C1 Flashcards
(148 cards)
1
Q
Auftrennen der elterlichen DNA-Stränge
A
Erfolgt durch ATP-abhängige Helicasen, die H-Brücken zwischen den komplementären Basen aufbrechen;
SSB-Proteine binden an die einzelsträngigen Bereiche u. verhindern die Wiedervereinigung
2
Q
Basen-Stacking
A
Basen der DNA-Stränge sind übereinander gestapelt;
stacking forces stabilisieren die DNA-Helix(hydrophobe Wechselwirkungen und Van-der-Waals-Kräfte)
3
Q
Chromatin
A
Komplex aus DNA u. Proteinen;
4
Q
Codon
A
Codon: drei Basen; 61 kodieren eine der 20 AS, 3 sind Stoppcodons;
5
Q
DNA-Doppelhelix
A
Zwei antiparallele DNA-Stränge, rechtsgängige Windung; große und kleine Furche entstehen, weil N-glucosidische Bindungen nicht in einem Winkel von 180 Grad zueinander stehen
6
Q
DNA-Kettenverlängerung, chem. Reaktion
A
Nucleophiler Angriff der 3’OH-Gruppe der Desoxyribose (des zu verlängernden Stranges) auf das α-Phosphatatom des dNTPs
7
Q
DNA-Klonierung
A
Vermehrung eines fremden DNA-Moleküls in einem Wirtsorganismus
8
Q
DNA-Polymerase-1
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase, 3‘->5‘-Exonuclease, 5‘->3‘-Exonuclease; UE: 1 Polypeptid; Physiologische Funktion: DNA-Replikation, Korrekturlesen, Primer entfernen
9
Q
DNA-Polymerase-2
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase, 3‘->5‘-Exonuclease; UE: 1 Polypeptid; Physiologische Funktion: DNA-Reparatur
10
Q
DNA-Polymerase-3
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase, 3‘->5‘-Exonuclease; UE: 10 UE; Physiologische Funktion: DNA-Replikation, Korrekturlesen
11
Q
DNA-Polymerase-β
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase; UE: 1 Polypeptid; Physiologische Funktion: DNA-Reparatur
12
Q
DNA-Polymerase-γ
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase, 3‘->5‘-Exonuclease; UE: 1 Polypeptid; Physiologische Funktion: mitochondriale Replikation
13
Q
DNA-Polymerase-δ
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase, 3‘->5‘-Exonuclease; UE: 2 UE; Physiologische Funktion: DNA-Replikation (Kern), Korrekturlesen, DNA-Reparatur
14
Q
DNA-Polymerase-ε
A
Aktivitäten: DNA-Polymerase, 3‘->5‘-Exonuclease; UE: 5 UE; Physiologische Funktion: DNA-Replikation (Kern), Korrekturlesen, DNA-Reparatur
15
Q
DNA-Polymerase, 3’->5’-Exonucleaseaktivität
A
Replikation der DNA, Fehlerhäufigkeit: 1
16
Q
DNA-Polymerasen, allgemein
A
Verwendung einer Matrize(DNA-Elternstrang), die die Sequenz des Tochterstrangs festlegt;
Synthese von 5’ nach 3’; können den neuen Strang nur verlängern, aber keine Neusynthese initiieren
17
Q
DNA-Replikation, allgemein
A
Erfolgt semikonservativ, dh. an jedem elterlichen Strang wird ein neuer Tochterstrang synthetisiert;
Substrate: DNA-Elternstrang und Desoxyribonucleosidtriphosphate(dNTPs);
Enzyme: DNA-Polymerasen
18
Q
DNA-Replikation, Primer
A
Kurzer RNA-Starterstrang; Synthese durch Primase(DNA-Polymerase), die mit Pol-3-Holoenzym verbunden ist;
Leitstrang: ein Primer, Folgestrang: viele Primer;
Entfernung der Primer durch 5’->3’-Exonuclease(Prokaryonten)
19
Q
Anwendungen der PCR
A
Gentechnologie: rekombinante Herstellung von Arzneimitteln, Gentherapie(zukünftig);
Diagnostik: Erbkrankheiten, genetischer Fingerabdruck (forensiche Medizin: Täterbestimmung, Vaterschaftstest), Diagnostik von bakteriellen Erregern, pränatale Diagnostik: Vererbung von Risikofaktoren, Verlaufsdiagnostik von Krebserkrankungen (Bsp. CML)
20
Q
DNA-Replikation, Tochterstränge
A
Replikation nur von 5’ nach 3’;
Leitstrang: wird kontinuierlich synthetisiert, gleichsinnig mit der Wanderungsrichtung der Replikationsgabel;
Folgestrang: wird diskontinuierlich in Okazaki-Fragmenten entgegengesetzt der Wanderungsrichtung der Replikationsgabel synthetisiert;
DNA-Ligase verknüpft die Okazaki-Fragmente
21
Q
DNA-Replikationsmaschine
A
Asymmetrisches dimeres DNA-Polymerase-3-Holoenzym;
Ein Teilkomplex baut sich auf dem Leitstrang und der andere auf dem Folgestrang auf, beide Teilkomplexe sind durch τ-UE zum Gesamtkomplex verbunden;
Helicase u. Primase kommen am “Bug” des Komplexes nur einmal vor
22
Q
DNA-Synthese, Energetik und Kinetik
A
PP wird von Pyrophosphatase in Phosphat gespalten, Energie aus Säureanhydridbindungen wird frei u. treibt die DNA-Synthese an;
PP wird aus dem Reaktionsgleichgewicht entzogen, was auch die Reaktion antreibt
23
Q
DNA Replikation, Gleitring
A
β-UE der DNA-Polymerase-3(Eukaryonten: PCNA=Proliferating nuclear cell antigen), legt sich wie ein Ring um die DNA u. stellt somit eine enge Verbindung zu der Matrize her;
Gleitring vermittelt die hohe Prozessivität(hohe katalytische Kapazität, hohe Synthesegeschwindigkeit[1000N/sec) der Polymerase, dh. es werden viele katalytische Schritte durchgeführt, bis sich das Enzym von der Matrize löst;
isolierte Polymerase arbeitet distributiv
24
Q
DNA, Funktion
A
Speicherung, Weitergabe und Realisation der genetischen Information
25
DNA, Monomere
DNA ist ein Polymer, der aus Verknüpfung von Nucleosidtriphosphaten entsteht unter Ausbildung von Phosphodiesterbindungen
26
DNA, negative Ladung
Phosphorsäuregruppen der DNA sind unter physiologischen Bedingungen negativ geladen
27
DNA, Polarität
5'-Ende: OH-Gruppe am C5 der Pentose(Bindung mit dem Phosphat); 3'-Ende: OH-Gruppe am C3 der Pentose(frei);
