Transkription und Translation Flashcards
1
Q
Zellkern (Nucleus)
A
- bei Eukaryonten befindet sich die Erbinformation im Nucleus
- dieser ist von einer Doppelmembran umschlossen, innen befindet sich das Karyoplasma, dort befinden sich die Chromosomen
- die Substanz, aus der die Chromosomen bestehen, wird Chromatin genannt
- Chromatin ist ein Sammelbegriff für die DNA und die mit ihr assoziierten Proteine
- äußere Membran geht direkt ins ER über, der inneren liegt die Kernlamina an, die vorwiegend aus Intermediärfilamenten (Lamine) besteht
- um einen Transport zu ermöglichen, gibt es Kernporen und Proteinkomplexe (Importine)
- Proteine für den Nucleus werden im Zytoplasma synthetisiert und mit einer kurzen AS-Sequenz versehen (NLS = Nuclear Localization Signal), wird von Importin gebunden -> gelangt in den Kern
2
Q
Nucleolus (Kernkörperchen)
A
- in Färbungen heben sie sich deutlich ab, sie sind nicht klar vom restlichen Kern abgegrenzt
- wird von Abschnitten der Chromosomen gebildet, die Nucleolus Organizer Regions (NOR) heißen, diese finden sich nur auf den sog. akrozentrischen (Zentromer nah an einem Ende) Chromosomen 13, 14, 15, 21 22
- Aufgaben Nucleolus: transkribieren rRNA für Ribosomen (stoffwechselaktivere Zellen, brauchen viele Ribosomen, haben teils mehrere Nucleoli)
3
Q
Histone
A
- sind eine Gruppe der mit der DNA assoziierten Proteine ( die anderen sind Nicht-Histone, bspw. Enzyme für die Vervielfältigung)
- sind globuläre Proteine, der DNA-Faden wickelt sich 1 3/4 mal (Umdrehung) um ein Oktamer (nennt man auch einfach Histon (etwas irreführend)
- acht Histone bilden ein Oktamer, dieses besteht dabei aus je zwei Histonen verschiedener Typen (H2a, H2b, H3 und H4) -> wickelt sich die DNA um ein Histon-Oktamer, nennt man dies Nucleosom
- Histone des Typs H1 stabilisieren die DNA zwischen den Nucleosomen, die auch als Linker-DNA (link = Verbindung) bezeichnet wird (HEins Linker, wickelt seinen Gartenschlauch auf)
- > Chromatinfaden bestehend aus Histon (Oktamere) und DNA
4
Q
DNA Histon Verbindung
A
- DNA besitzt ein negativ geladenes Phosphatrückgrat Histone bestehen dagegen aus vielen basischen AS (bspw. Lysin), die bei dem in der Zelle vorherrschenden pH positiv geladen sind -> elektrostatische Anziehungskräfte bestehen zwischen DNA und Histonen
- durch bspw. Methylierungen oder Acetylierungen können die Anziehungskräfte beeinflusst werden, je stärler diese sind, desto weniger kann die DNA von Enzymen zur Herstellung von RNA und damit Proteinsynthese angegriffen werden
- Histonmodifikationen beeinflussen somit die RNA- bzw. Proteinsynthese, dies wird in der Epigentik erforscht
- aufgelockertes Chromatin wird Euchromatin genannt
- eng gepacktes wird als Heterochromatin bezeichnet
5
Q
Chromosomen
A
- verdichtestes Chromatin wird als Solenoid bezeichnet, weniger aktive Gene (keine Enzyme können angreifen)
- verdichtet sich vor Mitose noch weiter, wird lichtmikroskopisch sichtbar, es werden 46 Strukturen erkennbar, die Chromosomen genannt werden
- wird die Mitose durch Colchicin arretiert und ein Karyogramm angefertig, ist erkennbar das sich jeweils zwei recht ähnlich sehen, können als Chromosomenpaar (es gibt 23) zusammengefasst werden (nicht durch ein Zentromer verbunden) jeweils eins stammt von Mama und Papa, sie enthalten die Gene, die die gleichen Proteine codieren
- der doppelte Chromosomensatz wird als diploid bezeichnet (2n)
- in Spermien und der Eizelle liegt ein einfacher Chromosomensatz vor, nennt man haploid (n)
- Chromosomen können in Autosomen und Gonosomen unterschieden werden, die Chromosomenpaare 1-22 sind bei beiden Geschlechtern vorhanden, Frauen haben zusätzlich zwei X - und Männer ein X- und ein Y-Chromosom
6
Q
Strukturmerkmale von Chromosomen
A
- kurz vor der Mitose verdoppeln sich die Chromosomen, die Kopien bleibt mit ihrer Vorlage verbunden (dadurch entsteht die X-Form)
- die beiden Äste (Vorlage und Kopie) werden als Chromatide bezeichnet, das gesamte Gebilde heißt Zwei-Chromatid-Chromosomen, sind verbunden über das Zentromer, an dieser Stelle werden sie auch während der Mitose getrennt und zu den gegenüberliegenden Zellpolen gezogen
