מולקולרית 3 רשף Flashcards
5’ CAP
תהליך הוספת קאפ
- האנזים פוספטאז מסיר את פוספאט גמא של הנוק’ הראשון של ה-מרנ”א, ומשאיר פוספאטים אלפא ובטא
- האנזים גואנליל טראנספראז מזרז העברת
GMP
שמקורו ב
GTP
לפוספאט בטא של הנוקלאוטיד הראשון של ה-מרנ”א נוצר קשר 5’ ל 5’
- האנזים מתיל -טראנספראז מזרז מתילציה על חנקן 7 של הבסיס.
בהמשך ה-“הכובע” יקשור חלבון בשם
CBC-cap binding complex
שייסיע לו לעבור
Export
החוצה מהגרעין.
Poly-A
רצפים שמורים
AAUAAA
GU-rich or U rich
CA
חלבונים מעורבים:
CStF
קומפלקס רב יחידות הרוכב על זנב “סי-טי-די” ומזהה רצם עשיר ב-“ג’י-יו”
CPSF
מזהה רצף
AAUAAA
CPSF
מבצע חיתוך 10-30 נוק’ אחרי
AAUAAA
ומשאיר קצה 3’ של הנוקלאוטיד
A-OH
מהרצף
CA
לאחר החיתך יגיע אנזים בשם
PAP
המפלמר פולי איי ללא תבנית. הוא מוסיף 10-12 נוק’ ראשונים באופן איטי ועוד כ-200 נוק’ באופן מהיר.
את מאות האדנוזינים שנקשרו יזהו חלבוני
PAB
חלבון אחד על כל 10-12 נוק’ . נוכחותו משפיע על אורך הזנב.
מרנ”א של היסטונים לא עובר פולי-אדנילציה.
ריאקציית שחבור
טראנסאסטרפיקציה ראשונה
האדנוזין יתקוף את הפוספט הראשון של האינטרון במעלה הזרם המחובר לנוקלאוטיד
G
לאחר אסטרפיקציה ראשונה נמצא אדנוזין קשור ל-3 פוספטים בקשרים פוספודיאסטריים.
טראנסאסטרפיקציה ראשונה
קבוצת
OH
של אקסון הראשון תבצע התקפה נוקלאופילית על הפוספט של האקסון השני.
בתחילת האינטרון
GURAGU
“אר”- מסמן פורין
בסוף האנטרון
NCAG
“אן” מסמן נוקלאוטיד
בקצה 3 שח אקסון 1
AG
בקצה 5 של אקסון 2
G
ספלייסוזום
בתהליך שחבור מעורבות מולקולות רנ”א קטנות
תפקיד של מולקות רנ”א לזהות רצפים המופיעים ב 5’ , 3’ ואתר הסתעפות. ולבצע קטליזה
snRNA
u1 ,u2 ,u4,u5,u6
מולקולות אלו מתחברות לחלבונים ויוצרות
snRNP
ספלייסוזום
מנגנון הפעולה:
א.
u1
מבצע זיווג בסיסים באתר שחבור 5’
ב.
BBP , U2AF
מזהים אתר הסתעפות ומתיישבים עליו.
ג.
החלקיק
u2
מחליף את
BBP
ואת
U2AF
באתר הסתעפות ומבצע זיווג בסיסים עם רצף קונצנזוס באתר זה.
ד.
קומפלקס משולש המכיל
u4-u5-u6
נכנס לריאקציה .
u4-u6
מוחזקים חזק אחד עם השני מאחר וה-
snRNA
שלהם מבצע זיווגי בסיסים אחד עם השני
עם התקדמות הריאקציה , זיווגי הבסיסים 4 ו 6 נשברים
u6
מחליף את
u1
בזיווגי הבסיסים שלו עם אתר ה 5’. פעולה זו מייצרת אתר פעיל המזרז את הטראנס-אסטריפיקציה הראשונה (הספר קורה לה ריאקציית פוספוריל טראנספראז)
החלקיקים
u1 and u4
עוזבים.
ה.
מופיע לולאת
lariate
ארגון מחדש של הספלייסוזום מוביל ליצירת ריאקציה שניה בה האקסון במעלה הזרם תוקף את האקסון במורד הזרם. טראנסאסטריפיקציה שניה.
על לולאת ה-
lariat
שהוא בעצם האינטרון
התיישבו
u2 ,u5 ,u6
ו.
על הצומת בין 2 אקסונים יתיישב קומפלקס חלבוני הקרוי
EJC=Exon Junnction Complex
Exon Definition
שיטה נוספת המצמידה בין שחבור והשעתוק
חלבוני
SR
בעלי דומיין עשיר בסרין וארגנין. מסמנים אקסונים.
