Translace Flashcards
1
Q
Nirenberg
A
- genetický kód je tripletový
- rozluštil 20 kodonů
2
Q
Khorana
A
- rozluštění 11 kodonů
3
Q
Brenner
A
- rozluštění posledních 3 STOP kodonů
- mnoho translací začíná Met -> iniciační kodon
4
Q
Čtecí rámec - co to je, otevřený, uzavřeny
A
- 1 ze 3 možností čtení nukleotidové posloupnosti
- je daný polohou nukleotidu, na které začíná čtení gen. kódu
- Otevřený čtecí rámec = dostatečně dlouhý úsek DNA a iniciačním a terminačním kodonem
- Uzavřený čtecí rámec = obsahuje terminační kodon těsně za iniciačním
5
Q
Genetický kód
A
- = Pravidlo pro převod posloupnosti nukleotidů do posloupnosti AMK
- Největší variabilita je na 3. místě kodonu
- Nejmenší variabilita je na 2. místě kodonu
- Degenerovaný - Met, Tryp jsou kódované jen 1 tripletem, ale jiné AMK kóduje více tripletů
- Univerzální, změny jsou zakázané
- Crick - Frozen accident theory - DNA se už nemůže dál vyvíjet, ale je to blbost (DNA chloroplastu/mitochondrií se stále vyvíjí)
- Mezi 20 AMK se přidávají další 2: Selenocystein a Pyrolysin
6
Q
Iniciační kodon
A
- Prokaryota - N-formylmethionin
- Eukaryota - Methionin
7
Q
Selenocystein
A
- Vloží jej SELENOCYSTEINYL-tRNA, ta je nabíjená seryl-aminoacyl-tRNA syntetázou
- naváže se Ser -> až na RNA je modifikace na Selenocystein
- váže se na speciální tRNA s antikodonem k UGA
- Bakterie - Pouze pokud se ve směru 3’ od UGA vyskytuje sekundární struktura selenocystein insertion
- Eukaryota - Selenocystein insertion je v 3’UTR
8
Q
Pyrrolysin
A
- U Archea, jednoho druhu bakterie
- kodon UAG
- existuje pyrolysyl-aminoacyl-tRNA syntetáza
- vložen kotranslačně místo STOP kodonu
- Tyto organismy dokážou proto využívat metylaminy jako zdroj energie
9
Q
Základní translační aparát
A
1)Ribosomální část - mRNA, tRNA, ribosomy
2)Neribosomální část - aminoacyl-tRNA syntetázy, další faktory…
- Aminoacyl-tRNA syntetázy = enzymy, katalýza vazby AMK na odpovídající tRNA, aktivace AMK vazbou na tRNA
10
Q
tRNA - struktura
A
- posttranskripční modifikace hlavně na psudouridinu a dihydrouridinu
- jetelový list, 4+1 ramen
- Akceptorové rameno - 5’ i 3’ konec, v nabitém stavu nese AMK
- D loop= Dihydrouridinové rameno, obsahuje dihydrouridin
- Antikodonové rameno - nese antikodon
- T loop = neměnný triplet TΨC, Ψ=pseudouridin
- Variabilní smyčka - 4-5 bází
TERCIÁLNÍ STRUKTURA - L struktura
11
Q
tRNA - vlastnosti
A
Společné vlastnosti - rozeznatelné ribosomem (A, P místo), elongačními faktory (EF-Tu, eEF1), iniciačními faktory (IF-2, eIF-2)
- Rozdílné vlastnosti - rozeznávané rozdílnými aminoacyl-tRNA syntetázami
12
Q
Aminoacyl-tRNA syntetázy
A
- = Enzymy odpovědné za přesnost překladu a stabilitu genetického kódu
- spotřeba ATP
- 3 vazebná místa - pro ATP, AMK, tRNA
- aktivace AMK: AMK+ATP -> aminoacyladenylát - P~P
- 2.aktivace tRNA: AMK~AMP + tRNA -> AMK~tRNA + AMP
- přesnost syntézy je daná specifitou vazebných míst a opravnou postsyntetickou aktivitou enzymu (proofreading)
- opravná aktivita ve 2 krocích - po syntéze aminoacyladenylátu a aminoacyl-tRNA
- každá tRNA rozezná jen jednu AMK
13
Q
Ribosom
A
- rRNA + proteiny
- bakteriální jsou menší než eukaryotické
- počet rybosomálních proteinů: B < A < E
- Hl. úpravy rRNA - methylace, pseudouridinylace
VAZEBNÁ MÍSTA: - A místo - aminoacylové, vazba aminoacyl-tRNA
- P místo - peptidylové, vazba peptidyl-tRNA
- R místo - exit. vybitá tRNA opouští ribosom
14
Q
Translace u bakterií - iniciace
A
- ribosomy volné i vázané
- volné ribosomy v kompletované formě (70S) a jako volné podjednotky - dynamická rovnováha
- zařazení 1 AMK = 4 makroergní vazby
INICIACE: - IF1 = brání vstupu iniciační tRNA do A místa, stabilizace
- IF2 = GTPáza, interakce s formylMet-tRNA, IF1, 30S podj.
