Beschreiben Sie die drei schritte bei der Transkription und nennen Sie die beteiligten Enzyme. Zu welchem Zeitpunkt während der Transkription tritt eine RNA-DNA Doppelhelix auf?
Initiation:
- Promotorerkennung
- RNA-Polymerase entwindet Doppelhelix, beginnend bei der TATA-Box (10 Basepaare vor zu kodierendem bereich)
- codierender Strang und Templatstrang
- Transkriptionsfaktoren bei Eukaryoten beteiligt
Elongation: —> Hier gibt es die DNA-RNA Doppelhelix
- RNA-Polymerase verknüpft Nukleotide von 5’ nach 3’ (verknüft Ribonukleosidtriphosphate)
Termination:
- Rho-Unabhängig:
GC-Reiche “Hairpin” Struktur entsteht und “hebelt” Polymerase ab
- Rho-Abhänigig:
Rho-Protein (Helikase) bindet an der rut-site (Rho utilisation site) der RNA, streift unter ATP-Verbrauch die einzelsträngige RNA von der DNA ab
Erläutern Sie die Vorgänge bei der Rho-unabhängigen Termination der Transkription.
GC-Reiche Sequenz, gefolgt von U Reicher Sequenz in der RNA lässt “Hairpin” Struktur entsteht aufgrund vonKomplementarität und “hebelt” Polymerase ab, Transkription wird beendet
Erläutern Sie die Vorgänge bei der Rho-abhängigen Termination der Transkription.
Rho-Protein (Helikase) bindet an der rut-site (Rho utilisation site) der RNA, streift unter ATP-Verbrauch die einzelsträngige RNA von der DNA ab und beendet die Transkription
Beschreiben Sie die Struktur einer bakteriellen RNA-Polymerase.Welche Rolle spielt die Sigma-Untereinheit?
Enzym besteht aus 5 Untereinheiten (2 mal 𝛼, 𝛃, 𝛃’, 𝞼):
𝛼: Initiation, Erkennung der DNA
𝛃: Initiation und Elongation (Zusammensetzung der Nukleotide, katalytische Wirkung)
𝛃’: DNA-Bindung
𝞼: Promotorerkennung, entweder 𝞼70 oder 𝞼32
Beschreiben Sie den Aufbau eines prokaryotischen Promotors.
Ein Promotor ist eine DNA Sequenz die von der RNA-Polymerase
während der Initiation erkennt wird.
Beschreiben Sie den Aufbau eines eukaryotischen Promotors.
Begriffe Erklären:
𝞼32
Protein, Untereinheit der Polymerase, die bei Hitzestress der Promotorerkennung dient (bei Prokaryoten)
Intron
Basensequenz der präRNA von Eukaryoten, welche beim Splicing herausgeschnitten wird (nicht codierender Teil)
-> in DNA codiert, werden transkribiert, aber herausgeschnitten
Exon
Basensequenz der präRNA von Eukaryoten, welche beim Splicing mit anderen Exons zusammengesetzt wird (codierender Teil)
-> in DNA codiert, werden transkribiert und zur fertigen mRNA zusammengeführt
Enhancer
Basensequenz auf der DNA welche die Transkription eines bestimmten Gens verstärkt. Kann weit vom Promotor entfernt liegen, werden durch Supercoils in räumliche Nähe gebracht. Aktivatoren binden an Enhancern
upstream
“strang aufwärts” in Richtung in 5’-Ende des codierenden Strangs, negative Nummern
downstream
“strang abwärts” in Richtung in 3’-Ende des codierenden Strangs, positive Nummern
Sinnstrang
DNA Strang mit derselben Sequenz wie die transkribierte mRNA. englisch: coding strand
Gegenteil des Templat stranges (template strand)
Anti-Sinnstrang
DNA Strang mit der gegenteiligen Sequenz wie die transkribierte mRNA. Templat für diese. englisch: template strand
Splicing
Nurbei Eukaryoten, läuft im Zellkern ab, Introns werden
durch Spleißosomen (über 100 Proteine) aus der Prä-RNA herausgeschnitten, sodass nur die Exons übrigbleiben
Capping
Guanintriphosphat mit anbindender Methylgruppe wird an das erste Nukleotid der mRNA gehängt (5’-5’ Phosphordiesterbindung)
Direkt nach Transkription, dient dem Schutz vor Abbau
Tailing
Polyadenylierung, Kette von Adenin-Nukleotiden wird am 3’-Ende der RNA durch die Poly(A)-Polymerase synthetisiert. Erhöht Stabilität und Translatierbarkeit
Erläutern Sie die Regulation des Lac-Operons.