מגייסים :
U1
הנמצא במורד הזרם לאתר בו הם התיישבו . אתר שחבור 5’
מגייסים חלקיק
U2
לאתרי השחבור הנמצאים במעלה הזרם . אתר 3’
SR
מתיישבים על
ESE=Exon Splicing Enhancers
הרחקת האינטרונים לא חייבת להיות 5’ ל 3’
השפעת מבנה הכרומוטין על
Exon difinition
א. קצב השחבור והשעתוק מצומדים בגלל , הפולימראז נע לעט בגלל נוקלאוזומים
ב. מודיפיקציות של היסטונים מגייסות מרכיבי שחבור
hnRNP
נמצאים על אינטרונים
טעויות שחבור
טעויות שחבור
כל 4 התמונות הן דוגמאות לטעויות שחבור עקב מוטציות של בטא גלובין ולהופעת בחלה הקרויה בטא-תלסמיה.
יציאת מרנ”א מהגרעין
Exosome
מולקולות רנ”א שלא סיימו את תהליך העיבוד כמו שצריך , או שארית רנ”א כמו למשל אינטרונים יעברו פירוק ע”י קומפלקס חלבוני גדול המצוי בגרעין וקרוי
Exosome
קומפלקס זה עשיר ב ‘3 ו ‘5 אקסונוקליאזות
רנ”א בגרעין יכול להיות:
א. מרנ”א שאמור לצאת מחוץ לגרעין
ב. פסולת
ג.רנ”א שצריך להישאר בגרעין
איך להבחין?
לקצה 5’ נקשר
CAP
שאליו נקשר חלבון בשם
CBC
חלבוני
PAB
נקשרים “לפולי-אי” של קצה 3’
חלבוני
EJC
התיישבו בצומת בן שני אקסונים
פסאודויורידין בתמונה!.
80% מה -רנ”א התאי הוא
rRNA
על אף שהוא מסינתז הכי מעט.
רנ”א פולימראז 1 חסר זנב
CTD
ולכן תוצריו יהיו חסרי קאפינג ופולי אי.
כל ריבוזום יוקריוטי מכיל 4 סוגים של רנ”א ריבוזומלי המצוי על פרקורסור אחד עם 13000 בסיסים.
גודלו
45S
היחידות הם :
5.8 , 28 ,18S
אלו משועתקים ע”י פולימראז 1 בגרעינון.
היחידה
5S
מצויה במיקום אחר . זו משועתקת ע”י פולימראז 3 במיקום אחר בגרעין. מולקולה זו אינה עוברת עיבוד או חיתוך.
45S
עובר עיבוד וחיתוך שכוללים 100 מתילציות על פחמן 2 של הריבוז בחלק מהבסיסים (סימון סגול)
100 איזומרציות של יורידין ליצירת פסאודו-יורידין
המודיפיקציות מוספות ע”י חלקיקי
snoRNP
המכילים רנ”א מכווין
guideRNA
אליו מחוברים האנזימים החלבוניים שאחראיים לביצוע המודיפיקציה.
חלקיקי
snoRNP
אחרים מתיישבים על גבי הרנ”א הריבוזומלי ומאפשרים שינויים במבנה שלו וחושפים אתרים יעודיים לחיתוך ע”י נוקלאזות.
חלק מגדול
SnoRNA
מקודדים על גבי אינטרונים של גנים המשועתקים ע”י פולימראז 2 ,.
גרעינון
מדור התת-גרעיני הגדול ביותר ובר צפייה במיקרוסקופ אור פשוט , הוא האתר המרכזי בו מתבצעים :
תהליכי השעתוק של רנ”א ריבוזומלי תהליכי העיבוד והחיתוך והרכבה של יחידות ריבוזומליות.
בנוסף לאלו ניתן למצוא שם
SnoRNP
חלבונים , הליקאזו קינאזות , ג’יטיפיאזות ואטפאזות ועוד.
בבני אדם , הגנים לרנ”א ריבוזומלי מצויים ב-10 צברים המצויים בקצה כרומוזומים.
במילים אחרות במהלך האינטרפאזה , 10 צברים המצויים בקצה כרומוזומים שונים תורמים לולאות ליצירת המבנה שנקרא גרעינון.
בשלב מטאפאזה הגרעינון עובר פרגמנטציה ואז נעלם עד הטלופאזה.
בטלופאזה כאשר הגרעין נבנה מחדש 10 הלולאות חוזרות ליצירת הגרעינון.
הגרעינון משתנה מתא לתא ונקבע לפי כמות הריבוזומים המיוצרים בו.
מעבר ליצירת ריבוזומים הגרעינון הוא אתר מרכזי לסינתזה וחיבור של עוד מולקולות רנ”א לא מקודדות:
Vnfhkv and U6snRNP
רנ”א ו-7 חלבונים מתרכב ליצירת חלקיק אחד בגרעינון.
מולקולת
snRNA
של החלקיק עוברת בגרעינון מודיפיקציות ע”י חלקיק
snoRNP.
הטלומראז והחלקיק
SRP
החיוני לתרגום חלבונים אל חלל ה-אי-אר מורכבים ליצירת קומפלקס
RNP
בתוך הגרעינון. גם מולקולת
tRNA
המשועתקת במקום אחר בגנום , עוברות עיבוד בגרעינון ליצירת מודיפיקציה ספציפית.
