bei welchen Polymerasen bindet TBP die TATA-Box?

A

RRNAP II und selten RNAP III

39
Q

Beschreibe den Transkriptionsverlauf von RNAP II in sechs schritten

A
  1. Rekrutierung von RNAP II Holoenzym an Kernpromotor
  2. Öffnung des DNA-Doppelstranges, Rekrutierung weiterer Proteine, Entstehung des geschlossenen PIC
  3. Öffnung und Aktivierung von PIC, Begin der Transkription
  4. Elongation
  5. Termination
  6. RNAP II Recycling
40
Q

wie viele Proteine enthält der PIC?

A

> 70

41
Q

Beschreibe die Assemblierung des PIC (fünf Schritte)

A
  1. Bildung von TF_{II}D aus TBP und TAFs; Bindung von TF_{II}D an DNA->Knick der DNA um 90 grad
  2. GTFs einschließlich TF_{II}A und B binden an Komplex
  3. RNAP II wird von TF_{II}B rekrutiert; B-Ribbon von TF_{II}B stabilisiert RNAP II an TSS, TF_{II}F wird rekrutiert, Kern PIC ist komplett
  4. TF_{II}E und H binden an komplex, geschlossene, inaktive Form von PIC komplett
  5. TF_{II}H Helikase XBP entwindet DNA an TSS, Formung der Transcription Bubble, Wechsel von geschlossenem zu offenem PIC, Transkriptionsstart
42
Q

Kann die Transkription nach dem Start abgebrochen werden?

A

Ja. Der Promotor-escape der RNAP II, der für die weitere Transkription nötig ist, hängt von einer Konkurenz zwischen dem Transkript und TF_{II}B ab.
Verliert das Transkript, wird die Transkription abgebrochen.

43
Q

Welche Modifikation der RNAP II ist für eine erfolgreiche Elongation erforderlich?

A

Sequentielle Phosphorilierung der CTD. Erfolgt durch CDK7 Kinase des TF_{II}H

44
Q

Wie kommt der Pause-State, von welchem die Transkription abgebrochen werden kann, zu stande?

A

TF_{II}B Ribbon blockiert RNAP II exit channel, weitere domänen interagieren mit RNAP II katalytischem Zentrum.
Notwendig für initiation, führt aber zu sterischem Konflikt zwischen TF_{II}B und Transkript.

45
Q

Welche Ausgänge kann der Pause State der Transkription haben?

A
  1. TF_{II}B gewinnt; Abbruch der Transkription
  2. Transkript gewinnt; Ablösung von TF_{II}B-> Promotor escape; Elongation
46
Q

Wie viele Repeats hat die C-Terminal Domain (CTD) und wie gut sind diese Repeats konserviert?

A
  1. in Hefe: 26 repeats, sehr stark konserviert
  2. in Säugetieren: 52 repeats, nur die ersten (N-terminalen) 26 sehr stark konserviert, weitere 26 repeats zeigen varianzen
47
Q

Was ist die Sequenz der CTD-Repeats?

A

YSPTSPS

48
Q

Welche Modifikation der CTD ist für den Promotor Escape notwendig?

A

Ser5 Phosphorilierung

49
Q

Welche Modifikation ist für das Beenden des Promotor proximal pausings nötig und, im Falle von nicht-CTD modifikation, welche Auswirkungen hat diese?

A

Ser2, DSIF und NELF Phosphorilierung
NELF: Negativer Transkriptionsfaktor, dissoziiert nach phosphorilierung
DSIF: Negativer Transkriptionsfaktor, wird nach phosphorilierung zu positivem Transkriptionsfaktor

50
Q

Welche Modifikation der CTD erfolgt wärend der Elongation?

A

Thr4 Phosphorilierung wärend Rekrutierung weiterer Elongationsfaktoren

51
Q

Welche Modifikation der CTD erfolgt als Terminationssignal und welche Auswirkungen haben diese?

A

Entfernung vorheriger phosphorilierungen mit Ausnahme von Ser2 und Thr4
Auswirkung: Termination, RNA abspaltung, Polyadenylierung, RNAP ii Recycling

52
Q

Welche Aufgaben hat TF_{II}H in der Transkription?

A
  1. Öffnung der DNA (-8 zu +2 von TSS)
  2. Phosphorilierung von CTD
53
Q

Welche Aufgaben hat TF_{II}H außerhalb der Transkription?

A

Teil der Nucleotide Excission Repair (NER);
Öffnung von DNA um läsion (-22 bis +5), Assistiert ERCC1-XPF Faktor für 5’ Schnitt

Molekularbilolgie 2024/25 (13 decks)

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