Transkrip1on och transla1on

Transkript

1 Transkrip1on och transla1on Den centrala dogmen De.a gäller för alla celler Ø De har DNA som ärhlighetsmaterial Ø DNA:t läses av 1ll mrna och deca i sin tur läses av 1ll protein Transkrip1on = avskrivning (från nukleinsyra 1ll nukleinsyra) Transla1on = översäcning (från nukleinsyra 1ll protein) RNA - ribonukleinsyra Ø Sockermolekylen är ribos Ø Består av baserna A, C, G och U Ø Är enkelsträngat Ø Kan forma olika strukturer där A- U och C- G basparar Allt RNA i en cell uppkommer genom transkrip>on 1

2 Det finns tre huvudgrupper av RNA- molekyler Ø mrna - messenger RNA - för över informa1on från DNA i cellkärnan 1ll ribosomen i cytoplasman (messenger = budbärare) Ø trna - transfer RNA, aminosyrorna som transporteras 1ll ribosomen vid transla1on säcs på räc plats med hjälp av trna Ø rrna - ribosomalt RNA, vik1g del av ribosomen Transkrip>on Kodande Mall Ø Mallsträngen läses av och komplementära nukleo1der säcs in. Ø En enkelsträngad RNA- molekyl bildas. Ø Enzymet som transkriberar DNA kallas RNA- polymeras Transkrip>on forts. Ø Bindningarna mellan DNA- strängarnas kvävebaser bryts Ø RNA- polymeraset läser av mallsträngen och stoppar in komplementära nukleo1der i den växande RNA- kedjan 2

3 Hur vet RNA- polymeraset var det skall starta och avsluta transkrip>onen? Promotor Terminator Ø Transkrip1onen startar endast vid speciella startsekvenser på DNA- strängen. Startsekvensen kallas promotor. Ø Den stannar när RNA- polymeraset kommit 1ll en stoppsekvens även kallad termineringssekvens. Start- och stoppsignal för transkrip>on hos prokaryoter Figure 7-10 Essential Cell Biology ( Garland Science 2010) Gener kan ligga på båda strängarna Om RNA- polymeraset transkriberar från vänster är den undre strängen mall Om RNA- polymeraset transkriberar från höger är den övre strängen mall En gen går all1d från 5 mot 3 dvs i 5-1ll 3 - riktning 3

4 Tentamentsfråga - transkrip>on I det humana genomet finns följande DNA- sekvens: 5 -GCAGAGCAGCGGCGGCAG-3! 3 -CGTCTCGTCGCCGCCGTC-5! a) Vilken av strängarna är kodande om RNA polymeraset transkriberar denna sekvens från höger 1ll vänster? Den undre är kodande b) Hur ser RNA:t (transkriptet) ut? 5 - CUGCCGCCGCUGCUCUGC- 3 Transkrip>on processning eukaryoter Ø Hos eukaryoter måste RNA:t som bildas processas innan det kan translateras. Ø Primärt eukaryot RNA består av både introner och exoner omväxlande med varandra Introner = innehåller inte kod för protein1llverkning Exoner = kodande regioner Antalet introner och storleken på dessa varierar stort Figure 6-25 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 4

5 Transkrip>on processning eukaryoter forts. Ø De icke- kodande intronerna klipps bort och exonerna fogas samman 1ll en mrna- molekyl som kan lämna kärnan Ø DeCa kallas splitsning (splicing) Ø Transkrip1on av en gen ger all1d upphov 1ll samma första primära RNA men exonerna i deca RNA kan sedan splitsas 1ll olika sekundära mrna (alterna1v splitsning) Ø På så säc kan en gen koda för flera olika proteiner Exempel på alterna>v splitsning Figure 6-27 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Sammanfa.ning: Från transkrip>on >ll färdigt mrna Eukaryoter Prokaryoter 5

6 Transla>on (översä.ning) Ø Sker i ribosomerna Ø Ribosomen består av proteiner och rrna Ø Vid ribosomen översäcs ordningsföljden av kvävebaser i mrna 1ll en bestämd sekvens av aminosyror i proteinet Ø Kvävebaserna läses tre i taget, en sk triple' Ø Möjligt ac kombinera 4 3 = 64 olika triplecer Den gene>ska koden Ø Det finns 20 aminosyror, men 64 möjliga kombina1oner av kodon Ø DeCa innebär ac många av aminosyrorna kan kodas av flera kodon Ø Tex. kan prolin (pro) kodas av vilken som helst av de fyra kodonen CCU, CCC, CCA och CCG Översä.ning av RNA >ll protein sker med hjälp av trna Ø Varje slags trna (transfer RNA) binder bara en av de tjugo aminosyrorna Ø trna har ec an>kodon med vilket det basparar 1ll komplementär triplec i mrna 6

7 Hur trna omvandlar nukleo>dsekvens >ll aminosyrasekvens Kodonet för tryptofan är UGG vilket innebär ac trna med an1kodonet ACC binder tryptofan 1ll sig De olika RNA bindningssätena på ribosomen Ø Ribosomen består av två delar, stora och lilla subenheten, som under transla1onen kopplas runt mrna- tråden Ø Inu1 ribosomen finns det tre platser (A, P & E) som rymmer var sin mrna- triplec A- platsen = Aminosyraplatsen (trna med aminosyra bunden 1ll sig) P- platsen = Proteinplatsen (trna med pep1d bunden 1ll sig) E- platsen = Exitplatsen (trna utan aminosyra lämnar ribosomen) Transla>onsprocessen Ø Steg 1: En ny trna med aminosyra kommer in och binds 1ll A- platsen i ribosomen (dess an*kodon är komplementär med den mrna- triplec som finns där). Vid P- platsen finns redan en trna med en växande proteinkedja bunden 1ll sig. Ø Steg 2: Proteinkedjan binds 1ll den nyinkommna trna- molekylen Steg 1 Steg 2 7

8 Transla>onsprocessen forts. Ø Steg 3: Ribosomen flycas nu rela1vt mot mrna- strängen. Det innebär ac den nyinkomna trna- molekylen nu bunden 1ll den växande proteinkedjan hamnar på P- platsen och den 1digare bundna trna- molekylen flycas 1ll E- platsen Ø Steg 4: YCerligare en trna- molekyl hamnar på A- platsen, och trna- molekylen i E- platsen lossnar när ribosomen intar det nya läget Steg 3 Steg 4 Transla>onsprocessen forts. Ø Steg 1 igen dvs en ny trna med aminosyra kommer in och binds 1ll A- sätet i ribosomen osv Steg 1 Start och stopp av transla>on Start Ø Första aminosyran som säcs in är all1d me1onin. Kodonet för me1onin är AUG Ø Me1onin sicer kopplad 1ll ec trna som är unikt genom ac det kan binda 1ll P- sätet Stopp Ø Det finns tre stoppkodon: UAA, UAG och UGA Ø När något av dessa hamnar i A- sätet binder inget trna utan en frigörelsefaktor. Den ser 1ll så hela proteinet lossnar från trna:t i P- sätet 8

9 Polycistroniska respek>ve monocistroniska transkript Ø Polycistroniska transkript kodar för mer än e. protein Ø Monocistroniska transkript kodar bara för e. protein Transla>on av polycistroniska transkript Sammanfa.ning DNA >ll protein 9