מפעלי שעתוק
Cajal Bodies
חלקיקי
snRNP and snoRNP
עוברים שם שלבי התבגרות אחרונים
Interchromatine Granules
משמש כמחסן של מולקולות החיוניות רנ”א.
tRNA
tRNA
אורכה 80 בסיסים,
3 לולאות :
לולאת
T-PSI-C
לולאה המצויה בקרבת קצה 3 של
tRNA
ומכילה את הבסיס המותמר פסאודויורידין
לולאת
D
המצויה בקרבת 5’ ומכילה את הבסיס המותמר דהידרו-יורידין
המבנה השלישוני של “טי-רנ”א” הוא מבנה של
L
הפוכה
פרוטאוזום
פרוטאוזום , קומפלקס חלבוני בהעתקים רבים . קיים בציטוזול ובגרעין.
20S Core proteasome
19S cap
מורכב מ-
unfoldase
מבנה טבעתי הבנוי מ-6 תת יחידות היוצרות תעלה שדרכה חלבון המטרה מושחל לליבת הפרטאוזום .
אנזים זה שייך למשפחת ה-
AAA-ATPase
Ubiquitin hydrolase
שחותך את היוביקויטין כשחלבון המטרה מוכנס פנימה
פעילות הפרוטאוזום :
ה-
CAP
יאפשר זיהוי של החלבון שמיועד לדגרדציה ויפתח את המבנה המרחבי שלו תוך שימוש ב
ATP
ה-
20S
יבצע דגרדציה.
סימון החלבון המיועד לפירוק
סימון החלבון המיועד לפירוק
שלב 1: אקטוב הקצה הקרבוקסילי של יוביקויטין (הוא משתמש ב - אי-טי-פי) כידי לחבר את יוביקוויטין ליצסטאין של עצמו באמצעות קשר קוולנטי תיואסטרי . תגובה זו מתבצעת תוך יצירת תוצר ביניים קוולנטי
AMP-ubiquitin
שלב 2:
E1
נקשר לחלבון הקרוי
E2
, או אנזים
ubiquiton-conjugating
ומעביר לו את היוביקוויטין.
שלב 3
E3
אוחז מצד אחד בחלבון המטרה ומצד שני ב
E2
שעליו יושב היוביקוויטין.
E2
מעביר את היוביקוויטינים לחלבון המטרה.
שלבים מקדימים בסימון החלבון
הפעלת סיגנל הדגרדציה על חלבון המטרה:
א. זרחון באתר ספציפי החושף סיגנאל לפירוק
ב.חשיפה של סיגנל דגרדציה ע”י ניתוק מבוקר של יחידה חלבונית
ג.ביקוע הקצה האמיני חושף אתר שמערכת היוביקוויטינים יודעת לזהות ולסמן
על מנת להפעיל
E3
א. צריך לזרחן אותו
ב.שינוי אלוסטרי כתוצאה מקישור לליגנד ל “אי-3”
ג.שינוי אלוסטרי כתוצאה מקישור לתת יחידה חלבונית. הקומפלקס
לדוגמא הקומפלקס:
APC/C
הוא יוביקוויטין ליגאז . לקראת סוף המיטוזה מתווסף לו עוד תת יחידה
CDC20
, המאפשרת את פירוק הציקלינים וחלבונים אחרים.
דרך נוספת היא הפעלה סיגנל הדיגרדציה על חלבון המטרה:
א. זרחון באתר ספציפי החושף סיגנאל לפירוק
ב. ניתוק מבוקר של יחידה חלבונית ע”י כך חשיפה של סיגנל דיגרדציה.
ג. ביקוע של הקצה האמיני- חושף אתר שמערכת יוביקוויטין יודעת לזהות.
SCF
דוגמא ליוביקויטין ליגאז.
יש לו 5 חלבונים
יש לו יחידה שקרויה
Cullin
שעליה בנוי שאר הקומפלקס.
SCF
בקצה אחד של מבנה
C
נמצא אנזים “אי2”
E2
מצומד ליוביקוויטין . בקצה השני נמצא
F-box protein
בצבע סגול (בתמונה)
ישנם חלבוני “פ-בוקס” שונים המאפשרים קישור לחלבוני מטרה שונים.
כאשר הקומפלקס מופעל , ה-“פ-בוקס” נקשר לאתר ספציפי בחלבון המטרה , ומציב את החלבון באופן כזה שחלק משיירי ה-“אר” של הליזינים שלו נוגעים ב “אי-2” (שהינו חלק מקומפלקס
SCF)
לאחר הצמדה שך יוביקוויטין ראשון לליזין המצויה על גבי חלבון המטרה - מבצע הקומפלקס פולי-יוביקוויטציה ע”י תוספת יוביקוויטין לליזין 48 המצויה על חלבון היוביקוויטין שהונח לפניו
משפחה “פ-בוקס” היא משפחה גדולה המזהה מגוון רחב של חלבוני מטרה , פעמים רבות על ידי זיהוי זרחונים ספציפיים המצויים על גבי חלבון המטרה .
