Molekularbiologie fortgeschritten
Abkürzung für zellbiologische Agitatoren, zellbiologische Prozesse, Allgemeines zur Zellbiologie und Molekularbiologie
Abkürzung für zellbiologische Agitatoren, zellbiologische Prozesse, Allgemeines zur Zellbiologie und Molekularbiologie
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Flashcards
ALY + SR-Proteine
binden Exportrezeptor NXF1(TAP+p15) für mRNA aus dem Kern
ZBP-1
- bindet "PLZ" im 3'UTR der mRNA
- verhindert Translation, ermöglicht cytosolischen Transport
- phosphoryliert durch membranständige Kinasen macht inaktiv
Tethering
mRNA in vivo sichtbar machen: MS2-Protein (Virionteil) getaggt, bindet an stemloop der mRNA markiert; viele stemloops für eindeutiges Signal
PNPase
- S1-Domäne und KH-Domäne (Kopf), zwei RNAsePH-Domänen (Tunnel)
- baut prokaryotische mRNA von 3' nach 5' ab, Abbau wird durch Polyadenylierung verbessert (PAP), Phosphorolyse
RNAse E
- erkennt 5' Monophosphat prokaryontischer mRNA (durch Pyrophosphatase gespaltenes PPP)
- fragmentiert mRNA
- assoziiert mit RhlB, Enolase und PNPase
Exosom
- eukaryotischer mRNA Abbau von 3' nach 5'
- nach Deadenylierung des PolyASchwanzes
- am Tunnelausgang aktive Enzyme (Rrp44, Dis3)-> Endonuklease- und hydrolytische Exonukleaseaktivität
- 6 inaktive Phosphorylasen bilden Tunnel
- je nach Proteinzusammensetzung Kern und oder Zytoplasma
Pan2
- aktiviert durch Pan3
- distributive Deadenylierung eukaryontischer mRNA
CCR4-Caf-Not
- prozessive Deadenylierung eukaryontischer mRNA
- an kurzen PolyASchwänzen
Dcp2
Decapping eukaryontischer mRNA
Xrn1
- Abbau eukaryontischer mRNA von 5' nach 3'
- nach Decapping: 5'Monophosphat als Substrat
- im Zytoplasma
DEDD
- 3' nach 5' Exonukleasedomäne
- bspw. In Caf1 und Pan, auch in bakteriellen DNAPolymerasen (Proofreadingaktivität)
- saure AA in katalytischem Zentrum, koordinieren zwei Mg2+ Ionen
- Hydrolyse der Phosphodiesterbindung über nukleophilen Angriff eines OH-
Nudix
- Domäne für Decapping
- bspw. Dcp2 und Nudt16
- Abspaltung von m7-GDP
Xrn2
- Abbau eukaryontischer mRNA von 5' nach 3'
- nach Decapping: 5'Monophosphat als Substrat
- im Kern
TTP
- RNA-Bindeprotein
- erkennt AU-reiche Elemente in der 3'UTR
- rekrutiert Caf1-Not Komplex
- wird über Phosphorylierung gehemmt
Roquin
- bindet CDE (stemloop) in eukaryotischer mRNA
- rekrutiert caf1-Not Komplex
NMD
- nonsense mediated decay
- Erkennung von Stopcodonentfernung von PolyASchanz
- Erkennung von EJC (exonjunctioncomplex), der nicht nach stopcodon sein sollte
- über UPF1, Smg6 schneidet am nonsense
nukleäres Exosom
- snRNA, snoRNA, rRNA
- TRAMP Komlex aktiviert Abbau
- Trf4/5 = PolyAPolymerase
- Mtr4 = RNAHelicase
- reagiert auf PolyAdenylierung (eig. nicht im Kern) !
Vergleich Translation
- eukaryotische: Cap-abhängig, evtl IRES
- prokaryotisch: intern, SDsequenz
sRNA
- kleine: 50-400nt, bakterielle, regulatorische
- meist primäres Transkript, auch aus Vorläufern
- u.A. stress-induzierte Genregulation
- Translationshemmung über SDSequenzbindung
- Basenpaarung -> Abbau
- Basenpaarung -> Aktivierung (Epitopbildung)
Hfqr
- RNAChaperon, erleichtert dsPaarung
- sRNA mit ZielmRNA
- SmFold mit 1 alphaHelix und 5 betaFaltblättern
- homolog zu Lsm-, Sm-Proteinen
microRNA
- 20-25nt, eukaryotisch
- Primärtranskript oder aus Vorläufer
- binden unvollständig komplementär an viele mRNAs an viele Stellen
- zusammen mit Ago =RISC (RNA-induced silencing complex), Gw182 (synonym TNRC6) zusätzlich -> Caf1-Not Komplex wird rekrutiert =Expressionshemmung über Abbau
- außerdem Translationshemmung über RISC
- Drosha (RNAse III, zusammen mit dsRNABindeprotein DGCR8) spaltet primiRNA in einen ~70nt dsVorläufer (stemloop, hairpin) (=premiRNA) -> Export aus Nucleus
- Dicer spaltet aus Vorläufer einen dsDuplex
- über Ago2 Abbau eines der beiden Stränge -> miRNA
siRNA
- klein, eukaryotisch, regulatorisch
- bindet ZielmRNA mit vollständiger Komplementarität
- RNAAbbau durch direkten Schnitt an Bindestelle über Ago2=Endonuklease
- dsVorläufer
ternärer Komplex
- eIF2 mit GTP
- eIF2B ist GEF
- Hauptregulationsstelle der Translation: UE alpha kann von verschiedenen Kinasen phosphoryliert werden und hat damit erhöhte Affinität zu eIF2B
