Zentrales Dogma der Biologie
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- Alwin Becke
- vor 6 Jahren
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1 Zentrales Dogma der Biologie Transkription: von der DNA zur RNA Biochemie 01/1
2 Transkription Biochemie 01/2
3 Transkription DNA: RNA: Biochemie 01/3
4 Transkription DNA: RNA: Biochemie 01/4
5 Transkription RNA: Biochemie 01/5
6 Transkription RNA: Biochemie 01/6
7 Transkription Transkription Biochemie 01/7
8 Transkription DNA: Sense/codierender Strang DNA: Antisense/nicht codierend RNA: Transkript Biochemie 01/8
9 Transkription Biochemie 01/9
10 RNA-Polymerase in E. coli Biochemie 01/10
11 RNA-Polymerase: E. coli RNA Polymerase Klenow Fragment Biochemie 01/11
12 RNA-Polymerase: E. coli RNA Polymerase Cα Kette von analogem Segment der KLENOW- DNA-Pol Biochemie 01/12
13 Transkriptionsstart Replikation: Primer-abhängig! Transkription: Primer-unabhängig! Biochemie 01/13
14 Promotor Biochemie 01/14
15 Promotor Konsensussequenzen: codierender Strang -35-Region-10-Region Biochemie 01/15
16 Transkriptionsstart + Bindung der RNA-Polymerase mittels Sigma-Faktor geschlossener Komplex Biochemie 01/16
17 Transkriptionsstart Sigma-Faktor: Helix-Turn-Helix-Motiv große Furche Fixierung Erkennung Biochemie 01/17
18 Transkriptionsstart geschlossener Komplex Aufschmelzen des Doppelstranges offener Komplex Biochemie 01/18
19 Transkriptionsstart offener Komplex Transkription ohne Sigma-Faktor Biochemie 01/19
20 Transkriptionsstart Biochemie 01/20
21 Transkription EM-Aufnahme bakterielle Transkription von zwei rrna Genen Synthese verläuft in 5 3 -Richtung (analog der DNA-Synthese) Biochemie 01/21
22 Termination der Transkription Terminator intrinsic terminator Biochemie 01/22
23 Termination der Transkription Biochemie 01/23
24 Termination der Transkription Biochemie 01/24
25 Termination der Transkription Rho-unabhängiger Terminator Biochemie 01/25
26 Termination der Transkription Biochemie 01/26
27 Termination der Transkription Rho-Faktor Biochemie 01/27
28 Organisation bakterieller Gene Operon-Struktur Z Y A RNA Biochemie 01/28
29 Transkription bei Eukaryonten RNA-Polymerase II (Hefe) Nobelpreis Chemie 2006: Roger Kornberg Stanford RNA DNA Biochemie 01/29
30 Transkription bei Eukaryonten RNA-Polymerase I: synthetisiert rrna RNA-Polymerase II: synthetisiert mrna RNA-Polymerase III: 5S-rRNA, trnas, nukleäre und cytosolische RNAs Multimere Proteinkomplexe: 2 große, nicht identische UE (>120 kd) < 12 kleine UE (<50 kd) Biochemie 01/30
31 Transkription bei Eukaryonten T. aquaticus S. cerevisiae Pol II Biochemie 01/31
32 Transkriptionsstart Konsensus-Sequenz des Transkriptionsstarts der RNA-Polymerase II -70 bis -90 CCAAT-Box Biochemie 01/32
33 Transkriptionsstart Weitere Regulationselemente: Enhancer, Biochemie 01/33
34 Transkriptionsstart Biochemie 01/34
35 Transkriptionsstart Biochemie 01/35
36 Präinitiationskomplex PIC: Präinitiationskomplex Biochemie 01/36
37 Präinitiationskomplex Biochemie 01/37
38 Transkription bei Eukaryonten Biochemie 01/38
39 Transkription bei Eukaryonten Biochemie 01/39
40 Transkription und RNA Prozessierung Biochemie 01/40
41 Posttranskriptionale Modifizierung Prokaryonten: keine Kompartimentierung Eukaryonten: Kompartimentierung! Biochemie 01/41
42 Posttranskriptionale Modifizierung mrna: Prokaryonten: primäre Transkripte werden ohne weitere Modifizierung translatiert Transkription und Translation parallel Biochemie 01/42
43 Posttranskriptionale Modifizierung Struktur einer eukaryontischen mrna: GMP-Addition, Methylierung der ersten Nukleotide Entfernen von Introns Schnitt der prä-mrna und Addition von A-Resten Biochemie 01/43
44 5 -Kappe Biochemie 01/44
45 5 -Kappe 7-Methylguanosin über 5, 5 - Triphosphat an 5 -Ende Guanylyltransferase: an Transkripte über 20 nt Export aus dem Zellkern verhindert Abbau durch Exonukleasen, erhöht die Stabilität der mrna Ribosomen-Assembly Biochemie 01/45
46 5 -Capping-Mechanismus S-Adenosyl-Methionin (SAM) Methylierung der Base S-Adenosyl-Homocystein Methylierung der Ribose (nur bei manschen Kappen) Biochemie 01/46
47 Posttranskriptionale Modifizierung Struktur einer eukaryontischen mrna: Entfernen von Introns Schnitt der prä-mrna und Addition von A-Resten Biochemie 01/47