- IF3 = disociace ribosomu na 2 podjednotky
- iniciátorová N-formylMethionyl-tRNA rozeznává AUG
- iniciační tRNA rozpoznají translační IFs, normální methionyl tRNA rozpoznají elongační faktory
- Iniciační komplex: IF1, IF2, IF3, 30S podj.
- 1)IF3 + 30S se váže na mRNA
- 2)IF1 se váže na tento komplex -> stabilizace
- 3)IF2 -> vazba GTP, iniciační tRNA do P místa na 30S podj. -> TERNÁRNÍ KOMPLEX (IF2+GTP+N-formylMet-tRNA)
- 4)Ternární kompelx rozpoznává komplex 30S podj.
- 5)30S podj. najde místo iniciace translace
- 6)N-formylMet-tRNA navázaná v P místě -> rozpoznání 50S podj. -> váže a hydrolyzuje GTP na GDP -> uvolní se iniciační faktory -> uvolnění A místa
15
Q
Translace u bakterií - elongace
A
- elongující tRNA v ternárním komplexu proteinu, elongačního faktoru Tu (,,Thermal Unstable’’) a GTP
- EF-Tu je přinesen nabitou aminoacyl-tRNA do A místa -> aktivace s GTP -> recyklace faktorem Ts
- syntéza: Peptidyltransferáza 50S podj.
- translokace vyžaduje EF-G a hydrolýzu GTP
- cyklické střídání EF-Tu a EF-G
- GTP aktivovaný EF-Tu rozpozná aminoacyl-tRNA -> opět ternární aktivovaný komplex -> vazba do A místa
- správné zařazení AMK -> GTP -> GDP -> změna konformace EF-Tu -> už neváže aa-tRNA -> ven z A místa -> syntéza peptidové vazby a vazba EF-G ve formě GTP -> hydrolýza GTP a translokace a přenos peptidyl-tRNA z A místa na P místo
- vznik vazby mezi tRNA a peptidem-tRNA se přesune na P místo
- Atak NH skupinou AMK C-konce peptidu na P místě -> vznik peptidové vazby
- EF-G soutěží o P místo s EF-Tu
16
Q
Translace u bakterií - terminace
A
- STOP kodon - nemá tRNA na konkrétní kodon, ale má release faktory
RELEASE FAKTORY: - RF1 - rozpozná UAA, UAG
- RF2 - rozpozná UAA, UGA
- RF3 - GTP vazebný, podobný RF-G, spolupráce s RF1, RF2
- pozmění funkci peptidyl transferázy -> katalýza adice vody místo AMK na peptidyl tRNA -> hydrolýza, uvolnění z C konce, z tRNA a ribosomu
- Ribosom se rozpadá na 2 podj.
