Transkription och translation = Översättning av bassekvensen till aminosyrasekvens

Transkript

1 Transkription och translation = Översättning av bassekvensen till aminosyrasekvens OBS! Grova drag för prokaryota system! Mycket mer komplicerat i eukaryota system! RNA: Tre huvudtyper: trna transfer RNA rrna ribosomalt RNA mrna messenger RNA Alla tre är involverade vid proteinsyntesen: DNA > mrna > Protein Transkription Translation rrna trna

2 Funktioner hos RNA: rrna: Bygger tillsammans med proteiner upp RIBOSOMER. På ribosomerna sker proteinsyntesen. trna: Hämtar aminosyror i cytosolen och bär dem till ribosomen. Ser till att rätt aminosyra hamnar på rätt plats i den växande polypeptidkedjan. mrna: Utgör mall för proteinsyntesen. mrna bildas genom avskrivning av DNA-sekvensen.

3 Strukturen hos RNA: trna: Minsta typen av RNA, ca 80 nukleotider. Intramolekylära vätebindningar gör att trnamolekylen blir klöverformad. Tredimensionellt viker sig sedan trna så den blir L-formad. Aminosyran som hämtas i cytosolen och transporteras till ribosomen binds till 3 -änden av trna-molekylen. I antikodon-loopen finns tre kvävebaser som basparar med mrna och svarar för att aminosyrorna kommer i rätt ordning i proteinet.

4 rrna: Stora molekyler som tillsammans med proteiner bygger upp ribosomer. Ribosomerna består av en mindre och en större subenhet. mrna: Bassekvensen i mrna specificerar aminosyrasekvensen i ett protein. mrna bildas när protein ska syntetiseras och bryts sedan snabbt ner för att nukleotiderna ska kunna återanvändas och för att cellen ska kunna kontrollera när ett visst protein syntetiseras. Bassekvensen i mrna erhålls genom transkription (avskrivning) av bassekvensen i DNA.

5 Transkriptionen: Transkriptionen katalyseras av RNApolymeras, ett enzym som kopplar samman ribosnukleotider i riktning 5 3. Mekanismen liknar DNA-polymerasets mekanism: Syntetiserar ny kedja OH gör nukleofil attack på innersta fosfaten i trifosfatnukleotiden varvid pyrofosfat lämnar. Tar instruktioner från en DNA-mall. Skillnader i funktion mellan DNA- resp. RNApolymeras: RNA-polymeraset behöver ingen primer. RNA-polymeraset saknar nukleasaktivitet. Gör inte lika mycket om det blir fel!!!

6 Transkriptionen startar vid s k promoterregioner. Dessa regioner är AT-rika: -35-regionen Pribnow-boxen Transkriptionen pågår sedan tills en termineringssignal nås.

7 Terminering: När en viss sekvens skrivits av viks RNA:t till en hårnålsloop som följs av flera U. Ihopvikningen baseras på basparning. RNApolymeraset känner av veckningen och aktiviteten avstannar.

8 När det gäller vissa gener krävs dock ytterligare en faktor för att avsluta transkriptionen, ett protein som kallas rho. Rho känner igen ytterligare sekvenser i det nysyntetiserade transkriptet, binder till RNA:t och detta i sin tur leder till att RNA-polymeraset lossnar. Notera; I båda fallen ovan så är det signaler i det nysyntetiserade RNA:t som känns igen och inte signaler i DNA:t!

9 Translationen: Bassekvensen i mrna överförs till aminosyrasekvens. mrna-sekvensen kan översättas till aminosyrasekvens via den s k GENETISKA KODEN. Varje aminosyra motsvaras av en eller flera bastripletter. De tre baserna kallas med ett ord för ett kodon. 4 baser kan kombineras och ge 4 3 =64 olika tripletter. 61 av dessa kodar för aminosyror medan 3 koder är STOPP-koder: UAG, UGA, UAA. 20 aminosyror 61 koder: Flera aminosyror har flera koder genetiska koden är degenererad.

10 Uppgifter: Ange vad följande kodoner motsvarar för aminosyror: AAG CCU GAG UCC Ange alla koder för: asparagin serin Notera; De olika koderna för en aminosyra liknar varandra vilket minskar risken för allvarliga effekter av mutationer.

11 Translationen stegvis: 1. Aktivering av aminosyran koppling till trna via aminoacyl-trnasyntetas. Energi krävs. Aminosyran kopplas till trna:ts 3 -ände: En viss trna kan bara binda en viss aminosyra och aminoacyl-trnasyntetaset kontrollerar noggrant att antikodonet på trnamolekylen stämmer med aminosyran innan aminosyran kopplas på. Ex. trna som bär tryptofan, Trp: mrna 5 UGG 3 trna 3 ACC 5 Skall skrivas 5 3! Antikoden är 5 CCA 3 Uppgift: Ange antikoden för en trna som bär metionin.

12 2. Initiering av polypeptidsynten Syntesriktning N C OBS! Beskrivning av prokaryot system mer komplicerat i eukaryoter! Peptidkedjan börjar alltid med formylmetionin, fmet: Metionin har koden AUG vilket alltså också fungerar som START-kod. Start-AUG märks ut genom att det finns en purinrik sekvens i mrna:t, SHINE- DALGARNO-sekvensen, som föregår ett start-aug och skiljer det från övriga AUG.

13 När fmet bundit till mrna binder komplexet till den mindre ribosomsubenheten som då associeras med den större. För detta krävs energi samt flera initieringsfaktorer. Shine-Dalgarnosekvensen basparar med pyrimidinrik sekvens i rrna och positionerar på det sättet mrna:t rätt för translationsstart.

14 3. Polypeptidkedjans förlängning

15 Tre bindningssite på ribosomen: A aminoacylsitet P peptidylsitet E exit Stegvis: Elongeringsfaktorer och GTP krävs för förlängningsreaktionerna. 1. Inbindning av trna med specifik aminosyra till A-sitet. 2. Den växande polypeptidkedjan på trna:t som sitter i P-sitet överförs till aminosyran i A-sitet varvid en ny peptidbindning bildas m h a peptidyltransferas, som är en del av ribosomen.

16 3. En TRANSLOKERING sker innan en ny aminosyra kan binda in. trna:t med den växande polypeptidkedjan flyttas till P- sitet och det fria trna:t flyttas till E-sitet. Även mrna:t förskjuts framåt motsvarande 3 baser så att ett nytt kodon exponeras i A-sitet. 4. Det fria trna:t lämnar E-sitet för att hämta ny aminosyra i cytosolen. Nu kan processen börja om och en ny trna med aminosyra binda in i A-sitet. Detta upprepas till ett STOPPKODON visas i A-sitet. 4. Terminering Speciella RELEASE -faktorer känner igen stoppkoderna UAA, UGA och UAG och binder till dem. - Blockerar för ny aminoacyltrna i A-sitet. - Binder en vattenmolekyl och när syret i vattenmolekylen gör en nukleofil attack på karbonylkolet som fäster polypeptidkedjan till trna så bryts bindningen

17 mellan den C-terminala aminosyran och trna:t. Hela ribosomkomplexet dissocieras och polypeptidkedjan veckas till sin tredimensionella form. Uppgift: Vilken aminosyrasekvens motsvarar följande DNA-sekvens? 5 - GCAGGTTAGCGTGGAACC -3