RNA und Expression Biochemie RNA 1) Die Transkription. 2) RNA-Typen 3) RNA Funktionen 4) RNA Prozessierung 5) RNA und Proteinexpression/Regelung 1
RNA-Typen in E. coli Vergleich RNA-DNA Sequenz 2
Die Transkriptions-Blase Die RNA-Polymerase von E. coli Struktur der RNA-Polymerase von E. coli, sechs Untereinheiten, α, β, β und ω mit M r von 36.500, 151.000, 155.000 und 11.000. 3
Promotoren von E. coli Der prokaryotische Initiations-Komplex 4
Experimentelle Findung von Promotor- Regionen mittels Fußabdruck- Verfahren Rho-unabhängige Termination der Transkription 5
RNA-Polymerase II Promotor (EU) Es gibt drei verschiedene eukar. RNA-Polymerasen: RNA Polymerase I: Synthese präribosomale RNA RNA Polymerase II: vorallem mrna (TATA-Box) RNA Polymerase III: trna, 5S rrna RNA Polymerase II Komplex 6
RNA Polymerase II Komplex Transkription an Polymerase II Promotoren 7
RNA-Polymerase II Promotor (EU) Diverse Sequenzen RNA Reifung 8
Exons und Introns des Ovalbumin-Genes Spleißen der RNA von Introns Typ II 9
snrnas als Bestandteil von snrnp Modifizierte Basen 10
snurps als Bestandteile des Spleißosoms Struktur des 5 -Caps bei Eukaryoten 11
Endcaping der RNA Bildung des 5 -Caps adomet: S-Adenosylmethionin Einführung des Poly-A-Schwanzes 12
Ein Vergleich DNA/RNA Unterschiedliche Weiterverarbeitung 13
Alternative splice -Varianten Alternative splice -Varianten 14
Transkription von rrna/trna rrna Exprimierung 15
trna Reifung Hammerkopf-Ribozym 16
Der Weg reifer RNA... Die einfachste Regulation... 17
Etwas komplexer... Am Ende erfolgt der Abbau... 18
Erweiterung der Informationsübertragung Proteinsynthese - von der Information zum Produkt Biochemie 19
Polypeptidsynthese durch Kettenverlängerung Synthese von Proteinen über Peptidbindungen + H 3 N O O trna R1 H + H 3 N O O trna R2 H + H 3 N O O NH R1 H O trna R2 H + H 3 N O O trna R3 H + H 3 N O O O NH R1 H NH R2 H O trna R3 H 20
Phasen der Proteinsynthese 1) Aktivierung von Aminosäuren 2) Initiation am Ribosom 3) Elongation des Polypeptides 4) Termination 5) Proteinfaltung und PTMs 6) Proteintransport Phasen der Proteinsynthese bei E. coli 21
Zwei Klassen von Aminoacyl-tRNA Synthetasen sind für die trna veranwortlich Struktur der trna Nukleotidsequenz 22
Bindung der Aminosäuren an trna Synthese der Aminoacyl-tRNA I 23
Synthese der Aminoacyl-tRNA II Strukturen der Aminoacyl-tRNA Synthetasen 24
GU als Erkennungssequenz für trna Ala AUG als Startcodon und als Codon für trna Met Bei Prokaryoten wird durch Formylierung zwischen Startcodon und Met-Codon unterschieden. Die Met-tRNA-Synthetase ist unselektiv. Selektivität wird durch die Transformylase erreicht. 25
Die Bildung des Initiationskomplexes bei Prokaryoten. trna fmet bindet selektiv an die P-Stelle des Ribosoms. Vor Bindung von trna fmet und ist die A-Stelle durch IF-1 besetzt, keine andere trna kann binden. Die richtige Anordnung des Startcodons wird durch an der rrna bindende Sequenzen beeinflußt 26
Die Elongation erfolgt in drei Schritten 27
Nach Elongation erfolgt Termination Die Genauigkeit der Kettenverlängerung 28
Die Genauigkeit der Kettenverlängerung Der genetische Code 29
Der genetische Code ist degeneriert Die Degeneration des gen. Codes bedeutet, dass in den meisten Fällen mehr als ein Codon für eine Aminosäure codieren, dabei unterscheiden sich die Codons für eine Aminosäure meistens in der dritten Stelle. Wobble Basen 30
Der eukaryotische Initiationskomplex Eukaryotische Initiationsfaktoren 31
Polysomen aus einer mrna werden mehrere Proteine 32
Proteinbiosynthese DNA m-rna AS T A C Ribosom G Protein Insulin Interferone Erythropoietin FSH / HCG Posttranslational e Modifikationen Einige Sequenzen führen zu einem gezielten Targeting von Proteinen 33
SRP vermittelter Transport ins ER Synthese des Core-Oligosaccharides 34
Chaperone transportieren und stabilisieren 35
Transport in den Zellkern Signalsequenzen bei Bakterien 36
Stabilisierung von Proteinen Ubiquitinierung führt zu Abbau 37
Exkurs : Das lac-operon Biochemie 38
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Lac Operon: 3 Gene, davon zwei für den Lactose-Stoffwechsel wesentlich: Z: codiert für b-galactosidase Y: codiert für Galactosid- Permease Lac-Repressor sorgt für Reduktion der Expression um den Faktor 1000. 40
Lac-Repressor wird von Gen I codiert. Bindet an den Hauptoperator O1. (O2/O3 sind Pseudooperatoren). Bindung des Lac-Repressors 41
Der Lac-Repressor bindet an Palindrome 42
Das lac Operon wird durch CRP (camp-rezeptorprotein) zusätzlich positiv reguliert. Die komplette Regulation des Operons 43