Posttranskriptionell genrelgering Flashcards

1
Q

Hur binder 5’-cap till RNA?

A

Med en 5’-till-5’-trifosfatbrygga

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Varför är 5’-capen viktig?

A
  • Hindrar mRNA-degradation genom att blockera 5’-exonukleaser
  • Hjälper mRNA-splicing genom splicing av första exonet
  • Regulerar mRNA-export genom att binda till nukleära exportfaktorer
  • Främjar mRNA-translation genom att binda till translationsinitieringsfaktorer
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad är polyadenyleringssignal?

A

PolyA-signal som är den konserverade sekvensen AAUAAA.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vad är polyadenyleringssite?

A

PolyA, siten där mRNA klyvs och polyA-svansen sätts på

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Hur sker alternativ polyadenylering (APA)?

A

Ett val sker mellan olika polyA-siter som kan vara olika starka. Beroende på vilken som väljs kommer det ge olika långa mRNA-sekvenser och då ge det färdiga proteinet olika egenskaper. Ett sådant exempel ses hos en gen som kodar för antikroppar som har en svag och en stark polyA-site. Under vilande förhållanden kommer transkriptionen gå till slutet av genen där den starka siten finns och ger mRNA med en lång UTR. Detta kommer att bilda membranbundna antikroppar. B-cellen är vilande vid låga nivåer CstF. Om det istället finns höga nivåer av CstF - en polyA faktor - kan istället den svaga siten användas. Det ger en kortare mRNA som gör att antikroppen inte har domänen som gör att den kan binda till cellen utan blir istället sekreterad och B-cellen klassas som aktiv.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hur stor del av mänskliga gener genomgår alternativ splicing istället för konstitutiv?

A

Nästan 90%

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Hur många introner vs exoner finns vanligen i en mänsklig gen?

A

8 introner och 9 exoner

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Vad brukar hända med en gen som genomgår alternativ splicing enligt intron retention?

A

De blir ofta instabila och degraderas snabbt

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad är det som behövs för ordentlig splicing?

A
  • pre-mRNA: konsensus splicingelement, cis-splicingelement
  • Spliceosom: snRNPs + protein
  • Trans-splicingfaktorer: splicingaktivatorer och -repressorer
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Hur är spliceosomen uppbyggd?

A

Av 5 snRNPs och flertalet proteiner (150-200)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Vad består en snRNP av?

A
  • snRNA
  • 7 Sm-protein
  • Partikelspecifika protein
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Till vad binder U1 snRNP till?

A

5’ splice site på pre-mRNA

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Till vad binder U2 snRNP?

A

Branch point på pre-mRNA

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Hur hittar snRNPs rätt när den ska binda till en specifik del på pre-mRNA?

A

Genom att snRNA är komplementär till den konsensussekvens som snRNP:n ska binda till

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Vad händer efter att snRNPs binder till splicing-konsensussekvenser på pre-mRNA?

A

Proteinen bundna på snRNP börjar kommunicera med varandra, vilket bara kan ske då de bundit DNA.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Vad är cis-element för splicing?

A

Splicing enhancers och -silencers som är korta konserverade RNA-sekvenser, 6-10 nukleotider långa. De kan finnas antingen i exoner eller introner. Det krävs alltså extra protein som binder till dessa för att splicingen ska fungera rätt. Mutationer i dessa sekvenser kan dock orsaka sjukdom hos patienten.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Vad är det som sker vid sjukdomen Spinal Muscular Atrophy (SMA)?

A

Man har två SMN gener. Friska individer har en fungerande (SMN1) och en ickefungerande (SMN2) orsakad av en mutation i cis-elementen som leder till exklusion av exon 7, vilket resulterar i ett trunkerat protein. Personer med SMA har fått stora mutationer, vanligen deletioner, i SMN1 vilket ledet till att inga fungerande protein kommer att uttryckas.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Hur sker vanligen splicing av exon 7 i SMN1 och SMN2?

A
  • SMN1: aktivatorn binder till C vid exon 7 som gör att repressorn som ligger nedströms utkonkurreras
  • SMN2: en C-till-U-mutation finns vilket gör att aktivatorn inte kan binda in. Därmed är repressorn dominerande och kommer att leda till att exonet splicas bort.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Vad finns det för behandling som används för patienter med SMA?

A

Terapeutisk targeting av RNA-splicing, användandes syntetiska antisense oligonukleotider - AONs. Dessa korta sekvenser kan bilda stabila RNA:RNA eller DNA:RNA-hybrider och är inte immunogena. Läkemedlet Spinraza är en särskild AON som kan reparera splicing av SMN2 genom att:

  1. Blockera repressorns bindning till mRNA genom att själv binda in där istället
  2. Av något skäl gör det att splicing nu fungerar som vanligt, även om man inte vet hur det kan lösa problemet med aktivatorns inbindning än.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Vad är RNA editing?

