VL 7 & 8 Transkription, Splicing

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 OH-Gruppe am 2‘C

Question 2

Was sind die Haupttypen von RNA in einer Zelle?

Answer 2

rRNA; tRNA, mRNA

Question 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‘ACUACGAAGCAUCCC3‘

Question 7

Welche Terminationsmechanismen gibt es bei den Prokaryoten?

Answer 7

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

Question 8

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

Answer 8

DNA-Eintrittskanal

• DNA-Austrittskanal
• RNA-Autrittskanal
• Nukleotideingangskanal

Question 9

Mit welchem Nukleotid beginnt die eukaryotische RNA?

Answer 9

7-Methylguanosin welches über Triphosphat 5’ - 5’ mit dem nächsten Nukleotid verbunden ist und die Cap darstellt. [Trimethyl-GTP (Kappe)??]

Question 10

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

Answer 10

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

Question 11

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

Answer 11

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

Question 12

Welches sind die wesentlichen Unterschiede zwischen prokaryotischer und eukaryotischer mRNA?

Answer 12

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

Question 13

Was passiert, wenn eine Punktmutation eine Spleißstelle betrifft?

Answer 13

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

Question 14

Erläutern Sie kurz den Vorgang des mRNA Splicing

Answer 14

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 15

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

Answer 15

• 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 16

Beschreiben Sie den Mechanismus der Polyadenylierung

Answer 16

• 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 Exonuklease verdaut.
• Der 5‘ vom Schnitt gelegene RNA-Bereich wird polyadenyliert (Anheftung eines PolyA-Schwanzes durch PolyA-Polymerase)

Question 17

Die Spleißreaktion durch das Spleißosom verbraucht viel ATP. Warum?

Answer 17

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

Question 18

Was sind snRNPs?

Answer 18

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 19

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

Answer 19

RNA – das Spleißosom ist ein Ribozym.

Question 20

Was bedeutet konstitutives, bzw. konditionales alternatives Spleißen?

Answer 20

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 21

Was ist RNA-Edierung?

Answer 21

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 22

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

Answer 22

In mRNAs für Neurorezeptoren