Nucleinsäuresynthese vom 5'-Ende zum 3'-Ende
28
DNA, Wechselwirkungen mit Proteinen
Basen der DNA sind über beide Furchen von außen für Proteine zugänglich;
Basen können über N-, O- u. H-Atome mit den Amidgruppen(Asparagin, Glutamin) der Proteine H-Brücken ausbilden
29
Herkunft der dNTPs im Stoffwechsel
De-novo-Synthese, Salvage-Pathway, Einführung der 2‘-Desoxy-Gruppe durch Dinukleotid-Reduktase auf Ebene der NDPs
30
Histone
Basische Proteine; Kernhistone H2A, H2B, H3, H4;
Linker-Histon: H1;
positiv geladener N-terminaler Arm
31
Humira (Adalimumab)
Medikament gegen die Wirkung des proinflammatorischen Cytokins TNF-α;
Proinflammatorische Cytokine: parakrin wirkende Signalmoleküle, die zu einer Auslösung u./o. Verstärkung lokaler o. systemischer Entzündung führen
32
Hypochromizität
Lichtabsorption der Helix bei 260nm(Absorptionsmaximum der Nucleotide) liegt um 20% niedriger als die Absorption der Summe der Nucleotide
33
Klonierung des Vektors in Bakterien, Klonselektion: häufig genutztes Verfahren
Produkte der Ligation: gewünschtes rekombinantes Plasmid, rezirkularisierte Vektor-DNA-Moleküle u. zirkularisierte Insert-DNA-Moleküle;
Selektion: Nutzung von Plasmiden, die Gene für eine Antibiotikaresistenz u. für ein Enzym(Schnittstelle für das Restriktionsenzym liegt innerhalb des Gens), das ein Substrat spaltet, sodass ein farbiges Produkt entsteht;
Bakterien werden transformiert u. auf einem Nährboden verteilt, der das Antibiotikum u. das Substrat enthält;
Bakterien, die keine Plasmide aufgenommen haben, sterben ab; Bakterien mit rezirkularisiertem Plasmid verfärben sich;
farblose Bakterienkolonien enthalten das gewünschte Produkt
34
Markierungsverfahren für Detektion der DNA
Radioaktivität: Einbau radioaktiver Isotope, Messung der radioaktiven Strahlung bei Zerfall der Isotope;
Fluoreszenz: Einbau fluoreszenz-markierter Nukleotide, die die Enzymaktivität der DNA-Polymerase nicht beinträchtigen;
35
Next Generation Sequencing (NGS)
Entweder wird der Primer in jedem der 4 Ansätze mit Fluoreszenzmarkiert, oder jedes der Abbruchnukleotide in einer eigenen Farbe, beim letzteren braucht man nur einen Ansatz; Reaktionssätze werden vereinigt u. mithilfe des Gels aufgetrennt;
aus der Sequenz der Farben ergibt sich die Basensequenz
36
Nucleosom
Nucleosomenkern: DNA-Abschnitt, der um einen Histon-Oktamer(je 2 Moleküle der 4 Kernhistone) gewickelt ist;
2 Nucleosomen;
Nucleosom: Nucleosomenkern u. Teil der Linker-DNA;
höhere Eukaryonten besitzen das Linker-Histon H1, welches mit der Linker-DNA u. dem Nucleosomenkern assoziiert ist;
Linker-Histon ist erforderlich für Ausbildung der 30nm-Faser
37
Palindrom
Basenabfolge, die von links nach rechts gelesen, gleich der des komplementären Stranges, von rechts nach links gelesen, ist
38
PCR, Grundprinzip
Amplifikation eines DNA-Abschnittes in vitro;
leitet sich von der DNA-Replikation mittels DNA-Polymerase ab; Problem der diskontinuierlichen Synthese(Zellkern) wird durch das Auftrennen der DNA-Stränge durch Erhitzen umgangen
39
PCR, Reaktionsmechanismus
Es werden synthetische Primer für beide Stränge benötigt(min. 20-30 Nucleotide), d.h. es muss min. so viel Sequenzinformation vorhanden sein, um die Primer herstellen zu können;
Es werden alle 4 dNTPs benötigt;
Taq-Polymerase: hitzestabile DNA-Polymerase
40
Polymerase-α
Aktivitäten: DNA-Polymerase (eine der UE ist Primase); UE: 5 UE(Mensch);
Physiologische Funktion: Synthese RNA-Primer und Kettenverlängerung (ca. 20 dNMP)
41
Regulation der Replikation
DNA darf nur in der S-Phase des Zellzyklus u. exakt einmal pro Zyklus repliziert werden;
Am Ende eines jeden Zyklus wird an Oris ein spezifischer ORC(origin recognition complex) gebunden;
Einleitung der Teilung: ORC wird durch zusätzliche Mcm-Proteine(Helicasen) erweitert, es entsteht ein Präreplikationskomplex(Andockstelle[Cdc6: Rekrutierung weiterer Proteine]);
Kurz vor Eintritt in die S-Phase aktiviert cyclinabhängige Proteinkinase(Cdk) den Komplex;
Cdk unterdrückt während der S-Phase die Ausbildung eines neuen Präreplikationskomplexes(keine zweite Initiation möglich)
42
Rekombinantes Medikament, Herstellungsschritte
1. Schritt: spezifisches Herausschneiden der TNFα-Inhibitor-DNA; 2.Schritt: Vervielfältigung des DNA-Fragments durch Polymerase-kettenreaktion (PCR);
3. Schritt: Rekombination der TNFα-Inhibitor-DNA mit einem Vektor; 4.Schritt: Klonierung des Vektors in Bakterien, Klonselektion;
5. Schritt: Sequenzierung des klonierten DNA-Fragments;
6. Schritt: Transfektion geeigneter Produktionszellen und Reinigung des TNFα-Inhibitors
43
Rekombinantes Medikament, Rekombination der TNFα-Inhibitor-DNA mit einem Vektor
Vektor und Insert werden mit demselben Restriktionsenzym geschnitten, ihre "sticky ends" sind komplementär u. bilden Wasserstoffbrücken zw. den Basen aus;
Ligase verknüpft die DNA-Moleküle kovalent
44
Rekombinantes Medikament, spez. Herausschneiden der TNFα-Inhibitor-DNA
Schneiden der DNA durch Restriktionsendonucleasen: erkennen spezifische Sequenzen(Palindrome) u. schneiden nur an Erkennungsstellen;
