Mechanismus der Transkription
der Prozess, bei dem die Nukleotidsequenz von DNA in RNA kopiert wird, Zwischenstufe bevor DNA in Protein übersetzt wird
allg. Ablauf der Transcription bei Prokaryoten
1.Initiation: Bindung der RNA Polymerase an Promotor mithilfe Transkriptionsfaktoren, DNA wird geöffnet ohne ATP-Verbrauch
2.Enlongation: Transkriptionsfaktoren fallen ab, RNA Polymerase läuft in Richtung 5’-3’, synthetisiert RNA-Kopie einer DNA-Vorlage
3.Termination: RNA Polymerase stoppt am Terminator, GC-reicher hairpin gefolgt AT-reicher Sequenz, RNA wird entlassen, RNA Polymerase fällt ab
Bewegungsrichtung der RNA-Polymerase
-5’-3’ Richtung
-Promotoren sind assymetrisch, RNA-Polymerase kann sich nur in einer Orientierung bewegen
-Bewegungsrichtung der RNA Polymerase, welcher der beiden DNA-Stränge zur RNA-Synthese verwendet wird
zB: RNA- Polymerase, die von links nach rechts wandert, nutzt den unteren Strang als Matrize für die RNA Synthese und umgekehrt
Wie läuft Termination der Transcription in Prokaryoten? Ist diese faktorabhängig oder -unabhängig?
-Die Transkription stoppt am spezifischen Terminator, der DNA Matrize enthält, hat GC reicher Palindromabschnitt, gefolgt von AT-reicher Sequenz
–> bildet Haarnadelstruktur
AT-reiche Sequenz kann leicht aus RNA-DNA-Komplex entzogen werden —> Polymerase kann nicht mehr optimal binden und fällt ab–> Faktorunabhängige Termination
Wie funktioniert Rho-abhängige Termination am Terminator
Terminationssignal in Prokaryoten
-Rho-abhängige Termination (Faktorabhängige Termination) erkennt spezifische C-reiche und G-arme Sequenzen der ssRNA (ATP-Verbrauch), wirkt als RNA-DNA-Helikase, löst Hybridhelix auf –> Geschwindigkeit der Polymerase vs. Rho in Abhängigkeit zu GC-Sequenz (Pol wird bei GC langsamer, Rho holt sie ein und löst Komplex)
Unterschiede der Transkription zwischen Prokaryoten und Eukaryoten
Die Transkription der Eu- und Prokaryoten unterscheiden sich in Initiation und Termination
Welche charakteristischen Merkmale hat Promotor?
an Positionen -35 und -10 hat Promotor spezifische Hexanukleotidsequenzen
Transkriptionsstartpunkt +1
Transkriptionsfaktoren bei Eukaryoten
-TFIIB besteht aus NTD, die mit RNA Polymerase II inteagiert und CTD, die DNA bindet und mit dem TBP (TATA bindendes Protein) welchselt wirkt.
-TFIIF bindet an RNA Polymerase II und eskortiert sie zu dem Komplex
-TFIIE und TFIIH daran
-TFIIH besitzt Helicase und Kinasefunktion
–> Übergang in Elongationsmodus durch Phosphorylierung
Während der Transcription wird eukaryotische RNA prozessiert, diese unterscheiden sich von Prokaryoten, was sind die Prozess?
-Einfügen von Signalen (5’-Capping, 3’-Polyadenylierung) –> zeigt an, ob die RNA intakt ist bevor sie zur Translation, Schutz vor Abbau durch Nukleasen
-Spleißen
-Export aus Zellkern
Wie startet Prozessierung während RNA Transkription?
-CTD von RNA Polymerase II wird phosphoryliert und RNA Polymerase II wird dann aus Initiationskomplex befreit
-RNA-Polymerase trägt RNA-prozessierende Proteine auf CTD
und dieses Protein springt dann auf wachsende RNA
–> Prozessierung der RNA
Welche Faktoren modifizieren eukaryotische prä-mRNA bei der Prozessierung der RNA?
RNA Capping
RNA Spleißen
Export
Wie läuft die erste Modifikation RNA-Capping bei der Prozessierung?
-5’-Cappe wird synthetisiert und signalisiert die Ende der wachsenden RNA
-5’-Triphosphatende der neuen RNA-Kette wird modifiziert, indem ein Phosphatrest wird durch Hydrolyse entfernt, dann 5‘ Phosphatende greift alpha-Phosphatatom des GTP an und bildet 5‘-Kappe —> Methylierung an Base dann Ribose
Wofür steht RNA-Spleißen? Wie funktioniert es mit Intronsequenz?
-prä-mRNA-Spleißen ist doppelte Umesterungsreaktion, ATP-Verbrauch
-Intronsequenzen (nicht codierende Abschnitte der DNA innerhalb des Gens) werden aus prä-mRNA durch RNA-Spleißen entfernt
Beschreib detailiert die doppelte Umersterungsreaktion
- Adeninnukleotid der Intronsequenz greift 5’-Spleißstelle an und schneidet Zucker-Phosphat-Gerüst der RNA
- geschnittene 5’-Ende des Introns kovalent an das Adeninnucleotid –> Schleife im RNA-Molekül
- das entstandene frei 3’-OH-Ende der Exon reagiert mit Anfang der Exonsequenz
Wie sieht die Basensequenz eines Introns aus?
Basensequenz eines Introns beginnt mit GU und endet mit AG
Was ist Spleißosom?
-Das Spleißen wird durch Spleißosom durchgeführt
-Das ist aus snRNA, jede snRNA bindet 7 Proteinuntereinheiten, snRNP
-Erkennung der Spleißstellen durch Basenpaarung zwischen snRNA und Konsensussequenzen, ATP-Verbrauch
–> erlaubt bessere Kontrolle und verhindert willkürliches Spleißen
Export von RNA aus Zellkern
-Kernkomplex erkennt reife RNA an gebundenen Proteinen
-Abfall-RNA (aus Introns) wird an gebundenen Proteinen erkannt und abgebaut
Die Erzeugung des 3’-Endes und Termination in Eukaryoten
-3’-Ende der mRNA-Moleküle enthält spezifische Sequenzen (einen Polyaldenylatschwanz)
-3’-Ende wird zuerst abgelesen, dann von Prozessierungsenzym erkannt, gespalten und polyadenyliert (Poly-A-Polymerase, ATP-Verbrauch)
—> Sequenzieller Abbau durch Exonukleasen