A

En enzymatisk process som ändrar RNA-nukleotider efter RNA-syntes

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Vilka huvudtyper av RNA-editing finns det?

A
  • Adenosin till inosin

* Cytidin till uridin

22
Q

Vilka enzymer genomför RNA-editing?

A

Deaminaser

23
Q

Vad kommer effekten vara av RNA-editing?

A

Antingen så kodas nya aminosyror eller stopp

24
Q

Hur sker A-till-I-RNA-editing?

A

Enzymet ADAR tar bort en aminogrupp från A vilket gör att I bildas. I och G är lika så ribosomen kommer att läsa av den som G. På det här sättet kan man få två olika protein från samma mRNA

25
Q

Hur sker C-till-U RNA-editing?

A

Det är en ovanlig typ av editing. Enzymet APOBEC används för att deaminera C så att U avläses istället.

26
Q

Vad kontrollerar den nukleo-cytoplasmatiska transporten?

A

Ran-GTP gradienten.

27
Q

Hur exporteras RNA?

A

Det finns många olika exportreceptorer (exportiner) för olika typer RNA-molekyler. För mRNA används TAP-p15

  1. pre-mRNA splicas och blir mRNA
  2. Export-adaptor Aly/Ref binder in
  3. Exportreceptorn TAP/p15 binder adaptor och NPC
  4. På utsidan kommer adaptorerna att släppa och receptorn lossnar
28
Q

Hur ser livscykeln ut för retrovirus - exempelvis HIV1?

A
  1. RNA går in i cellen och förlorar membranet runt
  2. Reverstranskriptas bildar i två steg DNA-dubbelhelix
  3. DNA-kopian integreras i värdkromosom
  4. DNA:t kan transkriberas och translateras för att bilda samtliga komponenter som behövs för att bilda nya infektiösa viruspartiklar. Icke-splicade virala RNA måste direkt packas till nya viruspartiklar

DNA-kopian stannar för alltid i vårt genom efter infektion.

29
Q

Hur sker export av osplicat HIV-1-RNA?

A
  1. De delar av det integrerade cDNA:t som blir fullt splicade går på vanlig väg ut i cytosolen.
  2. Olika tidiga virala protein syntetiseras - däribland Rev som är speciellt för HIV.
  3. Rev har en stark NLS så den translokeras tillbaka till kärnan
  4. På det osplicade RNA:t finns en domän kallad RRE som kan binda till Rev-protein
  5. Rev bundet till RRE hjälper till att exportera molekylen
  6. I cytosolen kan nya viruspartiklar bildas

Den tidiga fasen av HIV-syntes är då proteiner bildas och den sena är då osplicat RNA exporteras.

30
Q

Vad innebär mRNA-stabilitet?

A

Att det råder balans mellan syntes och degradation

31
Q

Vilka viktiga nukleaser finns det som spelar in i mRNA-stabilitet?

A
  • Exonukleaser - 5’-3’ eller 3’-5’
  • Endonukleaser
  • Deoxyribonukleaser
  • Ribonukleaser
32
Q

Hur sker mRNA-degradation av exonukleaser?

A

Först kortas polyA gradvis ner. När den sedan är ungefär 25b lång fortsätter antingen förkortning i 3’ eller så sker decapping följt av snabb 5’-till-3’ degradation.

33
Q

Vad är ett exempel på hur mRNA-degradation kan kontrolleras?

A

Det händer vid olika nivåer av järn i cellen. Då det är för lite järn kommer cytosoliskt aconitas binda till det endonukleatiska klyvningssitet på mRNA:t för transferrin och förhindra att det bryts ner och istället translateras. Om vi istället har för mycket järn kommer järnet att binda till aconitaset så att det dissocierar från mRNA och leder till att mRNA degraderas.

34
Q

Vad är P-bodies och hur kan de bidra i kontroll av mRNA?

A

De finns i cytoplasman och innehåller decapping-enzymer och exonukleaser. mRNA kan bli räddade från dessa till stressgranula där det blir reda för translation och dessa granula agerar därmed som ett mRNA-förråd.

35
Q

Vad är icke-kodande RNA?

A

ncRNA är en funktionell RNA-molekyl som inte är translaterad till ett protein.

36
Q

Vilka klasser av ncRNA finns?

A

Small ncRNA (miRNA, siRNA,piRNA) och long ncRNA (lncRNA)

37
Q

Vad gör small ncRNA?

A

Inhiberar genuttryck eller translation genom att neutralisera utsedda mRNA. Dessa small ncRNA är korta RNA-molekyler - 20-30 nukleotider långa) - och basparar komplementärt till mål-RNA. De binder specifika proteiner - argonaut eller Piwi-proteiner.