es entstehen bei manchen Restriktionsenzymen "sticky ends", d.h. DNA-Fragmente haben einzelsträngig überhängende Enden; Auftrennen der geschnittenen DNA-Fragmente erfolgt mittels Gel-Elektrophorese: Bewegung der DNA-Fragmente(neg. Ladung) im elektrischen Feld, Gel stellt den Widerstand dar, daraus folgt: kleine Fragmente „laufen“ schneller
45
Replikationsursprung(Ori)
Ori ist mit ORC-Proteinen(origin recognition complex) besetzt u. dient zur Anheftung des Polymerase-Holoenzyms;
Replikation erfolgt vom Ori aus bidirektional;
DNA der Eukaryonten enthält Tausende Oris
46
Sequenzierung eines DNA-Abschnittes nach Sanger
Leitet sich von der Replikation ab, verwendetes Enzym ist DNA-Polymerase; Substrate: Matrize, Primer, dNTPs u. 2',3'-didNTPs( Abbruch der Synthese);
4 Ansätze; Aufgrund der Wanderungsgeschwindigkeit der DNA-Abschnitte im Gel, die von deren Länge abhängt, kann die Sequenz abgelesen werden;
Die vom Trenngel abgelesene Sequenz ist komplementär zu der gesuchten, der zu sequenzierenden Sequenz
47
Telomerase
In Keimbahnzellen wird der Verlust der DNA an den Chromosomenenden verhindert;
An den beiden Enden aller Chromosomen befindet sich eine spezialisierte DNA-Sequenz(Telomerrepeat);
Telomerrepeat ermöglicht die Verlängerung der Chromosomenenden durch Telomerase(reverse Transkriptase);
Reverse Transkriptase: Enzym, das eine RNA-Matrize benutzt um DNA zu synthetisieren; Telomerase: bringt ihre eigene Matrize mit sich, mit den ersten beiden Nucleotiden("eigener Primer") der Matrize bindet sie an das Telomerende u. verlängert den DNA-Strang um weitere 6 Nucleotide der Matrize;
Die ersten beiden Basen u. die letzten beiden Basen der Matrize sind identisch
48
Telomere
Endabschnitte der linearen eukaryontischen Chromosomen; Dilemma: am 5'-Ende des Folgestrangs entsteht ein ungepaartes Stück DNA, wenn der Primer entfernt wurde;
Lücke kann nicht aufgefüllt werden, da das 3'-Ende fehlt;
Bei jeder Replikationsrunde wird der Tochterstrang etwas kürzer; Verlust längerer DNA-Abschnitt kann zu Instabilität führen und apoptotische Prozesse auslösen;
Alterungsprozess, keine unbegrenzte Teilungsfähigkeit
49
Vektor
Trägermolekül mittels welchem man den zu vermehrenden Genabschnitt in die Wirtszelle schleust, fremde DNA ohne Vektor wird schnell abgebaut;
Einbau: erfolgt durch Restriktionsverdau u. Ligation;
Insert: fremde DNA im Vektor; Vektoreigenschaften: enthalten Signale für autonome Replikation u. Marker/Selektionsgene
50
Vektorformen
Plasmid: ringförmiges, doppelstrangiges Molekül in Bakterien;
Phagen;
Cosmide: Chimären aus Phagen und Plasmiden,
Viren
51
Verpackung der DNA, Hirarchie
```
DNA; Polynucleosome;
30nm DNA-Faser;
Chromatinschleifen;
dichte Chromatinschleifen;
Metaphasechromosom
```
52
Wechselwirkungen zwischen den Basen
Ausbildung von Wasserstoffbrücken zwischen Purinen und Pyrimidinen;
A u. T bilden 2 H-Brücken aus, C u. G bilden 3 H-Brücken aus
53
Zellkern, Hauptbestandteile
Kernhülle, Chromatin(Komplex aus DNA und Proteinen), Nucleolus, Kernmatrix
54
RNA-Bausteine
```
Kohlenhydrat: Ribose
Basen
- Uracil, Cytosin (Pyrimidin)
- Adenin, Guanin (Purin)
Phosphat
Bindungen
- N-glykosidische Bindung
- 3‘,5‘-Phosphodiesterbindung
```
55
Transfer-RNA
Sekundärstruktur:Kleeblattstruktur(Akzeptorende, TΨC-Arm, Anti-Codon-Arm, Dihydro-Uridin-Arm)
Tertiärstruktur: L-förmig
Partielle Doppelstränge
Seltene Basen
Adapterfunktion: stellt Beziehung zw. mRNA-Codon u. der jeweils codierten AS her
- Anticodon: erkennt Basen-Triplett auf mRNA
- Akzeptor: trägt korrekte AS (3'-terminal)
56
Biogenese der Ribosome
Ribosome: bestehen aus mehreren RNA-Molekülen u. vielen Proteinen
sind aus 2 UE aufgebaut
Große UE(60S): Peptidverknüpfung
Kleine UE(49S): Codon-Anticodon-Wechselwirkung
1.Synthese im Nucleolus: RNA-Polymerase-1 transkribiert Prä-rRNA
Im Nucleoplasma: RNA-Polymerase-3 transkribiert 5SrRNA
2. Nucleoplasma: Anlagerung importierter ribosomaler Proteine an die rRNA, die zu ribosomalen UE reifen
3. UE verlassen den Zellkern
57
RNA-Klassen u. deren Funktion
hnRNA (heterogene nucleäre RNA): Vorstufe der mRNA, direkte Kopie proteinkodierender Gene
mRNA (messenger RNA): entsteht aus hnRNA durch Prozessierung
rRNA: Bestandteil der Ribosomen, Stützfunktion, Erkennung der RNA-Moleküle, z.T. katalytische Aktivität (Peptidyl-Transferase)
tRNA: überträgt AS während der PBS
snRNA (small nuclear RNA): Bestandteil von Ribonucleoproteinpartikeln (snRNPs), die eine wichtige Rolle beim Spleißen von hnRNA spielen
snoRNA (small nucleolar RNA): helfen bei der Modifizierung anderer RNA-Typen, v.a. rRNA u. snoRNA
scRNA (small cytoplasmic RNA): wichtig bei der Zielsteuerung von Proteinen in das ER, Bestandteil des SRP(signal recognition particle)
miRNA (micro RNA): Regulation der Genexpression, bewirkt eine Hemmung der Translation durch spez. Bindung an mRNA
siRNA (small interfering RNA): Regulation der Genexpression, Abbau von mRNA durch spez. Basenpaarung
58
Operonmodell
Promoter:
in -10- u. -30-Regionen liegen Konsensussequenzen, die vom Sigma-Faktor erkannt werden
Sigma-Faktor rekrutiert die RNA-Polymerase an den Promoter
An Promoter kann ein Aktivatorprotein binden
Operator: kann Repressoren binden, die durch einen Induktor vom Operator abgelöst werden können
Strukturgene: Transkription mehrerer Gene wird an einem Promoter induziert
