Vorlesung 10 Flashcards
RNA Polymerase- Unterschiede zur DNA Polymerase
nicht Primer-abhängig -> de novo Synthese
RNA bleibt nicht mit DNA gepaart
höhere Fehlerrate: 10^-4 statt 10^-7 (trotz Reparaturmechanismen)
bis auf Telomere und Centromere alles transkribiert
Aufbau und Anzahl RNA Polymerasen
aus vielen verschiedenen UE aufgebaut
bakterielle einfacher: alpha, beta, omega UE
aechaealle: 6 weitere UE
Eukaryoten: min. 3 Polymerasen, Nummerierung nach Häufigkeit und Identifizierung
RNA Pol I von Eukatyoten synthetisiert
Synthese rRNA
RNA Pol II von Eukaryoten synthetisiert
Synthese von mRNA
RNA Pol III von Eukaryoten synthetisiert
Snythese von kleinen RNAs
tRNAs, snRNAs, 5S-rRNA
am meisten UE
Inititation Transkription (allgemeiner Ablauf, ohne Faktoren)
RNA Polyerase dockt an RNA an, an Promotor
Promotor definiert Transkriptionsstart: +1 & gewinklter Pfeil ->Bildung geschlossener Komplex
Einzelstränge am Promotor aufgeschmolzen =offener Komplex
Beginn der RNA Synthese
Elongation: allgemeiner Ablauf
Polymerase verlässt Promotor und Synthetisiert komplementär zum template Strang
Termination
wo, was
am Stoppsignal eingeleitet
Polymerase verlässt DNA und lässt RNA frei
Pol - Promotor - Interaktion
keine hohe Affinität
keine Sequenzspezifität (wegen Elongation)
Affinität an Promotor durch sigma-Faktor (TF-Faktor sigma70)
sigma70 interagiert mit Pol (Core)-> Holoenzym erkennt Promotor
sigma70 Promotoren
-10 Region
-35 Region
bilden Standardpromotor, durch Alignments erkannt, Konsesus-Sequenz (Durchschnitt); Konsensus= stärkster Promotor
-> steuert Proteinmenge über Transkriptionsstärke
sigma70 Promotoren - Variationen
Abweichungen: zusätzliche Elemente, z.B. UP-element, das Promotor verstärkt
verkürzte Promotoren: extended -10, dadurch -35 kompensiert
Erkennung Promotor durch sigma70
Sigma70 wird von N nach C benannt
Region 2 erkennt -10 Sequenz
Region 4 erkennt -35 Seuqenz
Region 4 helix-turn-helix-Motiv
alternativer Name -10 Region
Pribnow Box
Sigma Faktoren, übergordnete Funktion neben Pol-Aktivierung
Möglichkeit der Genregulation (zeitliche Koordination, Kaskade)
Beispiel: Sporenbildung bei B. subtilis
Phage SPO1 - koordinierte Genexpression dank sigma-Promotoren
hat Gene, die vom Wirts sigma 70 erkannt werden -> Expression früher Phagenproteine, u.a. sigma28
sigma28 hat höhere Affinität zur RNA Pol -> Wirts RNA Polymerase an Gene für mittlere Phagengenge gebracht, (Assemblierung) , u.a. sigma 34
mit sigma34 Faktor späte Gene für Assembly der Phagenproteine abgelesen
UP-element
bei Promotoren der rRNA
bindet kein sigma Faktor,
erhöht Affinität der Pol, indem es alpha-Untereinheiten der RNAP bindet
Elongation
Reaktions-Ebene
3’ der RNA greift PP an
PP hydrolysiert
Fehlerrate RNA Polymerisation
10^-4
höher als bei DNA-Pol
trotz 2 Korrektormechanismen:
1. Pyrophosphorolytisches Editing: klassiche Rückreaktion, enzymatisch katalysiert, weil PP nicht sofort hydrolysiert wird, wenn flasches Nukleotid eingebaut wurde
2. Hydrolytisches Editing: PP schon weg aus kat. Zentrum, Enzym entfernt Nukleotid-Monophospat aus RNA und baut neue ein (Backtracking), NMP abgespalten
insb. Problem bei homopolymeren stretches
Termination bei Prokaryoten
Stopsequenzen (keine Stopcodons) benötigt: Terminatoren
rho unabhängiger Terminator
kein zusätzlicher Faktor
erkennt man an Anordnung von 2 gegenläufigen Seqeunzen gefolgt von TA-bp
intrinsicher Terminator
wird in RNA umgeschrieben
erst RNA gibt Terminationssignal: bildet hairpin, gefolgt von u stretch = eigentlicher Terminator
U-> schwache bp mit A, Abdiffundieren der RNAP
A-U-Basenpaare: A-Helix durch U erzwungen, relativ instabil
A-strech wäre weniger instabil, würde eher B helix mit DNA-T bilden
Haitpin interferiert mit Elongationskomplex
schwache A-U basenpaare tragen zur Dissoziation bei
deutlich häufiger als tho-abhängige Termination
rho-abh Terminator
C-reiche Seqeunz (40%)
sequenzunabhängig folgen 3 Basen, an einer davon stoppt Polymerase
Pausieren genutzt, rho-Faktor kommt dazu, bindet an RNA
nach Promotor rut site, wandert unter ATP Verbrauch bis zur Polymerase
ändert Konformation der Polymerase, diffundiert ab
eukaryotischer Core Promotor (POLII)
4 basale Elemente: hier binden General Transkription Factors
Inr: Transkirptionsstart, Initiator, TFIID bindet
BRE: TFIIB Recoginition Element
TATA: TATA-Box, TATA box binding Protein TBP
DPE: Downstream Promotor Element, TFIID bindet
Enhancer: Merkmale und Unterschied zum Promotor
liegen weit stromauf-/abwärts vom Promtor
Promotor allein ausreichend für Transkription
Enhancer: kann alleine keine Transkription starten, verstärkt aber die Promotor-Funktion, wirkt unabhängig von seiner Orientierung, nicht positionsspezifisch; Grund: Isolatoren, die Promotoren trennen
GTFs
erfüllen eigentlich Funktion des sigma Faktors bei Eukaryoten
generaol transcription factors