Vorlesung 7 "Control of gene expression" Flashcards
Was ist die Genexpression?
Der Prozess bei dem DNA die Proteinsynthese steuert. Man unterscheidet hier die Transkription von der Translation
Was ist die Transkription?
Die Transkription benutzt die Informationen aus der DNA, um RNA zu synthetisieren
Was ist die Translation?
Bei der Translation wird die Information der mRNA benutzt, um ein Polypeptid zu synthetisieren
Wie unterscheidet sich die Proteinherstellung zwischen Prokaryoten und Eukaryoten?
Prokaryoten:
Translation der mRNA kann beginnen, bevor die Transkription abgeschlossen ist
Eukaryoten:
Eukariotische RNA-Transkripte werden durch RNA-Prozessierung modifiziert, um Boten-mRNA zu ergeben.
Was sind die Unterschiede zwischen RNA und DNA?
DNA: besitzt die Basen Cytosin, Guanin, Adenin und Thymin
RNA: Cytosin, Guanin, Adenin und Uracil
Wie viele Aminosäuren gibt es?
20
Welche Base wird bei der Transkription wodurch ausgetauscht?
Thymin wird durch Uracil ausgetauscht
Aus wie vielen Basen wird bei der Translation eine Aminosäure gebildet?
3 Basen = ein Codon (Basentriplet) bilden eine Aminosäure
Was ist die Punktmutation?
Bei der Punktmutation handelt es sich um chemische Veränderungen in nur einem Basenpaar, was zu einer veränderten Aminosäurentranslation führt.
Welche Arten von Punktmutationen gibt es?
Nukleoidpaaraustausch:
- ersetzt ein Nukleotid und den Partner mit einem anderen Nukleotidenpaar
Stille Mutation:
- hat keine Auswirkungen auf die Aminosäurenproduktion
Missense-Mutation:
- ist zwar immer noch ein Code für eine Aminosäure, aber für die falsche
Nonsense-Mutation:
- ändert ein Aminosäurebasentriplet in ein Stop-Basentriplet, was fast ausschließlich zu einem nicht funktionierendes Protein führt
Insertion und Deletion:
- fügen ein Nukleotidenpaar hinzu oder entfernen es aus dem Gen
- können das Leseraster ändern und zu einer Rasterverschiebungsmutation führen
- diese Mutationen haben eine desaströsere Auswirkung auf die resultierenden Proteine als der Austausch von Nukleoidpaaraustäusche
Wie funktioniert die RNA-Polymerase?
Wenn DNA in RNA transkribiert wird, bewegt sich das Enzym RNA Polymerase entlang der DNA, entzwirbelt die DNA Doppelhelix, 10 bis 20 Basen auf einmal und verbindet die RNA-Nukleotiden. Dabei benötigt die RNA Polymerase keinen Primer
Was passiert bei der Initiation, der Elongation und der Termination?
- Die RNA-Polymerase setzt am Promoter (DNA-Sequenz, an dem die RNA-Polymerase ansetzt) an
- Initiation: Die RNA-Polymerase beginnt die RNA zu transkribieren
- Elongation: RNA-Polymerase fährt den DNA-Strang abwärts ab
- Termination: Transkription beendet und RNA-Polymerase löst sich im Strang
Was ist der Promoter?
Der Promoter signalisiert den Startpunkt der Transkription
Was sind die Transkriptionfaktoren?
- Protein, das für die Initiation der RNA-Polymerase bei der Transkription von Bedeutung ist
- mehrere der Transkriptionsfaktoren binden sich an die DNA
Was ist der Transkriptionsinitiationskomplex?
Zusammensetzung der Transkriptionsfaktoren und der RNA-Polymerase II gebunden an den Promoter
Wie werden die mRNA Enden modifiziert?
Vor dem Startpunkt:
- ein modifiziertes Guanin-Nukleotid wird an das 5’ Ende hinzugefügt (5’-Cap)
- zwischen Start und 5’-Cap ist 5’ -UTR
Nach der Region mit den DNA-Codierungssegmenten:
- Polyadenylationsignal 3’ UTR
- 50-250 Adenin-Nukleotide werden an das 3’-Ende hinzugefügt (Poly-A Schwanz)
Wozu dienen die Modifikationen der mRNA-Enden?
- erleichtert den Export der mRNA an das Cytoplamsa
- beschützt mRNA vor hydrolytischen Enzymen
- hilft den Ribosomen an das 5’-Ende zu binden
Was ist da RNA Splicing?
- Pre-mRNA besteht aus Introns und Exons
- Introns werden rausgeschnitten und Exons werden zusammengefügt
Was sind Introns?
Introns sind lange nicht-kodierende Segmente der Nukleotiden die zwischen den Coding-Regionen in eukariotischen RNA Transkripten liegen
Was sind Exons?
Exons sind Sequenzen der RNA die eventuell ausgedrückt werden und üblicherweise in Aminosäurensequenzen übersetzt werden
Was sind Exons?
Was ist das alternative Splicing?
- abhängig von den Segmenten die beim Splicing als Exons behandelt werden
- verschiedene Polypeptide können von einem Gen dekodiert werden
- dadurch können manche Exons “ignoriert” werden und dadurch entsteht die Vielfalt an Proteinen, die dadurch entstehen können
Was ist die Transfer-RNA (tRNA)?
- transferiert Aminosäuren zu den wachsenden Polypeptiden in einem Ribosom
- jede tRNA trägt eine spezifische Aminosäure an einem Ende
- jede tRNA hat ein Anticodon am anderen Ende; komplementär zu dem Codon an der mRNA
Was sind Ribosomen?
Woraus bestehen sie?
Ribosomen sind zusammengesetzt aus zwei Untereinheiten die beide aus Proteinen und ribosomischer RNA (rRNA) bestehen.
Die kleine Untereinheit verbindet sich mit der mRNA.
Die große Einheit vervollständigt den Initiationskomplex
Wie läuft der Elongationszyklus ab?
- die P-Seite (mittig im Ribosom) hält die tRNA das die wachsende Polypeptitdkette hält
- die A-Seite (rechts) hält die tRNA das die nächste Aminosäure trägt, welches der Polypeptidkette hinzugefügt werden soll
- die E-Seite (links) ist der Ausgang, wo entladene tRNAs das Ribosom verlassen
Wie wird die Translation beendet?
- Das Ribosom erreicht ein Stop.Codon auf der mRNA
- Der Freisetzungsfaktor (ein Wassermolekül) fördert die Hydrolyse
- Die Untereinheiten des Ribosoms und andere Komponenten lösen sich voneinander
Was sind Kontrollelemente?
- Segmente von nichtkodierender DNA die als Bindungsstelle für Transkriptionsfaktoren dienen und helfen die Transkription zu regulieren
Was sind Transkriptionsfaktoren?
Proteine die sich an die DNA binden und somit die Rate der Transkription kontrollieren
Was sind Aktivatoren und Repressoren?
- beeinflussen die Chromatinstruktur, um die Transkription zu fördern oder zu stoppen
Was sind Mediatorproteine?
- rekrutieren RNA-Polymerase II an die DNA, indem sie transkriptionale Aktivatoren nutzen
- Mediatoren binden keine DNA
Was sind Operone?
- eine funktionelle Einheit einer genomischen DNA die aus mehreren strukturellen Genen besteht, die von einem einzigen Promoter kontrolliert werden