Promoter u. Operator: cis-Elemente, wirken nur auf das unmittelbar benachbarte Gen
Prokaryonten-RNA ist meist polycistronisch: kodierende RNA-Bereiche für mehrere Proteine liegen hintereinander auf einem langen RNA-Molekül
Monocistronische RNA: ein RNA-Molekül kodiert ein Protein, typisch für Eukaryonten
59
Eukaryonten, Arten der Transkriptionskontrolle
Cis-regulatorische DNA-Elemente: Promotor, Enhancer, Silencer
Trans-wirkende Proteine: Transkriptionsfaktoren
60
Eukaryonten, RNA-Polymerasen, Funktion
RNA-Polymerase I: Synthese der rRNA
RNA-Polymerase II: Synthese der mRNA, snRNA, miRNA
RNA-Polymerase III: Synthese der tRNA, 5S-rRNA, snRNA
Mitochondriale RNA-Polymerase: Synthese der mitochondrialer RNA
61
Anteile verschiedener RNAs an der Gesamt-RNA
80% rRNA
15% tRNA
5% mRNA
62
Struktur der RNA-Polymerasen
Komplexe Enzyme
Prokaryonten: 1 RNA
Eukaryonten: 3 RNAs
63
Prozessierung der RNA, Schritte
Capping am 5‘-Ende
Polyadenylierung am 3‘-Ende
Spleißen
64
Capping der RNA
Erfolgt am 5'-Ende, cotranskriptionelle Modifikation
1. Hydrolyse der Phosphorsäureanhydridbindung zw. den letzten beiden Phosphatgruppen des ersten Nucleosidtriphosphats: es entsteht Nucleosiddiphosphat
2. Diphosphat bildet mit der α-Phosphatgruppe eines Guanosintriphosphats eine 5'-5'-Triphosphatbindung aus (Katalyse durch Guanylyl-Transferase-Aktivität des Capping-Enzyms)
3. Endständiger Guanosinrest wird durch Methyltransferase methyliert
-> Cap
Modifikation ist spezifisch für RNA-Polymerase II: Capping-Enzyme mit C-terminaler Domäne der ß‘-UE der RNA-Pol II assoziiert
Funktion:
- nach Bindung des Cap-Bindungskomplexes: Export aus dem Kern
- Initiation der Translation: Bindung des Initiationsfaktors eIF4E
- erhöht Stabilität der mRNA vor Nukelaseangriff
65
Polyadenylierung der mRNA
Anheftung von ca. 200 Adenylylresten an das 3'-Ende
Erfolgt bei allen proteinkodierenden mRNAs beim Menschen (Ausnahme: Histone)
Signal: Konsensussequenz im 3'-UTR(untranslated region) u. DSE(downstream sequence element)
Erfolgt durch einen multimeren Proteinkomplex, Polyadenylierung selbst wird durch Poly(A)-Polymerase matrizenunabhängig bewerkstelligt
66
Polyadenylierung der mRNA, Funktion
poly(A)-Zahl beeinflusst Translation: >30 stimulieren Translation
poly(A)-Zahl erhöht Stabilität der mRNA vor Nukelaseangriff
67
Mosaikgene
Gene höherer Eukaryonten
| Abschnitte innerhalb des Primärtranskiptes tragen keine Information für die Herstellung eines Proteins
68
Spleißen, allgemein
Entfernung der Introns(nicht proteinkodierend) u. Verknüpfung der Exons
69
Mechanismus der Spleißreaktion
Teilreaktionen sind Umesterungen: Knüpfung einer neuen Esterbindung unter gleichzeitiger Lösung einer bestehenden Esterbindung
1. Umesterung: Durchtrennung der Spleißdonorstelle durch Umesterung der 5'-Phosphatgruppe am 5'-Ende des Introns mit einer freien 2'-OH-Gruppe innerhalb der Verzweigungsstelle
2. Umesterung: freie 3'-OH-Gruppe am Exonende kann eine Umesterung mit der 5'-Phosphatgruppe an der Spleißakzeptorstelle durchführen
Ergebnis: intronfreie mRNA u. lassoähnliche Struktur
70
Intron, Aufbau
5'-Ende(Grenze zu dem Exon): Spleißdonorstelle
3'-Ende: Spleißakzeptorstelle
Innerhalb des Introns: Verzweigungsstelle u. Polypyrimidintrakt
71
Spleißosom
Führt die Teilreaktionen des Spleißens durch
Besteht aus: Proteinen u. snRNA(small nuclear RNA)
Untereinheiten: 5 snRNPs (small nuclear ribonucleoprotein,U1, U2, U4,
U5, U6)
72
Alternatives RNA-Spleißen
Eukaryonten: aus einem Primärtranskript können verschiedenene reife RNA-Moleküle entstehen
Unterschied: Bestimmte Exon-Intron-Übergänge werden benutzt oder nicht benutzt
Beispiele: Exons werden mit beiden flankierenden Introns gemeinsam entfernt, zwei alternative Spleißdonor o. Akzeptorstellen
Durch alternatives Spleißen ist es möglich, dass ein Gen unterschiedliche Promotoren für seine Expression o. verschiedene Polyadenylierungssequenzen nutzt
73
Regulationszustände des lac-Operons
1. [Glucose]=hoch(kein Katabolitaktivatorprotein CAP vorhanden), keine Lactose(lac-Repressor aktiv) vorhanden: lac-Operon ist reprimiert
2. [Glucose]=hoch(kein CAP vorhanden), Lactose(lac-Repressor inaktiv) vorhanden: lac-Operon ist partiell aktiv
3. [Glucose]= niedrig(CAP vorhanden), Lactose(lac-Repressor inaktiv) vorhanden: lac-Operon wird stark transkribiert
74
Eukaryonten, cis-wirkende Sequenzelemente
```
Spezifische DNA-Bereiche von Genen, die mit regulatorischen Proteinen interagieren:
Basaler Promotor(notwendig für Initiation der Transkription)
Genspezifischer Promotor, Enhancer u. Silencer(zeitliche u. räumliche Kontrolle der Genexpression)
```
75
Basale Promotertypen
1. TATA-Box
2. Initiatorelement, auch in Kombination mit der TATA-Box
3. CG-reiche Sequenzen bei basalen Promotoren der Haushaltsgene
76
Enhancer u. Silencer
Verstärkung der Funktion des genspezifischen Promoters
Enthält Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren
Promotoren u. Enhancer sind durch lange Sequenzen voneinander getrennt, liegen aber im Zellkern in unmittelbarer Nachbarschaft vor(Protein-Protein-Wechselwirkungen durch gebundene TFen)
Silencer wirken auf die gleiche Weise wie Enhancer, hemmen jedoch die Transkription
