Trabskription

Question 1

Was ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie?

Answer 1

DNA->RNA->Protein

Question 2

Was beschreibt die Transkription?

Answer 2

• Kopieren von DNA in RNA
• wird durch das Enzym RNA Polymerase katalysiert
• erfolgt ausgehend von spezifischen Bindungsstellen der RNA Polymerase, sogenannten Promotoren

Question 3

Biochemie RNA-Polymerisation

Answer 3

• Synthese Richtung 5’->3’
• 3’OH attackiert alpha-Phosphat
• > neues Nukleotid und Pyrophosphat wird freigesetzt
• keine Korrekturlesefunktion

Question 4

Promotor Prokaryoten und Eukaryoten

Answer 4

Typisch prokaryotisch:
-35 Box 15-17bp  -10(tata) Box
Sehr nah am Transkriptionstart
Eukaryoten:
Wenig definiert und viel variabler
-z. B. Tata box selten

Question 5

bakterielle RNA Polymerase Aufbau

Answer 5

• Kernenzym aus aus zwei alpha und einer beta sowie einer beta´
• Sigmafaktor-> Regulation der Genexpression

Question 6

Welche RNA Polymerasen transkribieren was?

Answer 6

• RNA-Polymerase II :Promotoren für Protein-kodierende Gene
• RNA-Polymerase I: Promotoren für rRNA Gene
• RNA-Polymerase III: Promotoren für tRNA-Gene

Question 7

Was sind die Stadien der Transkription?

Answer 7

Initiation: RNA Pol bindet an Promotor->DNA-Stränge trennen sich->Polymerase initiiert RNA-Synthese

Elongation: DNA Pol bewegt sich abwärts, entwindet DNA und verlängert das RNA-Transkript von 5´ nach 3´

• Ende
• DNA geht wieder in Ausgangszustand der Doppelhelix zurück

Termination: RNA Transkript wird freigesetzt und die Pol löst sicb von der DNA

Question 8

Transkriptionsinitiation in Prokaryoten

Answer 8

• Bindung an RNA-Polymerase
• Aufschmelzen der DNA
• Abortive Initiation: Synthese kurzer RNA-Stücke
• Entlassen der Sigma-Untereinheit
• Elongation

Question 9

Transkriptioninitiation Eukaryoten mit TATA-Box-Promotoren

Answer 9

-TFIID mit TBP(TATA binding protein) bindet, dadurch können weitere TFs binden
-weitere Faktoren binden unter anderem TFIIH
und die Polymerase
-> Präinitiationskomplex hat sich gebildet

Question 10

Warum ist das Protein TFIIH wichtig für die Transkriptionsinitiation?

Answer 10

-öffnet unter ATP-verbrauch die dsDNA und hat Helikasefunktion
-phosphoryliert CTD (C-terminale Domäne)
von Pol II->entscheidend für Aktivierung des PIC

Question 11

Was ist die Funktion eines Enhancers und wie funktioniert dieser?

Answer 11

• aktivieren die Initiation aus der Ferne
• entweder befindet sich ein Activator-Protein am Enhancer und bindet an Präinitiationskomplex durch Beugung der DNA
• meist aber über Koregulatoren:
• diese interagieren mit:
• proximalen Aktivatoren
• generellen TFs
• der Polymerase
• Nukleosomen

Question 12

Wie interagiert die Polymerase mit der DNA während der Elongation?

Answer 12

-RNA Pol bewegt sich entlang der DNA und entspiralisiert die WIndungen der Doppelhelix und exponiert etwa 10-20 Basen auf einmal, die sich mit RNA Nukleotiden paaren können

Question 13

C-Terminale Domäne

Answer 13

• 52x(YSPTSPS) Peptidkette mit 1-7 gekennzeichnet
• S2 und S5 werden posttranslational phosphoryliert
• erst Serin5 phosphoryliert und wird aufgehalten kommt zu Pause
• bei Phosphorylierung von Ser2 beginnt die Elongation

Question 14

Inwiefern ermöglichen die verschiedenen Schritte der

Transkriptionsinitiation unterschiedliche Arten der Transkriptionsregulation?

Answer 14

• On/Off-Regulation: vor der Ausbildung des Präinitiationskomplexes->dauert länger
• schnelle Antwort: nach Ausbildung des PIC
• Massive, ultraschnelle Steigerung der Transkriptionsrate: Aktivierung nach proximaler Pausierung

Question 15

Transkriptionstermination in Prokaryoten

Answer 15

Termination ohne Terminationsfaktor:
-Sekundärstruktur(Terminationsschleife) und das oligo U am 3´-Ende des Transkripts bewirken Termination ohne Hilfsfaktoren
Faktorabhängige Transkription:
-Rho-faktor bindet an RNA und erkennt auf naszierender RNA eine bestimmt Sequenz
-wandert unter ATP-verbrauch entlang der RNA und löst RNA-DNA-Hybrid auf-> RNA-Pol fällt von DNA

Question 16

Termination in Eukaryoten

Answer 16

• spez. Faktoren binden naszierende RNA Signalsequenzen(Poly-A-Site)
• RNA wird hier geschnitten
• PolyA-Schwanz wird an das 3´-Ende der fertigen RNA gehängt
• eine 5´-3´ Exonuclease degradiert die RNA bis die Polymerase erreicht ist, die dann vom template abdissoziiert

Question 17

Inwiefern besteht eine Verknüpung von Transkription und RNA-Reifung in Eukaryoten über die CTD der RNA Pol II

Answer 17

-CTD belädt die RNA mit RNA-Prozessierungsfaktoren und die DNA mit Chromatinmodulatoren

Question 18

Was sind die wichtigen Intronsequenzelemente?

Answer 18

• GT-AG-Regel:Intron beginnt immer mit einem GT(GU bei RNA) und endet mit einem AG
• 5´ und 3´-Splice-site beherbergen die wichtigsten Erkennungssequenzen
• branchpoint A

Question 19

Spleißreaktion?

Answer 19

-2´OH-Gruppe am Branchpoint A ist enzymatisch aktiv
->attackiert nucleophil Phosphoratom der Phosphordiester-Bindung an der 5´-Splicesite
=freies 5´-Exon mit 5´-OH-Gruppe und Lariate RNA
-freigewordene OH-Gruppe weiterer nucleophiler Angriff

Ergebnis: freies Lariat und Verknüpfung der beiden Exons

->Spleißreaktion aus 2 Transesterifikationen

Question 20

was sind die Komponenten des Spleißapparats?

Answer 20

-ca- 150 Proteine
-5 RNA Moleküle (snRNA)-> sehr U-reich
-stecken in snRNPs(Snurps)-> small nuclear ribonucleoprotein particles
-

Question 21

Wie bildet sich das Spleißosom?

Answer 21

-erkennen: U1 erkennt 5´-binding site
Branch-point-binding-protein erkennt branch-point
-U2 verdrängt BBP und
-Erkennung über RNA-RNA Interaktionen der SNURPS ->Ribonukleoproteine

Question 22

initiale elongation nicht gleich vollständige mRNA?

Answer 22

• Polymerase wird während Elongation von TFs aufgehalten

- es kann zu proximalen Pausen kommen