Transkription Flashcards

1
Q

Wie wird aus der DNA nun ein Protein?

A
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Q

Was ist sind die Unterschiede im Aufbau der prokaryonten und eukaryonten Zelle und damit auch die Unterschiede in der Transkription & Translation?

A
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3
Q

Was kann man allgemein zur Transkription sagen?

A
  • die genetische Info fließt von DNA zur RNA (geht nicht verloren –> wird umgeschrieben)
  • 1 Gen wird zu 1 Protein
  • es wird ein RNA-Strang synthetisiert der zur DNA komplementär ist
  • es werden nur einzelne Gene oder Gengruppen transkripiert
  • selektiv (reguliert durch spezifische Regulationssequenzen)
  • Mensch hat ungefähr 21.000 Gene –> potentielle Proteine!!!
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4
Q

Welcher DNA-Strang wird nun über die mRNA zu einem Peptid umgeschrieben?

A
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5
Q

Was ist die mRNA?

A

entsteht bei der Transkription aus dem Matrizen-Strang der DNA und dient selbst als Matrize bei der Translation

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6
Q

Wie sieht die mRNA aus?

A
  • einzelsträngiges Molekül
  • länge variiert –> muss mindestens 3 Basen beinhalten –> 3 Basen = 1 AS (Codon)
  • Untranslated region (UTR) = nicht-codierende Region/Sequenz: mRNAs sind immer länger als der codierende Abschnitt, da es im Bereich des 5’- und des 3’-Endes immer Bereiche gibt, die nicht codieren
  • Polygene RNAs können auch nicht-übersetzte Bereiche enthalten, die die einzelnen Genabschnitte von einander trennen
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7
Q

Was ist die Unterschied der Prokaryonten und der Eukaryonten mRNA?

A
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8
Q

Welches Enzym spielt bei der Transkription eine entscheidene Rolle (Prokaryonten)?

A

RNA-Polymerase

  • DNA-abhängig –> Doppelstrang notwendig ansonsten Geschwindigkeitseinbußen
    • RNA-Kopie anhand des DNA-Matrizenstrangs
  • stellt alle Typen von RNA her
  • benötigt alle 4 Ribonucleosid-5 ́-Triphosphate (ATP, GTP, UTP und CTP) –> sollten in gleicher Menge vorliegen und als Tri-..
  • benötigen keinen Primer –> Startpunkt ist spezifische Gensequenz = Promotor
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9
Q

Wie ist die RNA-Polymerase ausgebaut?

A

Komplex aus Core-Einheit und σ-Einheit = Holoenzym

Core Einheit:

  • 4 Untereinheiten:
    • β- und β’-Untereinheit
      • bilden das katalytische Zentrum:
        • enthält Mg2+ um die neg. Ladungen der Nucleotide zu minimieren
        • Zink- essentieller Bestandteil d. aktiven Zentrums
    • Zwei α-Untereinheiten

σ-Untereinheit = σ-Faktor

  • kann Promotor erkennen und bindet an diesn

→ RNA- Polymerase liest den DNA-Strang von 3’ nach 5’ & synthetisiert von 5’ nach 3’

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10
Q

Was passiert bei der Veresterung bei der RNA-Synthese?

A
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11
Q

Was passiert bei der Phyrophosphatase der RNA-Synthese?

A
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12
Q

In welche 3 Phasen gliedert sich die RNA-Synthese?

A
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13
Q

Erkläre das Bild!!

A
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14
Q

Woher weiß die RNA-Polymerase, welcher der beiden DNA-Stränge der Matrizen- und welcher der Nicht-Matritzen-Strang ist, bzw. in welche Richtung sie entsprechend ablesen muss?

A
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15
Q

In welche 2 Hauptteile gliedert sich die Initiation?

A
  • Bindung der RNA-Polymerase an dem Promotor
  • Beginn der RNA-Synthese
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16
Q

Wie läuft die Bindung der RNA-Polymerase an den Promotor ab?

A
  • RNA-Polymerase gleitet Strang entlang ohne sonderlich fest zu binden
  • σ-Untereinheit erhöht die Affinität des Enzyms für die Promotorsequenzen und verringert gleichzeitig die Affinität des Enzyms für andere DNA-Sequenzen
  • Bildung 2er Komplexe:
    • Geschlossener (Promotor-)Komplex: Wird der Promotor erkannt, bindet die RNA- Polymerase fest an diesen Bereich: Die DNA des Promotors ist stabil gebunden, aber noch nicht auseinander gewunden. Dies wird als geschlossener Komplex bezeichnet. Der geschlossene Komplex umfasst ca. 100 Basenpaare: Von -70 bis +30
    • Offener (Promotor-)Komplex: Anschließend wird ein DNA-Abschnitt von 12-15 Basenpaaren – von innerhalb des -10-Abschnitts bis zur Position +2 oder +3 – auseinandergewunden, sodass ein offener Komplex („Transkriptionsblase“) entsteht
17
Q

Was passiert bei zu Beginn der RNA-Synthese?