77
Transkription, Initiationskomplex
Wird am basalen Promotor durch RNA-Polymerase-2 u. GTF(generelle Transkriptionsfaktoren) aufgebaut
Polymerase: TF2C
78
Transkriptionsfaktoren, Struktur
Mindestens 2 funktionelle Domäne:
DNA-Bindungsdomäne
Transkriptionsregulierende Domäne: Transaktivierungsdomäne(TAD) o. Transrepressordomäne(TRD)
79
Transkriptionsfaktoren, Arten von DNA-Bindungsdomänen
Helix-Turn-Helix-Motiv
Homöodomäne(HTH-Motiv)
Zinkfingerdomäne
Leucin-Zipper-Domäne
80
IL-2
IL2 ist das wichtigste Cytokin für die Proliferation der T-Zellen
es wirkt auto- und parakrin
81
Reumatoide Arthritis, genetische Grundlagen
RA: entzündliche Systemerkrankung des Bindegewebes,
die vorwiegend die Gelenke betrifft
1% der Bevölkerung betroffen
Frauen sind dreimal so häufig betroffen
Studien schätzen die Erblichkeit von RA auf ca. 60%
82
Menschliches Genom
Die gesamte genetische Information, der DNA-Gehalt, einer menschlichen Zelle
Zwei Genome: mitochondriales(37 Gene) u. Kerngenom (26.000 Gene)
83
Kerngenom
Ist auf auf 24 verschiedene DNA-Doppelstränge verteilt
84
Aminoacylierung
Übertragung der AS auf das 3'-Ende der tRNA
Erfolgt durch Aminoacyl-tRNA-Synthetasen, davon gibt es 20 verschiedene(eine pro AS)
1. Schritt: AS + ATP -> Aminoacyl~AMP + PP
- Aktivierung der AS durch Ausbildung einer Anhydridbindung
- Gleichgewicht der Reaktion wird durch Spaltung von PP zugunsten
der Produkte verschoben
2. Schritt: Aminoacyl~AMP + tRNA -> Aminoacyl~tRNA + AMP
-Aminoacylrest wird auf eine OH-Gruppe der endständigen Ribose
übertragen(Umesterung)
-Aminoacylrest behält seine energiereiche Esterbindung
3'-Acylverbindung ist das Substrat für Translation
Korrekturmechanismus (editing): Hydrolase
85
Ribosome
```
Ribonucleoproteinpartikel, 2 UE
Bestehen aus rRNA u. basischen Proteinen
Eukaryonten:
Große UE: 60S, kleine UE: 40S, gesamt: 80S
Prokaryonten:
Große UE: 50S, kleine UE: 30S, gesamt: 70S
S=Sedimentationskonstante
Große UE: Peptidyltransferasezentrum
Kleine UE: Dekodierungszentrum
Bindungsstellen: A-, P- u. E-Stelle
```
86
Initiation der Translation bei Eukaryonten, Phasen
1. Cap-abhängige Initiation
2. Scanning u. AUG-Erkennung
3. Bildung des 80S-Initiationkomplexes
87
Initiation der Translation, Cap-abhängige Initiation
Aufbau des Cap-Bindungskomplex
1. eIF4E(cap-bindendes Protein) bindet eIF4G
2. eIF4G interagiert mit eIFG3 u. lagert sich an die 40S UE an(die davor mit Initiator-tRNA im Komplex mit eIF2-GTP u. mit eIF3 beladen wurde)
3. eIF4G bindet auch das poly(A)-bindendes Protein: vermittelt den Kontakt zw. 3'- u. 5'-Ende der mRNA
88
Initiation der Translation, Scanning u. AUG-Erkennung
Scanning: Komplex aus 49S UE u. Initiationsfaktoren wandert entlang der 5'-UTR-Sequenz, bis er das AUG-Startcodon erreicht
Gerichtete Bewegung erfolgt durch eine ATP-abhängige Helicase
89
Initiation der Translation, Bildung des 80S-Initiationskomplexes
Entsteht durch Bindung der 60S UE unter GTP-Hydrolyse des eIF2 u. Ablösung der Initiationsfaktoren
90
Elongation, Aminoacyl-tRNA-Bindung
eEF1α(GTPase): katalysiert die Bindung der Aminoacyl-tRNA an die A-Stelle des Ribosoms
Ternärkomplex: Komplex aus Aminoacyl-tRNA u. EF
1. Ternärkomplex bindet an das Ribosom, das Initiator-tRNA in der P-Stelle trägt u. in der A-Stelle befindet sich das nächste zu translatierende mRNA-Codon
Falls Anticodon vom Ternärkomplex komplementär zu dem mRNA-Codon ist: GTPase-Aktivität von eEF1α wird gesteigert -> GDP-Form
-> Loslösung von Aminoacyl-tRNA
Ternärkomplexe mit nicht komlementärem Codon dissoziieren rasch vom Ribosom ab
91
Elongation, Verknüpfung der Peptidbindung
Aminoacylende der Aminoacyl-tRNA bewegt sich in das Peptidyltransferasezentrum(P-Stelle)
Peptidverknüpfung: freie α-Aminogruppe der Aminoacyl-tRNA als Nucleophil mit dem C-Atom der Esterbindung der Peptidyl-tRNA
Exergonische Reaktion aufgrund der energiereichen Esterbindung
Ergebnis: um eine AS verlängerte Peptidyl-tRNA in der A-Stelle u. deacylierte tRNA in der P-Stelle
Katalytische Funktion der Peptidverknüpfung wird von 23S-rRNA erfüllt
Ribosom = Ribozym
92
Elongation, Translokation
Translokation: beide tRNA-Moleküle werden zsm. mit der mRNA am Risbosom verschoben
-Peptidyl-tRNA gelangt von der A- in die P-Stelle
-deacylierte tRNA gelangt von der P- in die E-Stelle, wo sie dissoziiert
Katalyse durch eEF2(GTPase)
93
Translation, Termination
Elongationszyklus wiederholt sich, bis ein Stoppcodon in der A-Stelle erscheint
Katalyse durch Terminationsfaktoren(RF, release factors)
eRF1 bindet an das Stoppcodon u. führt zur Hydrolyse der Peptidyl-tRNA
Ribosom zerfällt in seine UE
Freisetzung der Terminationsfaktoren
Freisetzung der tRNA u. mRNA
94
Peptidbindung mesomerie
Xxx
95
Translation, Unterschiede zw. Pro- u. Eukaryonten
Initiation
- Prokaryonten: 3 Initiationsfaktoren
- Eukaryonten: > 12 Initiationsfaktoren
- Details im Ablauf unterschiedlich, z.B. kein Cap-Bindungskomplex bei Prokaryonten
Elongation
- relativ ähnlich bei Pro- und Eukaryonten
Termination
- Prokaryonten: 2 Terminationsfaktoren für die Erkennung des Stopcodons
- Eukaryonten: RF1 erkennt alle Stopcodons
96
Proteine, Primärstruktur
AS-Sequenz des Proteins
