Molekularbiologie fortgeschritten

Abkürzung für zellbiologische Agitatoren, zellbiologische Prozesse, Allgemeines zur Zellbiologie und Molekularbiologie

Abkürzung für zellbiologische Agitatoren, zellbiologische Prozesse, Allgemeines zur Zellbiologie und Molekularbiologie


Michaela Boell
Diese Karteikarten bieten einen vertieften Einblick in die Molekularbiologie auf Universitätsniveau, mit Fokus auf DNA- und RNA-Prozesse, Proteine und deren Regulation. Sie behandeln Themen wie RNA-Polymerasen, Proteinabbau, RNA-Editing, Kerntransport, DNA-Reparaturmechanismen und Chromosomenstruktur. Besonders relevant für Studierende der Biologie und Biochemie, die ihr Verständnis der molekularen Prozesse vertiefen möchten.
Karten
161
Lernende
2
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
29.07.2013 / 14.12.2014

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
  1. Translationshemmung über SDSequenzbindung
  2. Basenpaarung -> Abbau
  3. 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:

  1. Einbau radioaktiver Aminosäuren
    • geringe Unterschiede in Translationsmenge messbar
    • 35S-Met/Cys
    • Gel + Coomassie
  2. Protein und mRNA Vergleich
    • Reportergen-mRNA mit Targetgen-mRNA-Stücken -> Lokalisation
  3. Polysomenprofile
    • Saccharosedichtegradientzentrifugation
    • 80S bzw. Vielfache davon -> Ribosomassemblierung oder nicht, bzw. beschleunigte Translationstermination
  4. 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

Study