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Molekularbiologie > Translation > Flashcards

Translation Flashcards

1
Q

Wo findet die Translation in menschlichen Zellen statt ?

A
  1. Translation im Cytosol
    -> größter Teil der Protein-Synthese
  2. Translation im Mitochondrium
    -> ähnelt der prokaryotischen Translation
    -> nutzt andere Ribosomen als cytosolische Translation
    -> Produktion der Proteine der Atmungskette
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2
Q

Welche strukturellen Unterschiede gibt es zwischen eukaryotischer und prokaryotischer mRNA ?

A
  1. Eukaryotische mRNA:
    -> Cap und Poly-A-Schwanz
    -> Nur ein ORF (monocistronic)
  2. Prokaryotische mRNA:
    -> Weder Cap noch Poly-A-Schwanz
    -> Mehrere ORFs (polycistronic)
    -> Vor jedem ORF eine Shine-Dalgarno-Sequenz
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3
Q

Welche Schritte der mRNA-Prozessierung in Eukaryoten laufen co-transkriptional und welche post-transkriptional ab ?

A
  1. Co-transkriptional:
    -> 5´-Capping
  2. Post-transkriptional:
    -> Polyadenylierung
    -> Splicing
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4
Q

Wie ist die 5´-Cap aufgebaut ?

A

-> Cap besteht aus einem 7-Methyl-Guanosin

-> Cap ist über eine 5´-5´-Triphosphat-Bindung mit der mRNA verknüpft

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5
Q

Nenne fünf Funktionen der 5´-Cap.

A
  1. Markierung des 5´-Endes des ersten Exons
  2. Unterstützung im Spleißprozess
  3. Relevant für den Kernexport
  4. Schutz vor 5´-3´-Exoribonukleasen
  5. Blockiert die Erkennung durch antivirale Abwehrmechanismen
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6
Q

Beschreibe kurz den Ablauf des 5´-Cappings.

A
  1. 5´-Triphosphatase entfernt das 5´-Phosphat
  2. Guanyltransferase überträgt ein GMP von einem GTP auf das 5´-Ende der mRNA (5´-5´-Verknüpfung)
  3. GMP wird methyliert
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7
Q

Nenne zwei Funktionen des Poly-A-Schwanzes der mRNA.

A
  1. Stabilisierung der mRNA
  2. Steigerung der Effizienz der Translation
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8
Q

Welcher ist der geschwindigkeitslimitierende Schritt der Translation ?

A

-> Initiation
-> Diese wird auch am stärksten reguliert

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9
Q

In welcher Richtung wird die mRNA translatiert ?

A

Von 5´nach 3´

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10
Q

Beschreibe die von der 5´-Cap abhängige Initiation der Translation.

A

-> 5´-Cap wird von eIF4F erkannt

-> eIF4F besteht aus eIF4A, eIF4E und eIF4G

-> eIF4E bindet an die 5´-Cap

-> eIF4G bindet am N-Terminus an eIF4E und am C-Terminus an eIF4A

-> Die 40S-Untereinheit bindet über eIF3 an eIF4G

-> 40S-Untereinheit scant 5´-UTR bis zum Startcodon

-> eIF5 hydrolysiert GTP zu GDP

-> GDP bindet an eIF2, wodurch die Initiationsproteine freigesetzt werden

-> 60S-Untereinheit bindet an 40S-Untereinheit und die Translation des ORFs beginnt

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11
Q

Beschreibe kurz was unter IRES-vermittelter Translationsinitiation zu verstehen ist.

A

-> Cap-bindende Proteine wie eIF4E oder eIF4G sind nicht nötig

-> Trotzdem kommt es zum Ringschluss der mRNA

-> Die nötigen eIFs und ITAfs variieren zwischen verschiedenen IRES-enthaltenden mRNAs

-> Bindung der 40S-Untereinheit ist ohne 5´-Cap möglich

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12
Q

Bei der 5´-Cap-abhängigen Initiation der Translation kann es zum Ringschluss der mRNA kommen. Welche Interaktion ist dafür nötig ?

A

Interaktion zwischen PABP1p und eIF4G

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13
Q

Was versteht man unter IRES ?

A

Spezifische Sekundärstruktur eines mRNA-Moleküls, die die Ribosomenbindung vermittelt

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14
Q

Welche drei Positionen gibt es im Ribosomen ?

A
  1. Aminoacyl-site
  2. Polypeptid-site
  3. Exit-site
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15
Q

Beschreibe kurz den Mechanismus der Translations-Elongation.