Sequenzhomologie: 2 miteinander verglichene AS-Sequenzen stammen von einem gemeinsamen Vorläufer
Orthologe: homologe Gene für Proteine gleicher Funktion
97
Proteine, Sekundärstruktur
Entsteht durch H-Brückenbindungen zwischen Atomen des Peptidrückgrads
1. H-Brücken zw. nahe zusammenliegenden AS-Resten = α-Helix
2. H-Brücken zw. weit voneinander entfernten AS-Resten= β-Faltblatt
98
α-Helix
Wird stabilisiert durch intra-molekulare H-Brücken
rechtsgängige Spiralstruktur
Helixoberfläche: AS-Seitenketten ragen nach außen, Eigenschaften der Oberfläche werden von Eigenschaften der Seitenketten beeinflusst
Helixbrecher: Prolin (starre AS)
99
β-Faltblatt
Strukturelement: β-Strang, maximal gestreckte Polypeptidkette, Zickzackstruktur, AS-Seitenketten bilden Streifen
Intermolekulare H-Brückenbindungen zw. den einzelnen Strängen, parallele o. antiparallele Anordnung
100
Tertiärstruktur
zur Sekundärstruktur kommt die räumliche Anordnung der
AS-Seitenkette hinzu
Strukturelemente der WW zwischen den Seitenketten:
-Disulfid-Brücken (kovalent)
-hydrophobe WW
-H-Brücken
-ionische WW
101
Triplehelix des Kollagens
- hoher Anteil von Glycin und Prolin bzw. Hydroxy-Prolin (ca. 50%)
- linksgängige Helix
- stabilisiert durch laterale H-Brücken zwischen den 3 Strängen
102
α-helikale Proteine
Beispiel: Myoglobin, Hämoglobin
| Globuläre(kugelartige) Gestalt
103
Coiled-Coil-Struktur/Leucin-Zipper
Entsteht durch oberflächliche Wechselwirkungen von Helices, die lineare Strukturen stabilisieren
Beispiel: Myosin
104
β-Faltblatt Seidenfibroin
Hauptprotein der Seide
stabilisiert durch van der Waals-Kräfte zwischen ß-Strängen
sehr hohe mechanische Zugfestigkeit, Stabilität und Elastizität
105
AS, Grundaufbau
```
An ein α-C-Atom sind:
-Carboxylgruppe
-Aminogruppe
-H-Atom
-spezifischer Rest
Gebunden
```
106
D- u. L-Aminosäuren
asymmetrisches α-C-Atom: chirales Zentrum
alle proteinogenen AS sind L-Aminosäuren (Ausnahme: Glycin hat kein chirales Zentrum)
alle bekannten Proteine sind aus L-Aminosäuren aufgebaut
(Ausnahme: in bakteriellen Zellwänden und einigen Antibiotika finden sich einige D-Aminosäuren, zB D-Valin, D-Alanin, D-Glutaminsäure)
107
Säure-Base-Eigenschaften von AS
Carboxylgruppe: reagiert sauer
Aminogruppe: reagiert basisch
AS sind Ampholyte
108
Isoelektrischer Punkt
PH-Wert bei dem die Nettoladung = 0 beträgt
Molekül am IEP erscheint nach außen elektrisch neutral, liegt als Zwitterion vor und bewegt sich nicht im elektrischen Feld
109
Aliphatisch
Moleküle mit einem oder mehreren offenen, kettenförmigen Kohlenwasserstoffresten
110
Klassen von AS
AS werden nach Eigenschaften ihrer Seitenketten eingeteilt
1. mit unverzweigter & verzweigter aliphatischer Seitenkette
2. mit Hydroxyl-Gruppe in der Seitenkette
3. mit S-Atom in der Seitenkette
4. mit Carboxyl-Gruppe oder deren Amid in der Seitenkette
5. mit Amino-Gruppe in der Seitenkette
6. mit aromatischer Seitenkette
7. mit zyklischem Aufbau
111
Essentielle proteinogene AS
```
Lysin (Lys)
Tryptophan (Trp)
Leucin (Leu)
Valin (Val)
Histidin (His)
Isoleucin (Ile)
Threonin (Thr)
Phenylalanin (Phe)
Methionin (Met)
```
112
Kovalente Verknüpfung von AS
Reaktion einer Amino- u. Carboxylgruppe: Säureamid
Zwei AS: Dipeptid
Lineares Polypeptid: Cα-Atome bilden das Rückgrad (Cα-Kette)
N-Terminus: freies Aminoende
C-Terminus: freies Carboxylende
113
Planare Struktur der Peptidbindung
Peptidbindung liegt innerhalb mesomerer Grenzstrukturen vor
Freies EP des N-Atoms kann in die C-N-Bindung einschwingen u. eine der C=O-Bindungen zum O-Atom rausschwingen
- N wird positiv u. O negativ geladen
C-N-Bindung: partieller Doppelbindungscharakter, d.h. sie ist planar u. starr
114
Mesomerie/Resonanz
Phänomen, bei dem die Bindungsverhältnisse in einem Molekül nicht durch eine einzige Strukturformel, sondern nur durch mehrere Grenzformeln dargestellt werden können
115
Peptidbindung: trans-Konformation
trans-Konformation ist energetisch stark begünstigt
Ausnahme: bei Prolin ist trans-K. nur schwach begünstigt, daher:
Enzym Peptidyl-Prolyl-cis-trans-Isomerase zur schnelleren
Gleichgewichtseinstellung
116
Proteinimport in das ER
Cotranslational: Ribosome injizieren Proteine unmittelbar in das ER
Posttranslational: Import erst nach der Translation
117
Vorstufen der Proteine
Tragen eine charakteristische N-terminale Sequenz(Präpeptid)
Signalsequenz: 1 x pos. gelad. AS, 6-12 hydrophobe AS, dann hydrophile AS
Werden für Bindung an ein Proteinkomplex benötigt(SRP)
118
SRP
Signal recognition particle, Ribonucleoprotein
Besteht aus 6 Proteinen u. 1 RNA
Bindet GTP
Bindet an die Signalsequenz u. an das Ribosom: weitere Translation wird zunächst aufgehalten, Komplex bindet an die α-UE eines SRP-Rezeptors eines Translocons
SRP löst sich unter GTP-Hydrolyse ab, u. Ribosom bindet zsm. mit der Signalsequenz an das Translocon
119
Translocon
Proteinkomplex der den Proteinimport in der ER-Membran vermittelt
Ribosom bindet mit der großen UE fest an das Proteinimportpore des Translocons
Polypeptidkette erreicht die Pore durch einen Tunnel des Ribosoms
120
Proteinimportpore des ERs
Wird gebildet durch Sec-61 Proteinkomplex, der aus 4 Proteinen besteht
-heterotrimerer Komplex: UE sind Sec-61α, -β u. -γ
-TRAM