17
Q
Translace u eukaryota - mRNA, pre-rRNA
A
- Kromě iniciace je to velmi podobné prokaryota
- eukaryotní mRNA je specifická a rozdílná od prokaryotních mRNA
- 3’ polyA ocásek, 5’mG čepička (ta je zásadní pro translaci)
- dlouhé 5’ i 3’ UTRs - regulační funkce, vazba proteinů, zvýšení/snížení účinnosti translace a stability mRNA, transport mRNA jinam do buňky
pre-rRNA: - dlouhý prekurzor pre-rRNA -> štěpí se -> úprava methylací…
- účast snRNA
- jadérko - rRNA, ribosomy - maturace, modifikace
- z cytoplasmy do jadérka - syntéza ribosomů -> pre-malá a pre-velká podj. -> do jádra -> syntéza -> do cytoplasmy
18
Q
Translace u eukaryota - Iniciace
A
- tRNA - jiná struktura
- 5’ čepičku rozezná eIF4
- 3’ ocásek rozezná polyA vazebný protein
- migrace malé podj. ribosomu k AUG -> potřeba ATP
- PREINICIAČNÍ KOMPLEX:
-> = malá podj. + ribosomy
-> vazba na 5’ konec před čepičkou
-> musí se dostat přes UTR -> skenuje -> narazí na AUG (nemusí být první) - mRNA je monocistronní
- iniciační aa-tRNA není formylovaná =Met-tRNA
- více eIFs
- spotřeba ATP i GTP
- 3’ polyA ocásek - polyA vazebné proteiny -> interakce s eIF4F a eIF3
- více faktorů -> vyšší a častější zahájení translace na 5’ konci
- čím delší polyA ocásek, tím lépe je mRNA překládaná
- každý cyklus -> zkrácený polyA -> signál pro Decapping komplex (=odčepičkovávací enzym, model uzavřené smyčky) -> ustřihne polyA -> degradace
OKOLÍ AUG:
-> Kozak consensus sequence - zvýšení pravděpodobnosti, že tento AUG bude ten pravý pro preiniciační komplex
-> eIF4E, eIF4G -> rozpoznají čepičku
-> eIF4A, eIF4B -> helikázy (ATP)
-> jsou to faktory skupiny 4, rozpoznají čepičku, navazují na preiniciační komplex a zahajují skenování - malá podj. skenuje 5’ UTR až k prvnímu AUG = Kozak sequence
- po rozpoznání AUG -> vazba iniciačního komplexu (IF2-GTP, Methionyl-tRNA)
- IF5 - spojení podjednotek ribosomu, start translace
19
Q
Translace u eukaryota - elongace
A
- EF-Tu => EF1α
- Ts => EF1βγ
- EF-G => EF2
20
Q
Translace u eukaryota - terminace
A
- 1 terminační faktor pro všechny STOP kodony
- eRF1 + eRF3 (GTPáza)
21
Q
Translace u Archea
A
- Archea, Eukaryota - IF2 - 3podj., přináší ternární komplex
- Shine Dalgarno sekvence (prokaryota), příp. něco podobného
- není 5’ mG čepička, nejsou eIF skupiny 4
- až 50 % Archea - mRNA polycistronní
- 5’ konec - AUG kodon a nic víc, žádná modifikace
22
Q
Degradace vadné mRNA- prokaryota
A
= Proofreading
PROKARYOTA:
- např. když mRNA nekončí STOP kodonem
- využívá se tmRNA = transferová messenger RNA, přenos do A místa, přenos peptidylu na tmRNA
- kóduje krátký polypeptid, který je přeložen -> normální rozpad a degradace
23
Q
Degradace vadné mRNA - Eukaryota
A
- vše pod dohledem 👀
NONSENSE MEDIATED DECAY: - výskyt nonsense, STOP kodonu, kde by neměl původně být
EXON JUNCTION COMPLEX: - část proteinu, která zůstane po sestřihu mRNA
- proteinový komplex, který označuje místo spojení exonů a intronů
- buňka na mRNA pozná, kde došlo ke spojení exonů (místa jsou označená)
- EJC je odstraněn během translace, ale není odstraněn z celé mRNA -> pokud se objeví STOP kodon a dojde k náhlé přerušení translace
