Übungsfragen 7+8

Question 1

. Worin unterscheidet sich RNA von DNA?

Answer 1

RNA: einzelsträngig; komplexe (Sekundär-) Strukturen; Uracil, 2‘ OH Gruppe
- DNA: doppelsträngig; fast ausschliesslich Watson-Crick B-DNA Helix; Thymin; keine OHGruppe am 2‘C

Question 2

. Was sind die Haupttypen von RNA in einer Zelle?

Answer 2

rRNA; tRNA, mRNA

Question 3

3. Nennen Sie die drei Phasen der Transkription.

Answer 3

• Initiation, Elongation, Termination

Question 4

. Nennen Sie drei Unterschiede zwischen den RNA Polymerasen von Prokaryoten
und Eukaryoten.

Answer 4

Prok.:
nur eine RNA Pol. Mit verschiedenen Sigmafaktor;
Euk:
RNA Pol I, II, III; TBP; CTD an RNA Pol II,
viel mehr Untereinheiten als prok. RNA Pol

Question 5

. Was ist abortive Initiation?

Answer 5

Die RNA Polymerase beginnt, eine kurze RNA zu synthetisieren, fällt dann jedoch vom Substrat
ab, i.e. wird nicht produktiv / steigt nicht in die Elongation ein

Question 6

. Gegeben sei folgender DNA-Abschnitt:
5‘-GGGATCGTTCGTAGT-3‘
3‘-CCCTAGCAAGCATCA-5‘
Angenommen, der obere Strang wird von RNA-Polymerase als template
benutzt
Wie sieht die transkribierte RNA aus (markieren Sie bitte 5‘- und 3‘-Ende)?

Answer 6

5‘ ACUACGAAGCAUCCC 3‘

Question 7

Sie finden eine Mutante mit einer 10-bp-Insertion zwischen der Startstelle
der Transkription (+1) und der Ribosomen Bindungsstelle (in der Abbildung
nicht dargestellt). Diese Insertion besteht nur aus C- und G-Nukleotiden.
Welche Auswirkungen wird dies auf a) die mRNA und b) das kodierte
Protein haben. Begründen Sie

Answer 7

) Die mRNA wird um die Insertion länger
b) Das kodierte Protein verändert sich nicht, allerdings könnte die Insertion die
Translationseffizienz verändern

Question 8

. Welche Terminationsmechanismen gibt es bei den Prokaryoten?

Answer 8

Rho-vermittelte Termination; Rho-unabhängige Termination mittels einer RNA-Stammschleife

Question 9

. RNA Polymerasen haben eine ganz besondere Struktur. Welche Kanäle gibt es
und wo?

Answer 9

DNA-Eintrittskanal
- DNA-Austrittskanal
- RNA-Autrittskanal
- Nukleotideingangskanal

Question 10

. Mit welchem Nukleotid beginnt die eukaryotische RNA?

Answer 10

Trimethyl-GTP (Kappe)

Question 11

11. Nennen Sie zwei basale Transkriptionsfaktoren. Welcher hat enzymatische
    Eigenschaften und was ist deren Funktion?

Answer 11

• TFIID /TBP; TFIIH: Helikaseaktivität zum Aufschmelzen der DNA; Kinaseaktivität zur
  Phosphorylierung des CTD der RNA Pol II

Question 12

2. Auf welche andere Weise können Proteine die Transkription regulieren, ohne
   direkt mit dem PIC (pre-initiation complex) zu interagieren?

Answer 12

Elongationsfaktoren können die Effizienz der Polymerase während der Transkription
verändern
- Die Termination der Transkription kann reguliert werden (Polyadenylierung)

Question 13

4. Welches sind die wesentlichen Unterschiede zwischen prokaryotischer und
   eukaryotischer mRNA?

Answer 13

Eukaryotische mRNAs weisen in der Regel Introns auf, besitzen eine Kappe und einen PolyASchwanz. Prokaryotische mRNAs sind polycistronisch.

Question 14

15. Was passiert, wenn eine Punktmutation eine Spleißstelle betrifft?

Answer 14

Die Spleißstelle verschiebt sich, d.h. das Exon wird länger oder kürzer

Question 15

. Erläutern Sie kurz den Vorgang des mRNA Splicing.

Answer 15

Es handelt sich um eine doppelte Transesterifizierung. Ein Adenosin im Intron attakiert die 5‘-
Spleißstelle.. Dadurch kommt es zur Ausbildung eines Lariats und zu einem freien 3‘-OH am
Ende des 1. Exons.

Question 16

7. Was sind Introns und Exons, und wie können Sie die exakte Lage von Introns
   bestimmen?

Answer 16

Introns sind Bereiche einer RNA, die mittels Spleißen entfernt werden können
- Exons sind Bereiche einer RNA, die nach dem Spleißen in der reifen RNA verbleiben.
- Die Lage der Introns kann man durch den Vergleich von reifer RNA und dem Primärtranskript
betimmen

Question 17

8. Beschreiben Sie den Mechanismus der Polyadenylierung.

Answer 17

4 Schritte: RNA Polymerase II passiert eine Polyadenylierungssequenz.
- Diese Sequenz wird von einer RNA-Endonuklease geschnitten.
- Das 3‘ gelegene Fragment dieses Schnittes wird von einer Exunuklease verdaut.
- Der 5‘ vom Schnitt gelegene RNA-Bereich wird von polyadenyliert (Anheftung eines PolyASchwanzes durch PolyA-Polymerase)

Question 18

9. Die Spleißreaktion durch das Spleißosom verbraucht viel ATP. Warum?

Answer 18

• Es kommt zu multiplen Umlagerungen zwischen snRNPs und Intronsequenzen, in deren Verlauf
  RNA-Helices von RNA-Helikasen aufgespalten werden müssen. Dies verbraucht ATP.

Question 19

. Was sind snRNPs?

Answer 19

Small nuclear ribonucleoprotein particles: die aktiven Komponenten des Spleißosoms, die einen
RNA und Proteinanteil aufweisen. Die in den snRNPs enthaltene snRNAs hybridisieren mit den
Spleißsequenzen in Introns.

Question 20

Wer ist Träger der katalytischen Aktivität im Spleißosom: Proteine oder RNA?

Answer 20

RNA – das Spleißosom ist ein Ribozym.

Question 21

22. Was bedeutet konstitutives, bzw. konditionales alternatives Spleißen?

Answer 21

• Konstitutives alternatives Spleißen: zwei RNA-Isoformen werden in allen Geweben und zu
  jedem Zeitpunkt mittels alternativem Spleißen produziert
• Konditionales alternatives Spleißen: Bestimmte Spleißformen werden nur in speziellen
  Zelltypen / Geweben / Entwicklungszeitpunkten /Stresszuständen erzeugt.

Question 22

3. Was ist RNA-Edierung?

Answer 22

Die posttranskriptionelle chemische Modifikation von einzelnen RNA-Basen, die zu einer
Veränderung der Information an dieser Stelle führt (z.B. eine Veränderung eines Kodons an dieser
Stelle

Question 23

4. In welcher Gruppe von RNAs kommt RNA Edierung im Menschen besonders
   häufig vor?

Answer 23

• In mRNAs für Neurorezeptoren