Besitzt einen Seitenausgang: hydrophobe Segmente der Peptidkette können sich direkt in die Lipidmembran einlagern
121
Proteinfaltung, allgemein
Alle Proteine müssen sich korrekt falten, sonst besteht die Gefahr dass sie sich zusammenlagern u. Aggregate bilden
Erfolgt durch Bildung von Faltungsformen mit schrittweise absinkendem Energiegehalt
122
Peptidy-Prolyl-cis/trans-Isomerasen
PPIasen
Katalysieren die Isomerisierung der Peptidbindung zw. einer AS u. einem Prolinrest(X-Pro-Bindung)
Überführung der cis- in trans-Konformation
123
Chaperone
Gehören zu der Familie der Hitzeschockproteine
bilden „Käfig“ um das zu faltende Protein, halten es in Position u.erleichtern es dem Protein in einen energiearmen Zustand zu kommen
124
BiP
bindet hydrophobe Bereiche des zu faltenden Proteins und schirmt diese von anderen hyrophoben Bereichen ab
Schützt vor Bildung von Protein-Aggregaten
125
Protein-Disulfid-Isomerase (PDI)
hilft bei der Ausbildung korrekter Disulfid-Brücken
| Enthält selbst 2 SH-Gruppen, die vorübergehend Disulfidbrücken mit den SH-Gruppen der Proteine ausbilden
126
Glycosylierung
ER-Membran: Synthese von Oligosacchariden die an Dolicholphosphat
gebunden sind im Cytosol
Aufbau:
- 14 Zuckermonomere
- 3 Äste aus 9 Mannosegruppen, längster Ast: zusätzlich 3
Glucoseeinheiten
- Stamm: 2 Acetylglucosamine
Enzymatische Umlagerung in das ER
Co-translationale Verknüpfung durch Oligosaccharyltransferase (OST) auf den Amid-N eines Asp-Rest (N-Glykosylierung)
3 Glucoseeinheiten werden entfernt
127
Kontrolle der Proteinfaltung in ER
Faltungssensor: UDP-Glucose Glykoprotein-Glucosyltransferase (GT)
- erkennt Fehlfaltung
- fügt Glucose-Rest an
- erneuter Durchgang durch Calnexin/Calreticulin-Zyklus, Calnexin/Calreticulin binden an falsch gefaltete Proteine u. hindern sie daran das ER zu verlassen, damit diese mit Faltungshelferenzymen interagieren können
Faltung inkorrekt: Transport der Proteine ins Zytosol u. Abbau im Proteasom
ER-assoziierte Degradation (ERAD): Degradation im Proteasom oder Akkumulation in der Zelle(fatal)
128
COP-1-Vesikel
Coat proteins Typ 1, enthalten ARF, kleine GTP bindende Proteine
retrograder Transport vom Golgi zum ER bei Vorliegen einer Erkennungssequenz (KDEL)
COP-1-Vesikel besitzen einen KDEL-Rezeptor
129
COP-2-Vesikel
Bildung am ER und vesikulotubulären Cluster (VTC)
=> Bulk flow (allgemeiner Strom von (Protein(Material zum Golgi) ohne einen spezifischen Signal
Enthalten Sar1
Bewegen sich an Mikrotubuli entlang
130
Golgi-Apparat, Funktion
Golgi: Ort der Proteinreifung, posttranslationale Modifikationen:
- Sulfatierung von KH
- Lipidanker
- Prozessierung von Pro-Proteinen
- Prozessierung von N-Glykosylresten
- Synthese von O-Glykosylresten (Ser, Thr)
131
Transport zum Lysosom
Proteine mit N-gebundenen, Mannose-6-Phosphat-haltigen Seitenkette werden vom Golgi-Apparat zum Lysosom transportiert
Gelangen zsm. mit Mannose-6-Phosphat-Rezeptor in von Clathrin ummantelte Vesikel
Mantel löst sich auf u. Inhalt fusioniert mit späten Endosomen
Späte Endosome geben 2 Arten von Vesikeln ab
1. Vesikel, die die Rezeptoren zurück zum Golgi-Apparat bringen
2. Vesikel, die die markierte Proteine zu Lysosomen bringen
Proteine ohne Mannose-6-Phosphat-Gruppe werden in Vesikel verpackt u. wandern zur Zellmembran
132
Membranfusion
Erfolgt durch SNARE-Proteine
- soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors
- Interaktion von vesikulärem (v-SNARE) und target membrane
(t-SNARE)
- SNARE-Komplexbildung mit anschließender Fusion der beiden Membranen
- SNARE-Komplexbildung beruht auf hydrophoben WW und benötigt spezielle Proteine zur Lösung des Komplexes (unter ATP-Verbrauch)
133
Targeting von Kernproteinen
Protein 40 kD: Kernimport
- Kernlokalisationssignal (NLS)
- kurze, im Detail variable, Lys-reiche Sequenzen, (Importinα u. -β spezifisch)
- Lokalisation im Protein: unterschiedliche Positionen
- wird NICHT entfernt nach Import in den Kern
- Triebkraft für den Transport: Ran-GTP/Ran-GDP-Gradient
- RanGTP bewirkt die Auflösung des Importin-Kernprotein-Komplexes
- RanGTP u. Importin bleiben verbunden und wandern ins Zytosol
- Hydrolyse des GTP durch im Cytosol, Importin wird frei
- Ran wird durch NTF2 in den Zellkern transportiert, wo Ran neues GTP bindet
134
Targeting mitochondrialer Proteine
Mitochondriale Proteine
- insgesamt > 1000
- davon werden NUR 13 im mitochondrialen Genom kodiert
- besitzen eine Erkennungssequenz
- die meisten sind Matrixproteine : besitzen eine charakteristische
N-terminale Präsequenz (pos. geladene AS)
- Proteine anderer mitochondrialer Kompartimente weisen anders strukturierte Zielerkennungssignale auf
- Prozessierung durch Matrix-processing-peptidase (MPP)
- Proteine der inneren(äußeren?) Mito-Membranen: keine Präsequenz, aber Zielerkennungs-signale im Inneren der Sequenz, zT C-terminal
135
RanGDP/RanGTP-Gradient als Triebkraft des Kerntransports
Xxx
136
Proteintransport in Mitochondrien
Doppelmembran: 2 voneinander unabhängige Transportsysteme
TOM- u. TIM-Proteine
Chaperon Hsp70 sorgt ATP-abhängig für korrekte Faltung in der mitochondrialen Matrix
- Trapping: Proteine werden vom Membranpotential in die Pore gezogen u. Hsp70 hält es an einem Ende fest
- Pulling: ??
