Vorlesung 1

Question 1

Central Dogma of Genetic

Answer 1

DNA (Replication) - Transkription (reverse) - RNA - Translation - Protein

Question 2

Genexpression überblick

Answer 2

1. Transkription
   - Bildung von prä-RNA
2. Umwandlung von Prä-RNA in mRNA
   - Processing, Splicing, Transport aus dem Nucleus
3. Translation
   - Synthese des Proteins am Ribosom
4. Posttranslationale Modifikation
   - Abspalten, hinzufügen von Gruppen
5. Expressionsmuster
   - Gewebe-, Zell-, Entwicklungs- und differenzierungsspezifisch

Question 3

Regulation der Proteinbiosynthese

Answer 3

Transkriptional

• Remodeling des Chromatins
• Promotoraktivierung
• Prä-mRNA Synthese
• Alternatives splicen

Post Transkripional
-microRNAs bauen mRNAs ab bzw. inhibieren deren Translation

Translational

• Zugänglichkeit der mRNA zum Ribosom
• Initiation der Proteinbiosynthese

Question 4

Unterschied in Transkriptionsregulation von Pro und Eukaryonten

Answer 4

Prokaryonten:

• Polycistronisch
• Operons
• intronlos
• Nur eine RNA-Polymerase
• Promotor Probnow-box
• Shine- Dalgarno Sequenz

Eukaryonten:
-Monocistronisch
-Keine Operons
-Introns Exons
-Drei mRNA Polymerasen
-Promoter verschieden für I, II, III Gene
 I: Spezies-Spezifischer P.
II: Oft TATA Box
III: interner P. mit A-und B-Box
Keine Shine - Dalgarno Sequenz

Question 5

Unterschied in Transkription in Eu und Prokaryonten

Answer 5

Bakterien:
Aktivator bzw inhibitor binden unmittelbar nähe des Promotors, und wirken direkt auf RNA Polymerase

Eukaryonten:
Chromatin Reorganisation
Struktelle änderung im Promoterbereich
Viele hilferproteine sind nötig für die ausbildung von RNA-Pol Komplex

Question 6

Sigma Faktor bei Prokaryonten

Answer 6

Erkennung von Promoterregion wird durch SigmaFaktor Kontrolliert

Question 7

Struktur von RNA Polymerase in Prokaryonten

Answer 7

2xAlpha
Betta1 Betta2
und Sigma

Question 8

Termination der Transkripion in Prokaryonten

Answer 8

1. Rho Abhängig:
   Das Protein Rho lagert sich an eine sez. C-Reiche sequenz im Bereich 5´Bereich der mRNA und bewegt sich polymerase zu. Wenn Rho Polymerase erreicht löst sich diese und mRNA wird freigegeben
2. Rho Unabhängig
   Durch Ausbildung einer haarnadelscheife am 3`Ende der mRNA
   (Haarnadelscheife struktur: Poly U schwanz direkt danach, Hat Stamm, und Schleife. Direkt vor der Schleife ist STOP Codon)

Question 9

Operon

Answer 9

Funktionseinheit der DNA von Prokaryonten : besteht aus Promotor, Operator und Mehreren Genen.

Question 10

Phasen der Transkription bei Eukaryonten

Answer 10

• Restrukturierung des Chromatins am Promotor durch entfernen von repressiven Chromatinstrukturen
• Bildung von Prä-Initiations komplexes (PIC, Transkriptionsblase): Auswahl des Promotor, Mediatior, GTFs, und Pol II Interaktion
• Aktivierung des PIC
• Initation der RNA Synthese: erste 5-8 nucleotide
• Elongation
• Termination

Question 11

Komponenten der Eukaryontischen Transkription

Answer 11

1. RNA Pol I, II, III
2. GTFs (Allgemeine Transkriptionsfaktoren)
   Bringen die Pol an die richtige Stelle am Promoter
   Formen den PIC
   z.T an der Elongation beteiligt
3. STF
   Sequenzspezifische DNA Bindungsproteine
   Selektieren der Gene die transkibiert werden sollen
4. Mediator
   Multiproteinkomplex, Stellt die verbindung zwischen STF und dem basalen Transkriptionsapparat her.
5. Chromatin Modifizierendes Komplex (ChMC)
   Essentiel für die Erreichung des Transkription-Kompotenten Status

Question 12

Chromatin Resktrukturierungskomplex

Answer 12

dinet der Entfernung der Nucleosomen

Question 13

Trans Acting Proteins und Cis Acting DNA Elements

Answer 13

Trans Acting proteins sind proteine die Transkription regulieren in dem sie die cis acting sequenzen in der DNA binden

Cis Acting elemente sind nicht kodierende DNA sequenzen die durch binden von Trans acting proteins die Transkription regulieren

Question 14

Struktur am Transkriptionsstart

Answer 14

• TATA Box oder Initiation Region wenn kein TATA Box. Wo TATA Box binding protein (TBP) bindet und positioniert die RNA Pol.
• Transkriptionsstart
• Sequenzen für die Bindung der STF
• Upstream Activating Sequences (UAS, Cis acting DNA elements)
• Upstream Repressing Sequences (URS)

Regulatorische Elemente weiter entfernt vom Core promotor
- Enhancer / Silencer
Sequencen können bis zu 85 kb von Start entfernt liegen

Question 15

Mediatoren (struktur und Funktion)

Answer 15

Besteht aus 21 Polypeptiden (hefe) und 28 Polypeptiden, die in 4 Module geglieder werden können (Säuger)

Funktion:

1. Rekrutieren: Co-Aktivatoren/Repressoren um die Chromatinstruktur zu verändern
2. Regulator und Vermittler von Signalen zw. Aktivatoren , Repressoren, Co-Aktivator und RNA Pol II
3. Interaktion mit RNA Pol II, GTF, STF, Chromatin modifizierenden Proteine

WICHTIGSTE FUNKTION: Kontrolliert die Phosphorylierung der CTD der Pol II

Question 16

Eukaryontische Polymerasen

Answer 16

Pol I 
Prä-Ribosomale RNA
Pol II
Prä mRNA, sno (Small nucleolar)
Pol III
tRNAs

Question 17

Initiation Ablauf

Answer 17

Transkriptionsfaktoren binden nacheinander
Danach bindet die Pol II
Der PIC at sich gebildet
Danach Elongation

Question 18

Promotererkennung und Promotorbindung wird erfolgt durch?

Answer 18

TFIID

Question 19

Funktion von TFIID

Answer 19

Multiproteinkomplex der spezifisch an die Promoterregion bindet, Besteht aus:

TATA box binding Protein (TBP)
TATA Box binding protein associated factor (TAFs)

Question 20

TBP funktion

Answer 20

TBP induziert DNA Klick von ca. 80 grad

schmilzt dadurch die DNA in dA:dT reichen Bereichen auf

Trägt zur korrekten Positionierung der Pl II am Transkriptionsstart bei

Question 21

PIC Kaskade

Answer 21

1. TFIID bindet an die TATA box
2. TFIIA und TFIIB binden
3. TFIIF bindet an die RNA Pol II (RNAPII) und führt sie in den Komplex
4. TFIIE und TFIIH binden an den Komplex und Koplementieren den PIC

Question 22

Wie startet elongation (wie wird sie induziert)

Answer 22

Durch Hyperphosphorylierung der CTD Domäne der Pol II durch Mediatoren