38
Q

Vilka small ncRNA leder till klyvning av RNA?

A

miRNA, siRNA och piRNA

39
Q

Vilka small ncRNA leder till translationell repression och tillslut destruktion av RNA?

A

miRNA

40
Q

Vilka small ncRNA leder till formation av heterokromatin av DNA där det aktuella mRNA är transkriberat?

A

siRNA och piRNA

41
Q

Hur sker biogenes för miRNA?

A
  1. pri-miRNA transkriberas med polyA och cap
  2. pri-miRNA kan baspara, om än inte perfekt, med sig själv och bilda en hair pin-struktur
  3. Drosha genomför cropping av 3’ och 5’ ändarna så att polyA och 5’-cap försvinner. pre-miRNA har bildats.
  4. Transport ut ur kärnan
  5. Dicer genomför dicing där öglan i ena änden klyvs bort så att en dubbelsträngad molekyl blir kvar.
  6. Ena strängen degraderas så att det bara är en enkelsträngad molekyl
  7. RISC-komplexet bildas då Argonaut och andra protein binder in och det mogna miRNA har bildats.
  8. Basparning med mRNA sker. Om basparningen blir väldigt korrekt genomförs slicing av mRNA av AGO2 varpå RISC dissocierar från mRNA i en ATP-beroende process och det kluvna mRNA:t degraderas snabbt. Om basparningen bara kan ske med några baser kommer det istället först leda till snabb translationell repression genom att argonaut rekryterar andra protein för att senare ge mRNA-degradation.
42
Q

Vad är skillnaden mellan miRNA och siRNA?

A
  • mi finns som gener i vårt genom medan si kommer från en virusinfektion.
  • mi genereras från stem-looped RNA medan si kommer från dsRNA
  • mi behöver Drosha medan si inte gör det.
43
Q

Hur kan RNAi agera som en försvarsmekanism i cellen?

A

Många virus från exempelvis plantor producerar dsRNA. Dessa kan konverteras till siRNA av Dicer genom att klyvas upp i småbitar. siRNA i ett RISC kan känna igen viralt RNA. Genom att då baspara med RNA:t kan det stoppa infektionen.

44
Q

Hur kan RNAi omvandla kromatin till heterokromatin?

A

Detta är studerat i jästceller och är en nukleär process.

  1. Dubbelsträngat RNA klyvs till siRNAs av Dicer.
  2. Argonaut binder in och bildar RITS (motsvarandra RISC)
  3. RITS binder till nyproducerat RNA i ett komplex vilket kommer att leda till heterokromatin i DNA.
45
Q

Vad är CRIPR-systemet och hur fungerar det?

A

Bacterier använder små ncRNA för att förstöra DNA hos invaderande virus.

  1. Virus infekterar bakterier genom att föra in viralt DNA
  2. DNA:t klyvs till korta sekvenser som integreras i CRIPR-lokus
  3. Dessa kommer sedan att transkriberas i bakteriecellen till små RNA-sekvenser
  4. RNA:t kan sedan binda till Cas-protein (ett nukleas) och förvaras där
  5. Då en ny virusinfektion händer kommer crRNA tillsammans med Cas känna igen det, binda in och klyva DNA:t så att det inte kan replikeras i cellen
46
Q

Hur kan CRISPR-Cas9-systemet fungera som en molekylär sax?

A

Detta system kan användas för att modifiera speciella gener.

  1. Syntetiskt, så kallat guide-RNA (sgRNA) bildas som är komplementärt till en avsedda genen
  2. sgRNA hittar den specifika sekvensen, binder in och rekryterar Cas9
  3. Cas9 klyver DNA så att det blir ett hål i genen
  4. Därefter kan donor-DNA infogas vilket kan antingen ändra sekvensen, laga den från mutationer eller införa nya mutationer.
47
Q

Vad är lncRNA?

A

RNA över 200 nukleotider som inte kodar för protein

48
Q

Vilka funktioner finns kända för lncRNA?

A
  • Scaffold-funktion genom att hålla ihop olika proteiner då de binder till RNA:t
  • Guide-sekvens som för proteiner till RNA eller DNA genom att lncRNA basparar till dem.
49
Q

Hur fungerar lncRNA som guid i cis vs trans?

A
  • Cis: den kontrollerar transkription av gener på samma kromosom, exempelvis genom att binda transkriptionsfaktorer till den gen som den är bunden till
  • Trans: kontrollerar transkription av gener på andra kromosomer genom att exempelvis föra med sig molekyler mellan kromosomerna.
50
Q

Vad är RNAi?

A

Ett fenomen i levande celler där dubbelsträngat RNA kan tysta en gen så att den inte uttrycks