Funktion: Abbau von Lactose (lacX, lacY, lacZ)
Transkriptionsstärke ist Lactose- und Glucosemengeabhänig
Wenn keine Lactose: Lac-Repressor bindet an Operator
Wenn Lactose: Lactose bindet an Lac-Repressor, Operon kann aktiv werden
Wenn viel Glucose: niedrige cAMP Konzentration, bindet nicht an CAP, Operon inaktiv
Wenn wenig Glucose: hohe cAMP Konzentration, bindet an CAP, Operon aktiv
-> hohe Transkription bei viel Lactose und wenig Glucose
Erläutern Sie die Regulation des Trp-operons.
Funktion: Synthese von Tryptophan.
Grundzustand: kein Tryptophan, Repressor inaktiv, Transkription läuft
wenn viel Tryptophan: Bindet an Repressor, aktiviert diesen, keine Traskription
Beschreiben Sie zwei Regulationsmechanismen der Transkription.
Histon Acetylierung bei Eukaryoten:
Histone erzeugen dicht gewickeltes Chromatin.
Werden sie acetyliert wird die Wicklung loser und die RNA Polymerasen erreichen die DNA
Reprimierbare Operons, zB Trp-Operon:
Grundzustand: kein Endprodukt, Repressor inaktiv, Transkription läuft
wenn viel Endprodukt: Bindet an Repressor, aktiviert diesen, keine Traskription
Beschreiben Sie die Prozessierung von eukaryotischen mRNAs.
Bei Eukaryoten :
eine mRNA - ein Protein
1. Capping: RNA-Polymerasen bringen Capping Enzyme mit, “cap" schützt mRNA vor Abbauenzymen am 5’-Ende, 5’-5’-Bindung
2. Splicing: Herausschneiden der Introns, kovalente Verknüpfung der Exons
3. Polyadenylierung am 3’-Ende: Poly-A-Polymerase erzeugt Poly-A-Schwanz (sehr lang), erhöht Translatierbarkeit und bietet Schutz
Nennen Sie drei Grundeigenschaften von RNA-Polymerasen.
Benötigen:
ein Templat: DNA (doppel- oder einzelsträngig; brauchen keine Helikase)
aktivierte Precursor: Ribonukleosidtriphosphate (ATP, GTP, CTP, UTP)
ein divalentes Metallion: Mg2+ oder Mn2+
benötigen keiner Primer
besitzen keine Proofreading-Eigenschaft (nur Pausierung während der Synthese möglich)
Erläutern Sie die Genregulation durch Transkriptionsverstärker (Enhancer) in Eukaryoten.
kurzer DNA- Bereich (oft tausende BP von Promotor entfernt), welcher bei Kontakt mit einer Aktivator am Promoter die Transkription verstärkt
Enhancer und Promotor werden durch 3d-Struktur/Faltung der DNA in räumliche Nähe bracht
Erläutern Sie die Regulation der Transkriptionsaktivität mittels Histon-Acetylierung.
Histone :
positiv geladone Strukturproteine, die DNA zu Chromatin
aufwickeln
Acetylierung: Abschwächung der positiven Ladung, Wicklung wird loser
Deacetylierung: Verstärkung der positiven Ladung, Wicklung wird enger
Je loser die Wicklung, desto stärker wird transkribiert, da die RNA-Polymerase die DNA besser erreicht
Zuletzt geändertvor 7 Tagen