- nach der Lage des Zentromers unterscheidet man metazentrische, akrozentrische (Zentromer fast am Ende) und submetazentrisch (zwischen meta und akro) bei den letzten beiden entstehen so kurze (p) und lange (q) Arme, wichtig für Positionsangabe von Genen auf dem Chromosom
- Kinetochor: Struktur, die vorwiegend aus Proteinen besteht, die am Zentromer sitzen, an ihr können sich Mikrotubuli des Spindelapparates bei der Mitose verankern
- Telomer: schützen die Ende der Chromosomen, codieren nicht für Proteine
7
Q
Rekordhalter unter den Chromosomen
A
- Chromosom 1: ist das größte menschliche
- Chromosom 19: verfügt über die höchste Gendichte
- Y - Chromosom: ist das kleinste und hat die geringste Gendichte
8
Q
Struktur der DNA Grundlagen
A
- relevanten Basen sind Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
- DNA bildet einen Doppelstrang aus, beide Stränge sind durch Wsbb verbunden (AIIT, CIIIG)
- Einzelstränge halten über ein Zucker-Phosphat-Rückgrat zusammen und müssen komplementär sein um ein Doppelstrang auszubilden
- Regionen des DNA- Doppelstrangs die viel GC enthalten, sind aufgrund der 3 Wsbb stabiler, als die in denen viel A und T vorliegen
- Doppelstrang nicht linear sondern als alpha-Helix, Basen mit ihren Wsbb bilden die Sprossen einer Leiter
- die Doppelhelix ist rechtsgängig (Ausnahme: Z-DNA) und die Ganghöhe (Distanz, nach der sich die Helix einmal komplett gedreht hat, beträgt 10 Basenpaare)
9
Q
Struktur der DNA
A
- liest man den Strang der Länge nach ab, ergibt sich eine Basensequenz, diese sagt den Ribosomen, welche AS sie zu einem Protein verknüpfen sollen
- nicht alle Abschnitt der DNA codieren für Proteine
- an den Telomeren und Zentromeren der Chromosomen findet sich repetitive DNA (Keine Proteingene) je nach Quelle liegt der Anteil an repititiver DNA bei ca 50% des gesamten Erbinformation
- codierende Sequenzen (Extrons) werden durch Sequenzen unterbrochen, die nicht für eine AS-Sequenz codieren (Introns)
- es gibt auch Gene für Proteine, die mehrfach in der DNA vorhanden sind (Redunanz), Proteine, die viel gebraucht werden bspw. Bestandteile von Ribosomen
10
Q
Struktur von RNA
A
- Zucker der RNA ist nicht die 2-Desoxyribose sondern die Ribose (R in RNA
- Thymin wird in der RNA durch Uracil ersetzt
- es gibt auch seltene Basen, die für ganz bestimmte Funktionen wichtig sind
- die RNA ist meistens einzelsträngig, es gibt jedoch auch Ausnahmen
11
Q
hnRNA / prä-mRNA (heterogeneous nuclear RNA) und mRNA (messenger RNA)
A
- unmittelbares Produkt der Transkription
- entsteht durch Reifung der prä-mRNA und wird bei der Translation als Vorlage zur Synthese des Proteins genutzt
12
Q
tRNA (transfer RNA) und rRNA (ribosomal RNA)
A
- bringt AS zum Ribosom
- ist Bestandteil der Ribosomen
13
Q
snRNA (small nuclear RNA) und miRNA (micro RNA)
A
- snRNA: Bestandteil des Spleißosoms, hilft bei der Reifung der prä-mRNA
- miRNA: kann Abbau von mRNA auslösen und reguliert auf diese Weise die Proteinbiosynthese nach der Transkription
14
Q
Transkription
A
- die Information über einzelne Proteinbaupläne werden von der DNA abgelesen und auf RNA übertragen, welche den Nucleusv verlassen können
- Gen ist ein Abschnitt der DNA, der für eine RNA codiert, mithilfe der RNA wird entweder ein Protein hergestellt oder sie erfüllt selbst eine Aufgabe bspw. als rRNA
15
Q
Transkription Ablauf
A
- die RNA-Polymerase wird benötigt um die RNA zu synthetisieren, sie bindet an die Promotorregion des Gens (danach kommen Extrons und Introns)
- an dieser Bindung sind auch Transkriptionsfaktoren (TF) beteiligt, über die reguliert werden kann, wie oft ein Gen abgelesen wird
- die RNA-Polymerase liest nur einen Einzelstrang, dieser wird Matrize oder codogener Strang genannt
- die RNA-Polymerase kann die DNA, aufgrund von Helicase-Aktivität, selbstständig entwinden (dafür braucht man sonst die DNA-Helicase)
- die RNA-P nutzt immer die 3´-OH-Gruppe der bestehenden Kette um sie mit einem freien Nucleotid zu verknüpfen, folglich bleibt die 5´-OH des ersten Nucleotids dauerhaft frei -> die RNA wird von 5´- nach 3´-Strich synthetisiert
- wenn die RNA-P die Terminator-Region erreicht, dissoziiert sie ab, es ist eine prä-mRNA bzw eine hnRNA entstanden