- Methionin beladene tRNA
43S Präinitiationskomplex
- 40S UE: 18 S rRNA, 33 Proteine
- eIF1: gatekeeper -> richtige Positionierung am Startcodon
- eIF1A: besetzt A-Stelle
- eIF2: GTPase, bindet StartertRNA, positioniert diese an P-stelle
- eIF3: verhindert 60S UE Binden, bindet an eIF4G (wird beim Scanning von eIF6 abgelöst)
- eIF5: GAP für eIF2 (bei Recognition eIF5B GTPase nötig für 60S Bindung)
zytoplasmatischer Cap-Bindekomplex
- eIF4E: Cap-Bindeprotein
- eIF4G: Gerüst -> eIF4E, eIF4A, PABP, eIF3
- eIF4A: RNAHelicase, ATPase
- eIF4B: aktiviert eIF4A
- PABP
Elongationszyklus
- eEF1A: GTPase -> AA zu A-Stelle, wenn passend: GTPhydrolyse, Einbau von AA und Abgang von eEF1A
- eEF1B: GEF für eEF1a
- eEF2: GTPase, besetzt A-Stelle -> Translokation bei GTPspaltung
Peptidbindung
- nukleophiler Angriff der Aminogruppe auf das positiv polarisierte Kohlenstoffatom der Carboxygruppe
- =nukleophile Substitution
- Aminosäure über Esterbindung am 3' Ende der tRNA in der A-Stelle greift Aminosäure der P-Stelle an
- positive Polarisierung über die Esterbindung (Sauerstoff der Ribose der tRNA)
eRF1
- erkennt die 3 Stopcodone anstelle einer tRNA
- molecular mimickry
eRF3
- GTPase, induziert Loslösung der ribosomalen UE
- trennt die petidyltRNA Bindung
processing bodies
alles für zytoplasmatischen RNA-Abbau außer Exosom: Deadenylasen, XRN1, Ccp2, Bindeproteine u.m.
stress granules
- enthalten polyA-mRNA
- vieles für Translation, außer 60S
- schnelle Bildung
- glutamin- und prolinreiche Domänen -> Aggregation (PABP)
4EBP
- bindet an eIF4E und hemmt damit die Cap-Bindung
- wird von mTOR phosphoryliert -> inaktiviert
- mTOR wird durch Nährstoffmangel und Rapamycin gehemmt, von Insulin und GFs aktiviert
Maskin
- = eIF4E-Bindeprotein, das Translation der CyclinB mRNA hemmt indem es an CPEB bindet
- Phosphorylierung von CPEB verändert Bindung und macht Hemmung unmöglich
bicoid
- bindet caudal mRNA und eIF4E -> Translationshemmung
- nur am anterioren Pol vorhanden
Methoden zur Translationsmessung:
- Einbau radioaktiver Aminosäuren
- geringe Unterschiede in Translationsmenge messbar
- 35S-Met/Cys
- Gel + Coomassie
- Protein und mRNA Vergleich
- Reportergen-mRNA mit Targetgen-mRNA-Stücken -> Lokalisation
- Polysomenprofile
- Saccharosedichtegradientzentrifugation
- 80S bzw. Vielfache davon -> Ribosomassemblierung oder nicht, bzw. beschleunigte Translationstermination
- Ribosome Footprinting
- durch Ribosomen geschützte Fragmente von 30nt
- -> Länge/Häufigkeit/Sequenz -> Information über Translation
virale Translation
- Hemmung der zelleigenen Translation durch Proteolyse von bspw. eIF4G, PABP, oder durch Interaktionshemmung von bspw. eIF4G-PABP, oder Aktivierung der zelleigenen Hemmung bspw. Dephosphorylierung von 4EBP
- virale Translation von vIRES-Binden an eIF3, eIF4G, 40S
Hsp100
- ClpB
- Disaggregation: Translokationsaktivität der beweglichen Schleifestrukturen (mit aromatischen Seitenketten) im Innern des Ringkanals -> Entfalten
- Tiere haben es nicht mehr nötig, da Puffersystem
- =AAA-ATPasen, AAADomäne vermittelt ATP-Bindung und Oligomersierung
Hsp90
- HtpG (bakteriell)
- Stabilisation von Protein in nativer Konformation -> allgemeine Zellhomoeostase
- Sbustrate: Kinase, Transkriptionsfaktoren v.A.
- Funktionszyklus: Bindung bis Ligandeintreffen, Zusammenarbeit mit Hsp70, gebundenes Zwischenlagern, "Massage", Ubiquitylierung; unterschiedlich je nach Kochaperon
Hsp70
- DnaK
- Aggregationsvermeidung, Faltung, Transport ins ER & Mitochondrien, Rückfaltung, Assemblierung
- Disaggregation: initiale Bindung -> Rekrutierung von Hsp100
- ATP-abhängig, monomer, ATPaseDomäne, betaStruktur und alphaHelices bilden Substratbindedomäne (hydrophobe AA als Motiv)
- NEF (-> ADP weg) und JDP (-> ATPhydrolyse) befördern ATPzyklus
Hsp60
- Chaperonine, GroEL
- Aggregationsvermeidung
- Faltung in zentraler Höhle: hydrophiles Milieu und kein macromolecular crowding
- ringförmig, ATP-abhängig
- klasse 1: Mitochondrien, Chloroplasten, Bakterien: GroEL, Hsp60; haben Cochaperon als Deckel: GroES, Hsp10
- klasse 2: Archaea, eukaryotisches Cytosol: CCT; mit eingebautem Deckel