VL 6: Transkription

Question 1

Das Molekularbiologische Dogma

Answer 1

Informations-Richtungsfluss

Question 2

Schritte der Genexpression

Answer 2

• DNA im Zellkern wird transkribiert
• Vom Template DNA wird RNA realisiert, überführt, produziert
• Prozessierung (Intron splicing)
• Reife RNA wird translatiert
• Protein-prozessierung, Modifikaitonen
• Transport

Question 3

Omics Begriffe

Answer 3

beschreibt Gesamtgehalte von ….. in einer Zelle/Gewebe

Question 4

Transkription

Answer 4

• Das Kopieren von DNA in RNA
• wird durch das Enzym RNA-Polymerase katalysiert
• Erfolgt ausgehend von spezifischen Bindungsstellen der RNA-Polymerase, sogenannte Promotoren

Question 5

Biochemie der RNA-Polymerisation

Answer 5

• 5‘-3‘-Syntheserichtung
• 3‘-5‘-Leserichtung
• 3’OH attackiert alpha-Phosphat
  
  • Besonderheit der RNA
  • Enzymatische Funktion
• Pyrophosphat wird freigesetzt
• Keine Korrekturlesefunktion (pourquoi?)
  
  • Redundantes Produkt

Question 6

Warum hat die RNA-Polymerisation keine Korrekturlesefunktion?

Answer 6

• Redundantes Produkt
• es werden 1000 RNAs in der Zelle produziert
• bei Fehllesungen sind meisten RNAs trotzdem korrekt
• Geschwindigkeit ist wichtiger

Question 7

RNA

Answer 7

• Ribosenukleinsäure
• Thymin durch Uracil ersetzt
  
  • Einfacher zu synthetisieren
  • U nicht geeignet für DNA, da sie mit A, G und C paaren kann
  • T hydrophobe Gruppe (methyl) passt sich stringenter in die Helix ein
• OH Gruppe statt H Gruppe
  
  • Ribose (nicht Desoxyribose)
  • Verleiht enzymatische Funktion

Question 8

Promotoren

Answer 8

• Sequenzelemente die von Polymerasen erkannt werden
• Ab dann stromabwärtige Übersetzung
• Standard-Promotor bei Bakterien
  
  • Gelbe Sequenzen stark konserviert
    
    • -35 und -10 (nach Position vor Coding Sequence)
    • Promotoren haben ‘Lieblingssequenz’
    • • 10 : TATA-Box
        
        • Bei Prokaryoten nicht so genau definiert
          
          • CAAT-Box

Question 9

Bakterielle RNA-Polymerasen

Answer 9

• Kernenzym
  
  • Beta und beta‘
    
    • Katalytische Aktivität
  • Alpha
    
    • Grundaffinität
• Sigma UE
  
  • Promotorerkenner
  • Nimmt an -10 und -35 Box Kontakt auf
  • Verschiedene Sequenz-Preferenzen
    
    • Bsp Sigma-32 bei Hitzeschock
  • Genexpressionsregulation über Exprimierung der Sigma-Faktoren
• Holoenzym
  
  • Kernenzym + Sigmafaktor

Question 10

eukaryotische RNA-Polymerase

Answer 10

• signifikant mehr UE
• 3 RNA-Polymerasen (-I, -II, -III)
• verwandt Archeaen.
• unterschiedliche Promotortypen

Question 11

Warum hat eukaryotische RNA-Polymerase so viel mehr Untereinheiten?

Answer 11

• unterschiedliche Promotortypen, Erkennungssequenzen, TATA, alles will erkannt werden, dh. braucht unterschiedliche Faehigkeiten
  *

Question 12

RNA Pol II

Answer 12

Question 13

Promotoren RNA Pol II

Answer 13

• Elemente der Promotoren
  
  • TATA-Box: Positionierung der RNA-Polymerase, bestimmen Startpunkt
  • Upstream Elements (Promotor-proximale Elemente): Regulation der Genaktivität, Gewebespezifität
  • : Erhöhen die Transkriptionsaktivität, können weit entfernt vom Gen liegen
• Warum diese Komplexität im Gegensatz zu prokaryotische Promotoren?
  
  • Ergibt sich aus Größe des Genoms
  • Zusammen ergeben sie entscheidung
  • Wahrscheinlichkeit, dass kleine Sequenz Sigmafaktor aktivierend im Genom auftaucht ist hoch à deswegen Komplexität bei eukaryotischen Promotoren unbedingt notwendig

Question 14

RNA Pol I

Answer 14

• Promotoren für rRNA-Gene
• ribosomale RNA ist Produkt

Question 15

RNA-Pol III

Answer 15

• Promotoren für tRNA-Gene
• Komische Promotorsequenzen
  
  • boxA und boxB
  • befinden sich in tRNA
• Struktur tRNA: Kleeblatt-Struktur, interne Helices
  
  • Stark konserviert
    
    • D-Loop
    • Pseudo U-Loop
    • Können als Promotoren wirken

Question 16

Stadien der Transkription

Answer 16

• Initiation
• Elongation
• Termination

Question 17

Transkriptionsinitiation in Prokaryoten

Answer 17

• Bindung der RNA-Polymerase
• Aufschmelzen der DNA (an +1, Transkriptonsstartpunkt)
  
  • Helicaseleistung
  • Veränderte Interaktion mit der DNA
• Abortive Initiation
  
  • Kurze RNA-Stücke
• Entlassen der Sigma UE
  
  • Großes biochem. Problem
  • Muss super spezifisch und hochaffin sein, muss aber auch wieder weg
• Elongation

Question 18

Transkriptionsinitiation in Eukaryoten

Answer 18

• TF = transcription factor
• TBP = TATA binding protein
• CTD = C-terminal domain
• PIC = Präinitiationskomplex

1. Schlüsselfaktor TFIID (Proteinkomplex aus 13 UE, 1 davon TBP) bindet an Promotor
2. Mehr Proteine zusammenbau Untereinheiten, Zusammenkommen des ganzen Komplexes, Einzelfunktioenn
3. RNA-Pol-II und TFIIH (wichtig) bindet an Komplex Multiproteinkomplex, C-terminalle Domäne
4. Präinitiationskomplex wurde produziert

• Wie schafft TF
• Schlüsselprotein
  
  • TFIIH
    
    • Öffnet unter ATP-Verbrauch die dsDNA, Helicase Aktivität
    • Phophoryliert CTD (C-terminal domain) von Pol II (E) à Polymerase verliert Affinität für Promotor

Question 19

Enhancer

Answer 19

• Aktivierung der Initiation aus der Ferne
• DNA fleixibel
• Ausbildung Loop
• Brücken
• Enhancer funktionieren meist über Koregulatoren
  
  • Interagieren mit
    
    • Proximalen Aktivatoren
    • Generellen TFs
    • Der Polymerase
    • Nukleosomen