Vorlesung 2 Flashcards
Die DNA-Replikation
- Helipads entsoiralisiert die Doppelhelix
2.DNA-Polymerase III verlängert Leitstrang (5-3) und Folegestrang (3-5) - Folge Strang wird in Okazaki Fragmenten synthetisiert (nur 5-3 Richtung möglich)
- RNA Primer füllt Lücken im Folgestrang
Zentrales Dogma der Biologie
DNA wird transkribiert zur RNA.
RNA wird transplantiert zum Protein.
Zentrales Dogma der Biologie (Viren)
DNA zu RNA durch Reverse Transkriptase (Retroviren)
RNA zu RNA dUrch RNA abhängige RNA-Polymerase (Corona Viren)
Definition Genexpression
Gen =
Abschnitt auf der DNA, der für ein Genprodukt kodiert, inkl. Kontrollregionen
Expression =
- Fluss von der genetischen Information (DNA) zum Genprodukt
- beteiligte Vorgänge sind:
Transkription (DNA in RNA)
Translation (RNA in Protein)
- findet in allen lebenden Zellen statt
Unterschiede Prokaryoten und Eukaryoten Transkription
Prokaryoten: Translation während Transkription
Eukaryoten: Transkript muss erst aus dem Zellkern transportiert werden
Transkripte Prokaryoten und Eukaryoten
Prokaryoten: Gen A und Gen B liegen auf einem Transkript
eukaryoten: jedes Gen liegt auf einem separaten Transkript
RNA-Polymerase Aufgabe
1.RNA-PolymerSe bindet an den Promotor und beginnt mit der Entspiralisierung der DNA (Initiation)
2. Die RNA-Polymerase liest den DNA-Matrizenstrang in 3-5 Richtung und erzeugt durch Anhängen von Nucleotiden an das 3 Ende das RNA-Transkript (Elongation)
3. Sobald die RNA-Polymerase die Terminationsstelle erreicht, verlässt das Transkript die Matrize (Termination)
Chemische Struktur der RNA
Ribose statt desoxyribose (OH Gruppe statt H)
Uracil statt Thymin (Cytosin Ursprung herstellbar durch Deaminierung)
Aufbau RNA-Polymerase
alpha Enzym: zwei mal, Struktur des Enzyms
Beta Enzym: RNA Synthese
Beta’ Enzym: Bindung an DN
Unterschied RNA und DNA Polymerase
RNA Polynerase transkribieret DNA, Produkt ist RNA
DNA-Polymerase repliziert DNA, Produkt ist DNA
Promotor
Erkennungs- und Startpunkt für die RNA-Polymerase
Lage des Promoters Prokaryoten
Erkennung stelle bei -35
Binde#telle bei -10 (Pribnow Box)
Transkriptionszyklus (bakterielle RNA-Polymerase)
- Bindung des Holoenzyms an den Promotor (geschlossener Komplex)
- Aufwinden der DNA (offener Komplex)
- Anfängliche Transkription (10 nt)
- Ablösung des σ-Faktors
- Elongationsphase (50nt/s)
- Termination
- Freisetzung des Transkripts
Entstehung Haarnadel und Stammschlaufe
A und U gehen Doppelbindungen ein, sodass sie der Strang nach oben stellt.
Formen der Transkriptionstermination bei E. Coli
Rho-Abhängige Termination: Rho-Protein lagert sich an mRNA
Rho-unabhängige Termination: Haarnadelförmige Sekundärstruktur I’m 3’ Nichtkodierungsbereich einer mRNA
Bereiche vor und nach kodierender Region in einem Transkript
Leadersequenz im 5’ untranslatierten Bereich
Trailer-Abschnitt I’m 3’ untranslatierten Bereich
Drei Haupttypen von RNA Molekülen
rRNA 80%
tRNA 15%
mRNA 4%
Weitere RNAs in Eukaryoten
sn (small nuclear RNAs): im Spleißosom, Spleißen
sno (small nucleolar RNAs): im Nukleolus des Zellkerns, Modifikation von RNA
microRNAs, si(small interfering) RNAs: Genregulation
Dna-abhángige rna-polymerase im kern
RNA-Polymerase 1: Produkt ist rRNA im Nukleolus
RNA-Polymerase 2: Produkt ist mRNA im Nukleoplasma
RNA-Polymerase 3: Produkte sind tRNAs snRNAs etc. I’m Nukleoplasma
Zusätzlich RNA-Polymerasen in Mitochondrien und Chloroplasten
mt-RNA-Polymerase (eine UE)
kernkodierte, mitochondriale Transkripte
Mitochondrien
pt-RNA-Polymerase (PEP) Ähnlich zu E. coli
plastidäre Transkripte
Plastiden
pt-RNA-Polymerase (NEP)
plastidäre Transkripte
Plastiden
Merkmale Eukaryotische Transkription
Viele allgemeine Transkriptionsfaktoren
Bildung eines Präinitiationskomplexes
Vielfältige Regulation der Transkription
Hemmung und Aktivierung der Genexpression möglich
Prozessierung eukaryotischer Transkripte
- Anfügen des Cap am 5‘ Ende = co-transkriptional
- Polyadenylierung am 3‘ Ende = post-transkriptional
- Spleißen
= post-transkriptional
Capping am 5’ Ende
5‘ Cap signalisiert 5‘ Ende eukaroytischer mRNAs
Wird während der Transkription angehängt
5‘ Cap wichtig für Export der mRNA ins Cytosol und die Translation
Polyadenylierung am 3‘-Ende
3‘-Poly(A)-Schwanz signalisiert 3‘-Ende eukaroytischer mRNAs
Poly(A)-Polymerase (Polymerisation ohne Matrize !)
200-250 A-Nukleotide werden angehängt
3‘-Poly(A)-Schwanz wichtig für Export der mRNA ins Cytosol, für die Stabilität und die Translation
Spleißen Definition
Entfernen der Intronsequenzen aus dem Primärtranskript, Verknüpfung der Exons
Spleißen Ablauf
Nukleotidsequenzen markieren die Spleißstellen
wird durch Spleißosomen ausgeführt
Spleißosomen sind aus Proteinen und snRNAs zusammengesetzt
Aufbau Ribosomale RNA (rRNA)
Ribosomen bestehen aus RNA (rRNA) und Proteinen und sind aus zwei Untereinheiten zusammengesetzt
Prokaryoten: 70S Ribosomen
Eukaryoten: 80S Ribosomen
Transfer RNA (tRNA)
Kleeblattstruktur
Akzeptorarm bindet Aminosäure; 3‘ Ende = –CCA)
DHU-Arm (D-Schleife): Pyrimidin Dihydrouracil
Anticodonarm: erkennt mRNA
Variabler Arm enthält variable Anzahl an Nukleotiden
TyC enthält die Abfolge T, Pseudouracil und C