48 3 -Polyadenylierung Poly(A)-Schwanz am 3 -Ende nach der Transkription durch Poly(A)-Polymerase erhöht die Stabilität am 3 -Ende gegenüber Exonuklease Biochemie 01/48
49 Posttranskriptionale Modifizierung Struktur einer eukaryontischen mrna: Entfernen von Introns Biochemie 01/49
50 Exon/Intron-Struktur Biochemie 01/50
51 Exon/Intron-Struktur Biochemie 01/51
52 Exon/Intron-Struktur Exons: Introns: Expressed Regions; Bereiche, die für Teile des Proteins codieren Intervening Regions; Bereiche zwischen Exons, die nicht codieren und entfernt werden müssen Biochemie 01/52
53 Konsensus-Sequenz der Exon/Intron-Grenzen Biochemie 01/53
54 Konsensus-Sequenz der Exon/Intron-Grenzen G 100 =100% G, A 60 = 60% A etc. Biochemie 01/54
55 Herausschneiden von Introns: Splicing branch point Biochemie 01/55
56 Splicing Biochemie 01/56
57 Splicing Spliceosom: snrnp Assembly Biochemie 01/57
58 Splicing Splicing.mov Biochemie 01/58
59 Posttranskriptionale Modifizierung Struktur einer eukaryontischen mrna: GMP-Addition, Methylierung der ersten Nukleotide Entfernen von Introns Schnitt der prä-mrna und Addition von A-Resten Biochemie 01/59
60 Alternative Prozessierung Biochemie 01/60
61 Alternatives Splicing Gewebe Calcitonin Gene-Related Peptide Biochemie 01/61
62 Alternatives Splicing Biochemie 01/62
63 Alternatives Splicing - neue, zusätzliche Funktionen - Andere Regulation, andere Substratspezifität Biochemie 01/63
64 Alternatives Splicing Humanes Genom: Caenorhabditis elegans: Drosophila melanogaster: Saccharomyces cerevisiae: Arabidopsis thaliana: bis zu 75% aller humanen Gene mit alternativem Splicing! Biochemie 01/64
65 Reifung der mrna Biochemie 01/65
66 Selbstspleißende Introns (Prokaryonten) Biochemie 01/66
67 Selbstspleißende Introns (Prokaryonten) Biochemie 01/67
68 Zentrales Dogma der Biologie - Translation Biochemie 01/68
69 Translation Allgemeines: mrna, Aminosäuren, trna Beladung der trna Aminoacyl-tRNA-Synthetasen Initiation der Translation Elongation Termination Unterschiede bei Eukaryonten Biochemie 01/69
70 Basentripletts codieren für Aminosäuren 4 - Buchstaben-Code (DNA) muss 20 Bausteine (Aminosäuren in Proteinen) codieren! 1-Buchstaben-Codon: 4 1 = 4 Aminosäuren 2-Buchstaben-Codon: 4 2 = 16 Aminosäuren 3-Buchstaben-Codon: 4 3 = 64 Aminosäuren Biochemie 01/70
71 Genetischer Code 1. Der Code ist degeneriert UAG: amber UAA: ochre UGA: opal Biochemie 01/71
72 Genetischer Code Franklin W. Stahl (1995) The Amber Mutants of Phage T4. Genetics 141, : D. Epstein, C. Steinberg, H. Bernstein: UAG: amber UAA: ochre UGA: opal Biochemie 01/72
73 Genetischer Code 1. Der Code ist degeneriert Biochemie 01/73
74 Genetischer Code 1. Der Code ist degeneriert Biochemie 01/74
75 Genetischer Code 2. Es existieren 3 Leserahmen Biochemie 01/75
76 Genetischer Code 2. Es existieren 3 Leserahmen Biochemie 01/76
77 Übersetzung in Aminosäuresequenz Translation: Adapter Adapter Biochemie 01/77
78 Übersetzung in Aminosäuresequenz Translation: Biochemie 01/78
79 trna Biochemie 01/79
80 trna Biochemie 01/80 keine N-gycosidische Bindung!
81 trna Biochemie 01/81
82 trna 3D Konformation Biochemie 01/82
83 Tertiäre Basenpaarungen 1 Helix 1 Helix 9 tertiäre Basenpaare Biochemie 01/83
84 Tertiäre Basenpaarungen Biochemie 01/84
85 Tertiäre Basenpaarungen Biochemie 01/85
86 trna Aminosäure TΨC mrna Biochemie 01/86
87 Aminoacylierung der trna Aus trna Aaa wird Aaa-tRNA Aaa trna Trp Trp-tRNA Trp Biochemie 01/87
88 Aminoacylierung der trna Aminoacyl-tRNA- Synthetase Biochemie 01/88
89 Aminoacylierung der trna 1. Spezifisches Erkennen der Aminosäure Biochemie 01/89
90 Aminoacylierung der trna 2. Spezifisches Erkennen der trna Identitätselemente: Biochemie 01/90
91 Aminoacylierung der trna Biochemie 01/91
92 Aminoacylierung der trna Biochemie 01/92
93 Aminoacylierung der trna Biochemie 01/93
94 Aminoacylierung der trna Biochemie 01/94
95 Di-/Tetramere Aminoacyl-tRNA-Synthetasen Biochemie 01/95 Monomere
96 Klasse I Synthetasen Glutaminyl-tRNA-Synthetase (Gln-RS) Biochemie 01/96
97 Klasse II Synthetasen Aspartyl-tRNA-Synthetase (AspRS) Biochemie 01/97
98 Aminoacylierung der trna Alle Synthetasen erkennen bevorzugt Akzeptor- und Anticodonstamm! Biochemie 01/98
99 Translation Biochemie 01/99
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