VL 16 Genregulation und Entwicklungsgenetik Flashcards
1
Q
RNAi
A
RNA Silencing = RNAi = RNA interference
Post-transkriptionelle Prozesse vermittelt von siRNAs (short interferring RNAs) und miRNAs (micro RNAs)
2
Q
Maschinerie der RNAi
A
- Dicer: Setzt an langer dsRNA am Ende an und beginnt Fragmente zu zerschneiden. Diese Fragmente nennen sich siRNA
- RISC (Ago = Slicer): Protein, welches die siRNA einfängt und einen der zwei DS zu zerschneiden. Der zweite DS wird genutzt, um Ziel-mRNAs zu erkennen.
- Der zweite Strang dient als Vorlage, um alle RNAs die die gleiche Codierung haben abzubauen
3
Q
Was ist die Funktion von RNAi?
A
- Abwehr von Viren
- Transposons (Springe DNA-Abschnitte)
- Silcening von Genen (Stilllegen)
4
Q
miRNAs
A
mirco RNAs=Endogene kleine RNAs, die die Expression von Zielgenen unterdrücken
- In allen Eukaryoten
- 60% aller mRNAs in Säugern werden von miRNAs reguliert
– siRNAs regulieren RNAs, aus denen Sie hergestellt werden
– miRNA regulieren Gene in trans (Gene die an einem anderen Ort codiert sind) - Eine miRNA kann hunderte mRNAs regulieren
- Normalerweise mit mehreren Bindestellen im 3’-UTR von mRNAs
- Unterscheiden sich von siRNAs in ihrer Biogenese
- Expression: wenige tausend bis 40,000 miRNAs / Zelle
5
Q
Expression von miRNAs
A
- miRNAs werden gewebespezifisch exprimiert
- pri-miRNA durch die Polymerase II von der DNA transkribiert mit Stammschleife
- Die Proteine Drosha bzw. Pasha können diese Stammschleife vollständig herausschneiden
- Mithilfe von Exportinen und Ran-Proteinen (GTP-Proteinen) wird die Stammschleife aus dem Kern transportiert
- DISCER-Protein schneidet die doppelsträngige miRNA aus der Stammschleife heraus
- Einer der Stränge gelangt dann in den RISC-Komplex mit den Argonaut-Protein
6
Q
Funktion von miRNAs
A
- Translationsinhibition
- Dadurch, dass miRNAs nicht 100% zu der Ziel-RNA passen, kommt es zu einer Hybridisierung, die Ribosomen stoppen kann
- Ribosomen kann gar nicht erst ansetzen oder bei der Elongation wird sie gestoppt
- - RNA Abbau
- miRNAs wirken meist in trans, weshalb sie idR nicht 100% zu einer RNA passen (im Gegensatz zu siRNAs, die gezielt die zu ihr passende RNA zerschneiden)
7
Q
uORF
A
= upstream Open Reading Frame
- Eukaryotische Translationsregulation, die die Initiation beeinflusst
- 35 % aller Gene im Menschen haben uORFs
- Mensch: uORFs im Durchschnitt 48 nt lang, 0–13 pro Transkript
- uORFs reduzieren in den meisten Fällen die Translation des Haupt-ORFs
8
Q
NMD
A
NMD = Nonsense Mediated Decay of mRNA
- Abbau von mRNAs die eine Nonsense-Mutation tragen = vorzeitiger Translations-Stopp
- Qualitätskontrolle, weil sonst verkürzte, u. U. schädliche Proteine gebildet werden
- Diese RNAs werden in sog. P-Bodies gelagert
- Aggregate aus nicht-translatierten RNAs und der entsprechenden Abbau-Maschinerie (decapping, Deadenylierung, Exoribonuklease, NMD)
9
Q
Was sind Standardabbauwege von RNAs in Eukaryoten?
A
- Poly-A-Schwanz wird entfernt
- Abbau vom 3’-Ende durch die 3’-5’ Exonuclease
- Abbau vom 5’-Ende durch Capping Enzyme, die die Kappe entfernen und durch die 5’-3’ Exonuclease wird die RNA abgebaut
- Reguliert werden kann der Abbau über Ubiquitinylierung und das Proteasom
10
Q
mRNA-Transport in Neuronen
A
- mRNA-Transport ist sinnvoller als Proteintransport, weil das Protein auf dem Weg gar nicht benötigt ist und es seine Wirkung womöglich sogar schädlich ist. Zu dem kann die mRNA so mehrfach translatiert werden am Zielort
- Transport an Actin oder Mikrotubuli durch Kynesin oder Dynesin
11
Q
Was machen Motorproteine und welche gibt es?
A
Motorproteine transportieren translationsinaktive mRNAProtein Komplexe
- bestehen aus 2 Domänen, von denen einen den Kontakt zum Mikrotubulus oder Aktinfilament herstellt (hier ATP-Verbrauch)
- Mikrotubuli:
- Kinesin: laufen zum +-Pol
- Dynein: laufen zum - - Pol
- Aktinfilament:
- Myoson: laufen idR muss +-Pol, wenige nur zum —Pol
12
Q
mRNA Lokalisation bestimmt Proteinlokalisation
A
- Je nach Lokalisierung der mRNA im Organismus wird das codierte Protein entsprechend auch lokalisiert
- Dies ist besonders in der Entwicklungsbiologie wichtig, da sich so Körperteile bilden
13
Q
Proteingradienten von Transkriptionsfaktoren bestimmen die Entwicklung von Geweben in Drosophila
A
- Durch verschiedenen Konzentrationen an Proteinen im Embryo, entsteht eine Art Karte die angibt, wo welcher Entwicklungsprozess durchlaufen werden soll
- Entsprechend ist am Kopf ein anderer Gradient als am Hinterteil
14
Q
• Homöotische Gene
A
- Homöotische Gene schalten die verschiedenen Entwicklungsprozesse an
- Sequenzielle Induktion von Entwicklungsmustern
- Sie identifizieren die verschiedenen Segmente im Körper
- Antennapedia: Transkriptionsfaktor, der für die Bildung von Beinen verantwortlich ist. Mutation hier können zur Bildung von Beinen am Kopf bei Insekten führen
- Durch Mutationen, verändert sich die Identität einer Zelle und so kann es zu Bildung von fehlerhaften Organen, Körperteilen kommen
