Biochemie (Subject) / Transkription (Lesson)

Begriffe zur Transkription aus Müller-Esterl

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• Initiation Die Initiation ist der erste Schritt der Transkription, bei der eine DNA-abhängige RNA-Polymerase eine RNA synthetisiert (erstellt), deren Sequenz (Nukleotid-Abfolge) durch die DNA vorgeschrieben ist.
• Elongation Die Elongation während der Transkription behandelt den Prozess, durch welchen der Großteil des den Gencode enthaltenden DNA-Stranges in eine mRNA kopiert wird. Dies ist die letzte Phase der Transkription, nachdem sich der Präinitiationskomplex teilweise aufgelöst und die mRNA eine 5'-Cap-Struktur erhalten hat. Das Transkript ist zu diesem Zeitpunkt etwa 10 bis 30 Basen lang und die Cap-Struktur bindet bereits jetzt den Cap-Binding-Komplex.
• Termination In eukaryotischen Zellen kann die RNA-Polymerase das Ende eines Gens nicht von alleine erkennen, sie braucht dazu Hilfsfaktoren, die mit der Polymerase in Wechselwirkung treten. Diese Proteinkomplexe erkennen die Polyadenylierungsstelle (5’-AAUAAA-3’), schneiden die RNA und leiten die Polyadenylierung ein, während die RNA-Polymerase gleichzeitig weiterarbeitet.
• mRNA messenger RNA Trägt die Instruktionen für die Proteinbiosynthese.
• rRNA ribosomale RNA Ist als Bestandteil der Ribosomen an der Proteinbiosynthese beteiligt. im Nucleolus anhand einer DNA-Vorlage per RNA-Polymerase I erzeugt Prozessierunen und Hintufügen von ribosomalen Proteinen im Nucleolus ribosomale Ribonukleinsäure hat in diesem Verbund enzymatische, strukturelle und Erkennungsfunktionen
• tRNA transfer-RNA im Zellkern durch Polymerase III transkribiert mit 70 - 90 Nucleotiden sehr kleine RNAs Über das Basentriplett ihres Anticodons vermitteln sie bei der Translation die richtige Aminosäure zum entsprechenden Codon auf der mRNA kleeblattartige Sekundärstruktur aufgrund von durch Paarungen konjugierender Basen auftretender Doppelstränge prozessierung durch RNase P und RNase tRNA Basen unterliegen chemischer Modifikationen, bei denen seltene Basen entstehen
• snRNA small nuclear ribonucleic acid (kleine nukleäre Ribonukleinsäure) Uracil-reiche RNA Moleküle von 100 - 200 Nucleotiden im Zellkern von Polymerase II & III hergestellt Bestandteil des Spleißosoms katalytisch aktiv verantwortlich für Erkennen und Spleißen der Introns der präRNA
• RNA-Polymeras I,II & III Polymerase I katalysiert die Bildung von rRNA als prä-rRNA Polymerase II katalysiert bildung der prä-mRNA, snoRNAs (small nucleolar RNAs) und mancher snRNAs (small nuclear RNAs) Polymerase III katalysiert bildung von tRNA, 5S rRNA, 7SL-RNA, einiger snRNAs und anderer kleiner RNAs
• Matrize Quell-DNA- oder -RNA-Strang, an dem eine komplementäre DNA oder RNA synthetisiert wird.
• Promotor Nucleotid-Sequenz auf der DNA erzeugt spezifische Wechselwirkung mit bestimmten DNA-bindenden Proteinen, welche den Start der Transkription des Gens durch die RNA-Polymerase vermitteln und als Transkriptionsfaktoren bezeichnet werden liegt am 5'-Ende des kodierenden Stranges des Gens und somit in Syntheserichtung vor dem RNA-codierenden Bereich bakterielle Promotoren haben eine relativ einheitliche Struktur eukaryotische Promotoren zeichnen sich hingegen durch starke Unterschiede untereinander aus
• TATA-Box Als TATA-Box bezeichnet man in der Humangenetik eine klassische Promotorsequenz im Anfangsbereich eines Gens. Sie befindet sich 25 Nukleotide vor der Startstelle (upstream) der Transkription. Die TATA-Box ist für die Initiation der Transkription zuständig, da sie das Anbinden der DNA-Polymerase an die DNA ermöglicht.
• Codierender Strang derjenige DNA-Strang, der die gleiche Sequenz wie der RNA-Strang aufweist  Träger der Consensussequenzen
• 5'-Kappe chemische Veränderung an mRNA-Molekülen in Eukaryoten, die die Stabilität der RNA drastisch erhöht und wichtig für den Transport der RNA aus dem Kern in das Cytoplasma ist modifiziertes Guanin-Nukleotid, welches während der Transkription des Gens über eine seltene 5′-5′-Triphosphatbindung mit GTP (Guanosintriphosphat) unter Abspaltung von Pyrophosphat und Pi an das Kopfende der RNA geknüpft wird Capping findet statt sobald das 5'-Ende die Transkriptionsblase verlassen hat
• Poly(A)-Polymerase katalysiert die posttranskriptionale Polyadenylierung von neu synthetisierter prä-mRNA im Zellkern von Eukaryoten zuvor wird noch durch die Endonuclease CPSF (cleavage and polyadenylation specificity factor) an einem Polyadenylierungssignal 5'-AAUAAA-3' ca. 1 - 3 Nucleotide weiter 3'-Stromabwärts geschnitten, um die Länge aller mRNAs anzugleichen