137
Proteasom
- oligomerer Komplex: 2MDa, 26S, ca. 30.000 Kopien/Zelle
- Erkennung durch F-Box-Proteine(Rezeptoren)
- Markierung mit dem Protein Ubiquitin (76 AS) an internen Lysinresten
- poly-ubiquitinierte Proteine werden im Proteasom abgebaut
- Polyubiquitinmarkiert: Abbau im Proteasom zu Oligopeptiden u. AS
- Monoubiquitinmarkiert: Signalfunktion
138
Targeting, MERKE
lysosomale Proteine:(Man-6-phosphat)
Membranproteine, sezernierte Proteine
ER: N-terminale Signalsequenz
Cytosol: keine Signalsequenz
Mitochondrium: N-term Präsequenz: Mito.-Matrix
innere Zielerkennungssequenz: IMM
Kern: Kernlokalisationssignal (NLS)
139
Posttranslationale Modifikation
Veränderung der (bio)chemischen Struktur durch kovalente
| Modifikationen nach Fertigstellung des Proteins
140
Phosphorylierung
Veresterung einer Hydroxyl-Gruppe eines Proteins mit Phosphat
AS: Serin, Threonin, Tyrosin
Enzym: Phospho-Transferase (Kinase)
Cosubstrat der Reaktion: ATP
Herkunft der übertragenen Phosphogruppe: γ-Phosphat des ATP
physiol. Bedeutung: Ladungszustand des Enzyms wird verändert, Regulation von vielen Proteinfunktionen durch
Phosphorylierung (häufig: An-/Abschaltung)
Tyrosin-Phosphorylierung: Aktivierung von T-Lymphocyten Vermittlung proliferativer Effekte durch Wachstumsfaktoren, wichtig für intrazelluläre Signaltransduktion
Serin-Phosphorylierung: Aktivierung des Glykogenabbaus
Aktivierung des Triglycerid-Abbaus
Vermittlung des positiv inotropen Effektes am Herzen
Regulation von interkonvertierbaren Enzymen
141
Hydroxylierung
Addition einer Hydroxyl-Gruppe an ein Protein
AS: Prolin (3- oder 4-Hydroxy-Prolin), Lysin
Enzym: Prolylhydroxylase, Lysylhydroxylase
Coenzym: Vitamin C
physiol. Bedeutung: kovalente Modifikation des Prokollagens; bei
Fehlen wird das Kollagen nicht weiter modifiziert und erhält nicht die gewünschte Stabilität
142
Lipidanker
Myristoylierung/Palmitoylierung/Farnesylierung(Addition eines Lipidankers)
N-terminaler Bereich: Myristoyl-Reste u. Palmitoyl-Reste
C-terminaler Bereich: Farnesyl-Reste
Enzyme: spez. Transferasen für die Lipid-Reste
physiol. Bedeutung: Verankerung löslicher Proteine an der Innenseite
der Plasmamembran oder an anderen intrazellulären Membranen
143
GPI-Anker
Glykosyl-phosphatidylinositol-Anker
physiol. Bedeutung: Verankerung löslicher Proteine an der Außenseite der Plasmamembran, z.B. als Ektoenzym (Bsp. alkalische Phosphatase)
Besteht aus 3 Teilen:
Phosphoethanolamin, zentrales Tetrasaccharid, Phosphatidylinositol
144
Lipidanker im inneren und äußeren Blatt der Plasma-
| membran
Inneres Blatt: Palmitinsäureanker, Myristinsäureanker
| Äußeres Blatt: GPI-Anker
145
Acetylierung und Methylierung
N-terminale Acetylierung: Schutz vor Proteolyse
Acetylierung und Methylierung von Histonen: Regulation der Transkription
Beispiel: IL-2-Gen
1. De-Methylierung der Histone
2. Acetylierung der Histone
3. Bindung der TFs
146
N-Glykosylierung
```
Dolicholphosphat:
- Träger und Syntheseort für für KH-
Reste
- Synthese im Cytosol
- 14 Monomere
- 3 Äste
- Zusammensetzung: siehe Abb.
- Glc
3
Man
9
(GlcNAc)
2
- enzymatische Umlagerung in das ER
- co-translationale verknüpfung durch
Oligosaccharyltransferase (OST)auf
den Amid-N eines Asp-Rest (N-
Glykosylierung)
- weiteres Trimmen des
Zuckerbäumchens zu Man
7
(GlcNAc)
2
```
147
N-Glycosylierung
Anbinden eines Zuckerrestes an einen Asparaginrest
An einen Serin- oder Threoninrest: O-glykosidisch
1. Synthese des Grundgerüstes des Oligosaccharids, die Kernregion (Core Glycosid) Träger für das entstehende Oligosaccharid das Dolicholphosphat (Dol-P) dient.
2. Nach einer anschließenden Modifizierung wird dieses in einem weiteren Schritt auf das Protein übertragen
3. Anschließend wird die Oligosaccharidkette am Protein nochmals modifiziert (sog. Trimmen)
148
Proteine mit der Aminosäure Selonecystein
Selenocystein (Se-Cystein)
enthält das Element Se
Se ist damit Spurenelement
21. proteinogene AS
findet sich im aktiven Zentrum einiger Oxidoreduktasen
entsteht an der spezifischen tRNA die zunächst mit Serin beladen wird
wird an einem UGA-Codon (eigentlich ein Stopp-Codon) eingebaut, wenn sich eine bestimmte Haarnadelstruktur in der Nähe befindet (selenocystein insertion sequence)