A
  1. Ribosom wählt eine zum Codon in der A-site passende tRNA aus
    -> tRNA trägt ihre Aminosäure und ist an eEF1a und GTP gebunden
  2. tRNA positioniert sich durch die Codon-Anticodon-Interaktion in der A-site
  3. Ribosom katalysiert die Bildung einer neuen Peptidbindung
    -> Dabei wird eEF1a-GDP abgespalten
    -> Polypeptidkette wird dabei von tRNA in der P-site auf tRNA in der A-site übertragen
  4. tRNA aus der A-site wandert in die P-site
    -> Dafür wird eEF2 benötigt und ein GTP hydrolysiert
    -> tRNA, die zuvor in der P-site saß, wandert in die E-site
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16
Q

In welche Richtung verläuft die Translations-Elongation und gibt es dabei ein oder mehrere Ribosomen pro mRNA-Molekül ?

A

-> Meist wird ein mRNA-Strang von vielen Ribosomen gleichzeitig translatiert
(“Perlenkette”)

-> Ribosomen wandern dabei vom 5´- zum 3´- Ende des Strangs

17
Q

Welche Stopcodons gibt es ?

A

-> UAA
-> UAG
-> UGA

18
Q

Beschreibe kurz den Mechanismus der Translations-Termination.

A
  1. Befindet sich ein Stopcodon in der A-site, wird dieses nicht durch eine tRNA, sondern durch einen Release-Faktor erkannt
  2. Der Release-Faktor bindet das Stopcodon
  3. Die Polypeptidkette wird von der tRNA in der P-site abgespalten
  4. Der übrige Komplex aus Ribosom, mRNA, tRNAs und Release-Faktor dissoziieren
19
Q

Welche Funktion hat der Ringschluss der mRNA bei der 5´-Cap-abhängigen Initiation der Translation ?

A

Der Mechanismus soll sicherstellen, dass nur intakte mRNA translatiert wird.

20
Q

Nenne vier strukturelle Aspekte der mRNA, die zur Inhibition der Translation führen.

A
  1. Fehlende 5´-Cap
  2. Starke Sekundärstrukturen im 5´-UTR
  3. Sehr langes 5´-UTR
  4. “Schwacher” Sequenzkontext um das Startcodon
21
Q

Was ist die Kozak-Sequenz ?

A

-> Findet man in Eukaryoten

-> Besteht aus dem Startcodon und den umliegenden Basen

-> Reguliert die Effizienz der Translationsinitiation

22
Q

Wie ist das mitochondriale Genom aufgebaut und welche Besonderheit gibt es bezüglich seiner Vererbung ?

A

-> Mitochondriumgenom wird nur maternal vererbt

-> Kodierung von 37 Genen

-> 13 dieser Gene kodieren für Proteine der oxidativen Phosphorylierung

23
Q

In mitochondrialen Genen kommen wesentlich häufiger Deletions-Mutationen vor als in nuklearen Genen. Nenne dafür drei Gründe.

A
  1. Uniparentale Vererbung
  2. Mangel an Introns
  3. Höhere Fehlerrate der Replikation durch die mtDNA Polymerase
24
Q

Wie häufig findet man das mitochondriale Genom ungefähr pro Zelle ?

A

-> In jedem Mitochondrium liegen 2-10 Kopien des Genoms vor

-> Die Anzahl der Mitochondrien pro Zelle hängt von ihrer Funktion ab und ist sehr variabel

25
Q

Welche Ursachen können Disfunktionen mitochondrialer tRNAs haben ?

A

-> Mutationen in der mt-tRNA Sequenz

-> Defekte in den nuklear kodierten tRNA-modifizierenden Enzymen

26
Q

Die alternative Modifikation von tRNAs kann die Translation auf drei Hauptwegen beeinflussen. Nenne diese.

A
  1. Abweichende Modifikation des Anticodons
  2. Abweichende Modifikation des tRNA-“Körpers”
    -> Veränderung seiner Faltung und strukturellen Stabilität
  3. Abweichende Modifikation, die zur Veränderung der Ladungsspezifität der tRNA führt
27
Q

Beschreibe vereinfacht die Biogenese von Ribosomen.

A
  1. RNAP I synthetisiert im Nukleolus 18S-, 5,8S- und 28S-prä-rRNA
  2. RNAP III synthetisiert im Nukleoplasma 5S-rRNA
  3. 18S-, 5,8S- und 28S-prä-rRNA werden prozessiert und modifiziert
  4. Ribosomale Proteine (RPs) werden im Cytoplasma synthetisiert und dann in den Nukleus importiert
  5. Die prä-40S- und prä-60S-Untereinheiten werden zusammengesetzt und ins Cytoplasma exportiert
28
Q

Was ist Diamond-Blackfan-Anemie ?

A

-> Form der Anemie, bei der die Produktion von Erythrozyten gestört ist

-> Wird durch Mutationen in Genen der ribosomalen Proteine verursacht

-> Der Transkriptionsfaktor GATA1 wird dadurch nur noch im geringen Maße translatiert

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