Elektronenmikroskopie zeigte die Existenz der A-, P- und E- trna-bindungsstellen. Abb. aus Stryer (5th Ed.)

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1 Elektronenmikroskopie zeigte die Existenz der A-, P- und E- trna-bindungsstellen

2 Die verschiedenen Ribosomen-Komplexe können im Elektronenmikroskop beobachtet werden

3 Durch Röntgenkristallographie wurden die Strukturen der großen und kleinen Untereinheit als atomare Modelle bestimmt

4

5 Die Faltung der 16S rrna im Ribosom

6 Die trna Bindungstellen in der Kristallstruktur

7 Das katalytische Zentrum des Ribosom besteht nur aus RNA!

8 Transkription und Translation sind in Eukaryoten räumlich und zeitlich getrennt

9 Die Initiation der Translation bei Eukaryoten

10 Der eukaryotische Initiationskomplex erkennt zuerst das 5 -cap der mrna und wandert dann bis zum ersten AUG Met Met Die erste Aminosäure ist ein Methionin! Met

11 Rolle des poly-(a)-tails bei der Translations-Initiation

12 Ribosomen und das endoplasmatische Retikulum Freie Ribosomen synthetisieren meist cytoplasmatische, mitochondriale und karyophile Proteine ER-gebundene Ribosomen synthetisieren meist Membranproteine, sektretorische Proteine und Proteine, die im ER und den Lysosomen vorkommen

13 Viele Ribosomen binden an das endoplasmatische Retikulum (ER) Figure 17-11

14 Eine N-terminale Erkennungssequenz bestimmt den Transport ins ER

15 Signal Recognition Particle (SRP)

16 SRP: Ribonucleoprotein Komplex

17 Single Particle Cryo-EM von einem 80S-Ribosom SRP Komplex

18 Intrazellulärer Protein-Transport

19 Kontrolle der Genexpression Jacob-Monod s Operon Modell lac Repressor, Pur Operator, CAP Gen-Regulation in Eukaryoten Nucleosom, Chromatin-Remodelling Nuclear Hormone Receptor Posttranskriptionale Kontrolle

20

21 Expression von β-galaktosidase E.coli Kultur auf Glucose: ca. 10 Moleküle β-galaktosidase pro Zelle E.coli Kultur auf Lactose: ca Moleküle β-galaktosidase pro Zelle

22 Induktion der β-galaktosidase-expression

23 Messung der β-galaktosidase-reaktion

24 Operon Repressor β-galactosidase Promotor Operator Galactosid- Permease Thiogalactosid- Transacetylase

25 Lac Operator hat eine (fast perfekte) symmetrische Basensequenz

26 Der lac Repressor ist ein Dimer (2 x 37 kda)

27 Eine α-helix des lac Repressors bindet in der großen Furche der DNA

28 Bindung eines Induktors reduziert die Affinität des Repressors für die DNA

29 Neben Repressoren gibt es auch Aktivatoren: z.b. Catabolit Aktivator Protein (CAP)

30 Die spezifische DNA-Erkennung erfolgt oft durch ein Helix-Turn-Helix Motiv im Protein

31 Erkennung einer DNA-Sequenz kann auch durch β-stränge des Proteins geschehen. Beispiel: Met Repressor

32 TATA-box binding protein (TBP) (P. Sigler, 1992 / S.Burley, 1993)

33 Durch Bindung des TBP wird die DNA stark verbogen

34 Chromatin (= DNA-Protein Komplex) Histone binden an eukaryotische DNA

35 Eukaryotische DNA ist um 8 Histon-Proteine gewickelt und bildet ein Nucleosom

36 Die vier Histone haben eine sehr ähnliche Proteinstruktur

37 Die Nucleosomen ordnen sich in einer helikalen Struktur an (6 Nucleosomen pro Helix-Windung).

38 Eukaryotische Genexpression erfordert eine Umgestaltung der Chromatin-Struktur Histon-Acetylasen modifizieren die Histone und dadurch wird die Nucleosomen-Struktur gelockert.

39 Eukaryotische Genexpression erfordert eine Umgestaltung der Chromatin-Struktur Enhancer Proteine, z.b. Gal4, binden an die DNA und verändern ebenfalls die Chromatin-Struktur. Sie dienen auch als Plattform für die Bindung anderer Proteine

40

41 Eukaryotische Transkriptionsfaktoren besitzen oft mehrere funktionelle Domänen z.b.: Nucleäre Hormon-Rezeptoren

42

43 Die Aktivität von Transkriptionsfaktoren wird durch Co-Aktivatoren reguliert

44

45

46 Kontrolle der Genexpression auf mrna-ebene

47 Die Expression des Eisen-Speicherproteins Ferritin wird auf Translationsebene reguliert

48 Bei niedriger Eisenkonzentration bindet ein Protein an das IRE und blockiert die Translation

49 Das IRE-bindende Protein ist eine Aconitase

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