• Histon-mRNA besitzen weder Introns noch ehalten sie nach der Transkription einen Poly(A)-Schwanz am3'-Ende besitzen sie lediglich eine kurze Schleife das ganze führt zu einem abgekürzten Syntheseverfahren des häufigsten in einer Zelle vorkommenden Proteins die Schleife am 3'-Ende reguliert die Lebensdauer
• Exosom spielt beim Abbau von Ribonukleinsäuren (RNA) eine Rolle kommt im Nucleolus, im Nucleus und im Cytoplama vor
• Introns sind die nicht codierenden Abschnitte der DNA innerhalb eines Gens (intragen), die benachbarte Exons trennen Introns werden transkribiert, aber dann aus der prä-mRNA herausgespleißt, bevor diese zur Translation aus dem Zellkern herausgeschleust wird beim Menschen machen diese Bestandteile 45 % des Genoms aus
• Exons der Teil eines eukaryotischen Gens bezeichnet, der nach dem Spleißen erhalten bleibt das typische humane Gen enthält durchschnittlich acht Exons mit einer mittleren Länge der internen Exons von 145 Nukleotiden
• Spleißvorgang bevor das Spleißen beginnen kann wird der RNA-Strang noch auf hnRNP (heterogene nukleäre Ribonucleoprotein-Partikel) Proeinkomplexen aufgezogen das eigentliche Spleißen findet an snRNPs (small nuclear ribonucleoproteins) Vorgang das Sauerstoffatom der 2'-OH-Gruppe eines Adenosins aus der Verzweigunsstelle greift ein Phosphoratom einer Phosphodiesterbindung in der 5'-Spleißstelle an es kommt zur Freisetzung des 5'-Exons und zur Zirkularisierung des Introns (Lassostruktur) nun greift der Sauerstoff der frei gewordenen 3'-OH-Gruppe des 5'-Exons die 3'-Spleißstelle an, was zur Verknüpfung der beiden Exons und zur Freisetzung des Introns führt
• Donorspleßstelle, Akzeptorspleißstelle und Verzweigunsstelle DonorspleißstelleAls Spleiß-Donor wird das 5'-Ende des Introns bezeichnet als Spleiß-Donor wird das 5'-Ende des Introns bezeichnet dort findet sich nahezu immer das Dinucleotid GU Akzeptorspleißstelle als Spleiß-Akzeptor wird das 3'-Ende des Introns bezeichnet hier tritt noemalerweise das Dinukleotid AG auf Verzweigunsstelle hochkonservierter Adenosinrest liegt etwa 20 bis 50 Basen stromaufwärts der Akzeptorstelle
• Spleißosom besteht aus 5 snRNPs (small nuclear Ribonucleoprotein particles), die je eine snRNA (small nuclear RNA) und eine Reihe von Proteinen enthalten das Major Spliceosom (welches aus den U1, U2, U4, U5 und U6 snRNPs besteht), prozessiert mehr als 95 % der menschlichen Introns
• Spleißfaktoren hunderte von Proteinen, die mit den 5 snRNAs das Spleißosom bilden
• Lassostruktur "Lariat" durch einen nucleophilen Angriff des konservierten Adenosylrests an der Verzweigungsstelle auf die Donorspleißstelle am 5'-Ende des Introns entsteht ein cyclisches lassoähnliches Intermediat sowie ein freies 3'-Ende von Exon1
• Selbstspleißung selbstspleißende Introns binden ein Guanosinmolekül, das die Donorspleßstelle nucleophil angreift, das 5'-terminale Exon dadurch freisetzt und den Guanosylrest über eine Phosphordiesterbindung an die Donorspleißstelle bindet die beiden Exons werde ligiert, wobei die lineare Intronsequenz mit dem zusätzlichen Guanosinnucleotid am 5'-Ende enfernt wird Diese Reaktion wird alleine von intronischer RNA katalysiert Ribonucleinsäuren die über solche enzymatischen Fähigkeiten verfügen werden als Ribozyme bezeichnet
• Alternatives Spleißen aus ein und derselben DNA-Sequenz und dementsprechend ein und derselben prä-mRNA können mehrere verschiedene reife mRNA-Moleküle und durch deren Translation auch mehrere unterschiedliche Proteine gebildet werden ausgewählte Exons können ganz oder teilweise entfernt und ausgewählte Introns könne ganz oder teilweise beibehalten werden die variable Ausstattung mit Exons und Introns kann also einem Protein Funktion geben oder nehmen fünf Arten des alternativen Spleißens Überspringen eines Exons Benutzung einer alternativen Donorspleißstelle Benutzung einer alternativen Azeptorspleißstelle Beibehalten eines Introns Gebrauch eines alternativen Wahlexons damit entstehen aus einer hnRNA-Population sechs verschiedene mRNAs
• Gendosiseffekt simultane Transkription multipler Genkopien wodurch eine hohe Zahl an RNA-Molekülen erreicht werden kann zB sind die rRNA-Gene gruppenartig auf verschiedenen Chromosomen angeordnet
• snoRNA snoRNA codieren nicht für Proteine sie arbeiten als guide RNA, indem sie die Enzyme an die richtigen Stellen der RNA bringen in der Zelle liegen snoRNAs – wie auch fast alle anderen RNAs – nicht nackt, sondern assoziiert mit Proteinen als Ribonukleoprotein vor man spricht daher von snoRNPs (englisch small nucleolar ribonucleoprotein particle).
• RNase P schneidet prä-tRNA an ihrem 5'-Ende auf die richtige Größe zurecht
• RNase schneidet am 3'-Ende der prä-tRNA

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