A

Zu Beginn der Initiationsphase liegt der offene Komplex vor. Zu dieser Phase gehören die Initiation der Transkription und das Verlassen des Promotors:

  • Freisetzen der σ-Untereinheit: Sobald die ersten 8 oder 9 Nucleotide der neuen RNA synthetisiert sind, wird die σ-Untereinheit freigesetzt. Diese wurde „nur“ zur Erkennung des Promotorenbereichs benötigt
  • Verlassen des Promotor-Bereichs: Die RNA-Polymerase verlässt den Promotor-Bereich und widmet sich anschließend der Elongation der RNA
18
Q

Wie läuft dier Elongation ab?

A
  1. Entwinden der DNA-Doppelhelix: Damit ein RNA-Strang synthetisiert werden kann, der komplementär zum Matritzenstrang ist, wird die DNA-Doppelhelix vorübergehend auseinandergewunden (Transkriptionsblase)
    • Transkriptionsblase: Diese Transkriptionsblase umfasst ca. 17 Basenpaare (bp). In der unteren Abb. wandert die Transkirptionsblase von links nach rechts. Sie hält mit der RNA- Synthese Schritt: Vor ihr wird die DNA geöffnet, nach erfolgter Transkription windet sie sich wieder zusammen
  2. DNA-Einzelstrang fixiert: Der DNA-Einzelstrang muss fixiert werden, damit die RNA- Polymerase ablesen kann
  3. Aktives Zentrum: An das 3’-Ende der RNA wird immer ein Nukleotid angehängt Substrate: Als Substrate benötigt die RNA-Polymerase sämtliche Nukleosidtriphosphate (ATP, GTP, UTP, CTP). Die Auswahl des passenden Nukleosidtriphosphats erfolgt gemäß den Basenpaarungsregeln.
  4. DNA-RNA-Hybrid: Während der Elongation bildet sich ein ca. 8 bp-langes DNA-RNA- Hybrid
  5. Verdrängung des RNA-Strangs: Wenn die DNA sich wieder zusammenwindet, wird das RNA-DNA-Hybrid verdrängt und der RNA-Strang wird nach außen geschoben, verlässt also die RNA-Polymerase
19
Q

Wie wird das Problem der Spannung bei der Elongation gelöst?

A
  1. Superspiralen:
    • vor Transkriptionsblase positive Superspieralen
    • hinter negative
    • RNA-Polymerase dreht sich entlang der Spiralen –> keine Spannung
  2. Topoisomerasen
    • verändern räumliche Struktur d. DNA –> keine Torsionsspannungen
    • Topoisomerase I: lässt Bruch in einem Strang entstehen, windet diesen dann umd Strang 2 und verbindet ihn wieder
    • Topoisomerase II: schneidet beide Stränge auseinander, beseitigt verdrillung und schließt sie wieder
20
Q

Was passiert bei der Termination?

A

Das Ablösen der RNA von der DNA (und damit die Auflösung des RNA-DNA-Hybrids) stellt die Beendigung der Transkription dar. mRNA wird am Ribosom in das entsprechende Protein translatiert, im Gegensatz zu tRNA und rRNA.

21
Q

Was sind Terminationssequenzen?

A

Das Ende der transkribierten Gene wird durch eine sog. Terminationssequenz angezeigt: Trifft die RNA-Polymerase auf bestimmte DNA- Sequenzen, kommt die RNA-Synthese zum Stillstand und die Transkription wird beendet.

22
Q

Welche Arten von Terminationssignalen gibt es?

A
  1. ρ-unabhängig
  2. ρ-abhängig: Benöigt den Proteinfaktor ρ
23
Q

Wie funktioniert das ρ-unabhängige Terminationssignal?

A
24
Q

Wie funktioniert das p- abhängige Terminationssignal?

A
25
Q

Welche unterschiedlichen RNA-Polymerasen gibt es bei den Eukaryonten?

A
26
Q

Was ist die Svedberg-Einheit?

A

Mithilfe der Sedimentationskonstante unterscheidet man 4 verschiedene rRNAs und benennt sie nach ihrer Sedimentationskonstanten

27
Q

Was ist der Unterschied zwischen eukaryontischen und prokaryontischen Polymerasen?

A

am Beispiel RNA-Polymerase II:

  • Die RNA-Polymerase II ist deutlich größer als die prokaryontische –>besitzt 12 Untereinheiten
  • 50 weitere Proteine: Eukaryontische RNA-Polymerasen sind nicht in der Lage, den Promotor selbstständig zu erkennen und zu finden. Zur Bindung an den Promotor benötigen sie eine große Anzahl an Hilfsproteinen, sog. allgemeine Transkriptionsfaktoren
28
Q

WIe wirken die Antibiotika Acridin und Actinomycin D?

A
29
Q

Nenne 2 RNA-Polymerase hemmende Substanzen!

A
30
Q

Nenne die Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Replikation und Transkription!

A