Translation (VL9) Flashcards
1
Q
Was ist die Translation und was wird dafür benötigt?
A
- Die Translation ist die Umsetzung der mRNA in die darin codierten Proteine
benötigt wird:
- Zugang zur Information in lesbarer Form (mRNA)
- konstanter Übersetzungsmodus (Genetischer Code)
- Die tRNA, deren Aufgabe es ist, die Codons der mRNA zu erkennen und in die entsprechenden Aminosäuren umzusetzen
- eine Maschine die die Übersetzung durchführt (Ribosom)
2
Q
Wobble Modell
A
- Die Degeneration des Codes ermöglicht die Verwendung einer tRNA für mehrere Codons
- Die verschiedenen Tripletts, die als Folge der Degeneration des Codes für eine bestimmte AS codieren, unterscheiden sich häufig nur in der letzten der drei Basen
- Eine bestimmte tRNA kann verschiedene Codons erkennen, die für die gleiche AS codieren.
- Das 3. Nukleotid 5’ des Anticodons steht schräg in tRNA
- Das 5’ Ende des Anticodon-Loops paart mit der Base am 3 ́ Codon- Ende der mRNA
–> dadurch ist zB bei Anticodon 3’-AGG-5’ möglich an UCC und UCU Codons zu binden
3
Q
Aufbau eines Ribosoms
in Prokaryoten
A
Aufbau eines Ribosoms (Prokaryonten)
- besteht aus 2 UE (50S & 30S = 70S)
- viele Funktionsbereiche bestehen aus RNA, mit einem katalytischem Zentrum (Ribozym)
- Die Proteine haben meist nur eine strukturgebende Funktion um RNA zu stabilisieren
4
Q
Initiation der Translation bei Prokaryoten
A
Initiation der Translation
- Bei Prokaryoten erfolgt die Positionierung des Ribosoms in der Nähe des Startcodons an der Shine Dalgarno Sequenz , die von der 30S-UE des Ribosoms erkannt wird
- Dafür lagern sich die Translations-Initiationsfaktoren IF1, IF2 und IF3, sowie ein Guanosintriphosphat (GTP) an die 30S UE an
- Dannach kann die mRNA an die 30S-UE des Ribosoms gebunden werden
- Bei der Bindung dieser verschiedenen Komponenten an die 30S-UE des Ribosoms wird IF3 freigesetzt, der durch seine Ladung die Zusammensetzung des funktionsfähigen Ribosoms (70S) aus den 30S- und 50S-UE verhindert hat
- Nach seiner Entfernung vom 30S-Initiationskomplex kann durch Anlagerung der 50S-UE ein funktionsfähiges Ribosom gebildet werden
- Die erforderliche Energie wird durch Umsetzung von GTP in GDP und Phosphat gewonnen, gleichzeitig werden auch IF1 und IF2 freigesetzt
5
Q
Initiation der Translation bei Eukaryoten
A
Initiation der Translation
- Bei Eukaryoten bindet die kleine UE mithilfe der 5’-Cap an die mRNA und wandert zum Startcodon (AUG)
- Einige der eIFs (eukaryotischen IF) binden zu Beginn an die 40S-Untereinheit und bereiten sie damit auf die Bindung an die mRNA vor
- Die an ein Methionin (Met) gekoppelte Initiator-tRNA bindet ebenfalls an die 40S-Untereinheit, bevor diese mit der mRNA in Wechselwirkung tritt
- Dabei gelangt die Initiator-tRNA in Verbindung mit eIF2-GTP an die P-Stelle der Untereinheit
- Scanning ist ATP-abh.
- An der Initiation sind mehr Initiationsfaktoren beteiligt als in Prokaryoten
6
Q
Elongationphase der Translation bei Prokaryoten
EF-Tu und EF-G Funktion kennen
A
Elongation
- Die Verlängerung der Polypeptidkette während ihrer Synthese am Ribosom bezeichnet man als Elongation
- Das Ribosom besitzt drei Bindungsstellen: A-Stelle (Amino-acylbindungsstelle), P-Stelle (Peptidylbindungsstelle), E-Stelle (exit site)
- An jeder Stelle befindet sich max. 1 Codon
- Die tRNA befindet sich zunächst an der A-Bindungsstelle. Nach Knüpfen der Peptidbindung mit der AS der tRNA an der A-Bindungsstelle rutscht das Ribosom ein Codon weiter und die tRNA wird an die P-Bindungsstelle verlagert
- Für die Translation des nächsten Codons setzt sich eine neue passende tRNA an die A-Stelle
- Die wachsende Polypeptidkette wird durch einen nukleophilen Angriff von der t-RNA in der P-Stelle auf die tRNA in der A-Stelle übertragen (Peptidyltransferase-Reaktion)
- Sobald das Ribosom ein Codon weiterrutscht und die erste t-RNA in der E-Stelle ist, löst sie sich vom Ribosom und dieser Vorgang wiederholt sich
- eine prokaryotische mRNA kann von mehreren Ribosomen gleichzeitig translatiert werden (Polysomen)
EF-Tu und EF-G Funktion
EF-Tu
- EF-Tu-GTP ermöglicht die Bindung der Aminoacyl-tRNA an der A-Stelle (Elongationszyklus I)
EF-G
- EF-G-GTP wird zur Verschiebung des Ribosoms um ein Codon in 3’-Richtung an der mRNA entlang, zur P-Stelle benötigt (Elongationszyklus II)
7
Q
Wie wird die Genauigkeit der Translation gewährleistet?
A
- 16S rRNA überprüft die korrekte Paarung der Basen jedes Codons
(Verifizierung der Codon-Antikodon-Interaktion) - EF-Tu-GTP interagiert erst nach korrekter
tRNA-Bindung in der A-Stelle mit der Faktorenbindungsstelle - Kein Proofreading
8
Q
Wie funktionieren Terminationsfaktoren?
A
Terminationsfaktoren (Releasefaktoren)
- TF erkennen Stopp-Codons (UAG, UAA oder UGA) und sorgen für den Abbruch der Peptidsynthese und die Freisetzung des Polypeptids
- Dies führt zu einem Zerfall des Ribosoms in seine UE und zur Ablösung der mRNA
- Klasse-I-RFs erkennen das Stoppcodon an der ribosomalen Aminoacyl(A)-Stelle und bewirken die Hydrolyse der Esterbindung, die die Polypeptidkette und die tRNA in der Peptidyl(P)-Stelle verbindet
- Klasse-II-RFs sind GTPasen und stimulieren die Klasse-I-Aktivität; damit wird der Abbau der mRNA abhängig von der Verfügbarkeit von GTP
9
Q
mRNA-Struktur und Ringschluss in Eukaryoten
A
mRNA-Struktur und Ringschluss in Eukaryoten
- Eukaryotische mRNAs sind zirkulär
- Das 5’-Ende der mRNA wird mit seiner 5’-Cap über den eIF4G und dem Poly(A)-bindenden Protein
(PAP) schlaufenförmig mit dem 3’-Ende der mRNA verbunden
Warum zirkulär?
—> da Exonukleasen PolyA abfressen, wenn diese über StoppCodon geht, wird Polypeptid falsch