- mRNA na sobě dlouho EJC nechává -> rozpoznání dalšími faktory -> ,,tu na mRNA je něco špatného, měla by se degradovat’’
- pokud mRNA nemá STOP kodon (nonstop decay) -> musí nastat degradace
- ribosom dojde na konec -> nemůže se uvolnit -> poznají to faktory -> degradace
24
Q
Kotranslační a prosttranslační úpravy
A
- Prokaryota - deformylace N-koncového Met deformylázou
EUKARYOTA: - Odštěpení N-koncového Met aminopeptidázou
- chemická modifikace konců (acetylace, methylace, hydrocylace, glykosylace)
- štěpení peptidů
- tvorba sekundární, terciální struktury
. vazba prostetických skupin - interakce s biopolymery
- tvorba supramolekulárních celků
25
Q
Folding proteinů do terciální struktury
A
CHAPERONY
- hl. Hsp = Heat shock protein
- Hsp70 - Eukaryota - v lumen ER, vazba na nově vznikající polypeptid, skládání a translokace
- Hsp60 - oboustraně otevřený barel
PROTEINDISULFIDIZOMERÁZA:
- PDI
- tvorba SS můstků v ER
PEPTIDYLPROLYLIZOMERÁZA:
- PPI
- změna cis konformace prolinu na trans
26
Q
Posttranslační lokalizace proteinů
A
- Vazba na cytosol
- Vazba na membránu
- Místo určení je dané lokalizačním signálem
- N-koncový l. signál - mitochondrie, chloroplasty, ER, sekrece ven
- C-koncový l. signál - peroxisomy
- Interní - jádro
27
Q
Eukaryota - posttranslační translokace
A
- Cytosolické a organelové proteiny
- syntéza na volných ribosomech v cytoplasmě
- translace -> folding -> translokace do matrix -> folding -> oligomerizace (Hsp60) -> někdy přenos zpět do lumen
28
Q
Eukaryota - kotranslační translokace
A
- CM, ER, GA…
- Syntéza na drsném ER
- N-terminální sekvence (NTD)
- translace -> syntéza 70 AMK -> vazba SRP na NTD -> zastavení translace -> vazba SRP na receptor -> přenos ribosomu na Sec61 -> translokace přes membránu -> štěpení signální peptidázou -> folding, gllykosylace…
29
Q
Prokaryota - posttranslační modifikace
A
- na nascentní protein se váže chaperon SecB -> vazba na membránový protein SecA a transmembránový SecY -> translokace -> odštěpení signálního peptidu
- energie pro translokaci - ATP
30
Q
Degradace proteinu
A
- Lysozomy, vakuoly, proteasom
- všudypřítomný ubiquitin -> vazba na protein
- Proteasom - supramolekulární komplex, degradace proteinů s navázaným ubiquitinem
- recyklace ubiquitinu
31
Q
Antibiotika - Streptomycin
A
- Vazba do malé podj. ribosomu
- špatné párování kodon-antikodon
32
Q
Antibiotika - Rifampicin
A
- blokace funkce bakteriální RNA pol. I
33
Q
Antibiotika - Puromycin
A
- mimikuje CCA konec aminoacyl-tRNA
- vazba do A místa
- vznikne plno zkrácených polypeptidů s puromycinem na C konci
34
Q
Antibiotika - Erythromycin
A
- blokace výstupního kanálu pro nově vznikající polypeptid
- vazba na velkou podj. ribosomu
35
Q
Antibiotika - Tetracyklin
A
- blokace A místa v malé podj.
36
Q
Antibiotika - Penicilin, ampicilin, cefalosporinová ATB
A
- blokace transpeptidázy při syntéze peptidoglykanu
37
Q
Antibiotika - Trimethoprim
A
- blokace syntézy prekurzorů replikace
38
Q
Antibiotika - Thiostrepton
A
- působí na translokaci
- blokace vnitřní GTPázové aktivity EF-G
