Summary
Genoom Samenvatting Week 2 Transcriptie en Translatie - Deel 1 Moleculaire Mechanismen
- Course
- Institution
Dit document bevat een uitgebreide samenvatting van de stof bijhorende bij week 2, dus hoofdstuk 6.
[Show more]
Seller
Follow
fleurheling
Reviews received
Content preview
GENOOM – DEEL 1: MOLECULAIRE MECHANISMEN - ZELFSTUDIESWEEK 2: TRANSCRIPTIE EN TRANSLATIE (H6)
Alle cellen (van bacteriën tot mensen) hebben dezelfde ‘fow’ van genetische informatie, namelijk van
DNA naar RNA (transcriptie) en van RNA naar eiwit (translatie). Dit principe wordt het centrale
dogma genoemd (zie figuur 6-1). Er zijn echter wel verschillen tussen organismen, bijvoorbeeld dat er
bij eukaryoten nog processing van RNA-moleculen plaatsvindt. Dus het centrale dogma van de
moleculaire biologie stelt dat informatie overgedragen kan worden van nucleïnezuren (DNA en RNA)
naar eiwitten, maar niet andersom.
FROM DNA TO RNA – TRANSCRIPTIE INITIATIE
Een cel kan een gen in verschillende mate van effciëntie tot expressie laten komen, zowel op niveau
van transcriptie, als translatie (zie figuur 6-3).
DNA - Desoxyribonucleïnezuur RNA - Ribonucleïnezuur
Deoxyribose (H-groep aan 2e C-atoom) Ribose (OH-groep aan 2e C-atoom)
adenine (A), thymine (T), guanine (G), cytosine (C) adenine (A), uracil (U), guanine (G), cytosine (C)
Dubbelstrengs Enkelstrengs
250 miljoen nucleotide-paren lang niet langer dan een paar duizend nucleotides
(zie figuur 6-5)
Het proces waarin een DNA-molecuul wordt overgeschreven naar een RNA-molecuul heet
transcriptie. Vergeleken met een DNA-molecuul, heeft een RNA-molecuul een ribose in plaats van
een deoxyribose, een U- in plaats van een T-nucleotide en is een RNA-molecuul enkelstrengs in plaats
van dubbelstrengs, waardoor een RNA-molecuul kan vouwen in bepaalde 3D-structuren.
Tijdens transcriptie dient één streng van het DNA als template om een complementaire RNA-streng
te synthetiseren (zie fguur 6-8). Het RNA-molecuul blijft niet gebonden aan het DNA. De basenparing
wordt meteen verbroken waarna de originele DNA-helix weer gevormd wordt.
Transcriptie wordt uitgevoerd door RNA-polymerase; vanaf de DNA-template synthetiseert RNA-
polymerase nucleotide voor nucleotide een complementair RNA-molecuul in een 5’ naar 3’ richting
(zie figuur 6-9). De substraten voor RNA-polymerase zijn ATP, CTP, UTP en GTP. RNA-polyermase
heeft, in tegenstelling tot DNA-polymerase, géén primer nodig. Er kunnen meerdere RNA-
polymerases tegelijkertijd actief zijn op één gen, waarbij elk RNA-polymerase hetzelfde RNA-
molecuul synthetiseert, maar op een verschillend moment gestart is met transcriptie (zie figuur 6-
10). RNA-polymerase is veel minder nauwkeurig dan DNA-polymerase, maar toch heeft het een
proofreading mechanisme. De active site van RNA-polymerase kan namelijk verkeerd gekoppelde
nucleotiden eruit knippen.
Figuur 6-10
, Type RNA Functie
Messenger RNA (mRNA) Coderen voor eiwitten
Ribosomaal RNA (rRNA) Vormen de basisstructuur van een ribosoom en
katalyseren de eiwitsynthese
Transfer RNA (tRNA) Functioneren als adapters tussen mRNA en
aminozuren tijdens de eiwitsynthese
Small nuclear RNA (snRNA) Functioneren in verschillende processen in de
kern, waaronder de splicing van pre-mRNA
Small nucleolar RNA (snoRNA) Faciliteren de processing en chemisch modificatie
van rRNA’s
MicroRNA (miRNA) Reguleren genexpressie door de translatie van
specifieke mRNA’s te blokkeren waarna deze
afgebroken worden
Small interfering RNA (siRNA) Schakelen genexpressie uit door te zorgen voor
selectieve mRNA afbraak en de vorming van
compacte chromatine structuren
Piwi-interacting RNA (piRNA) Binden aan piwi-eiwitten en beschermen daarmee
de kiembaan tegen transposons en andere
transposities
Long noncoding RNA (IncRNA) Vele dienen als scaffolds; ze regelen diverse
celprocessen, waaronder X-chromosoom
inactivering
Je moet de namen en functies kunnen herkennen en kunnen toepassen.
Voor transcriptie-initiatie in prokaryoten associeert de sigmafactor met polymerase, samen vormen
ze het polymerase holo-enzym. De sigmafactor verhoogt de affiniteit van RNA-polymerase op DNA
door een conformatieverandering. Ze glijden over het DNA en binden als ze de promotor
tegenkomen. De promotor is een DNAsequentie die de start van transcriptie aangeeft. Op de
promotor opent het holo-enzym de
dubbele DNA-helix. Dit geopende
stuk heet dan de
transcriptiebubbel. De sigmafactor
bindt aan de ene streng en
polymerase begint met transcriptie
van de andere streng. Dit
genereert spanning welke ervoor
kan zorgen dat de core factor
(polymerase deel) van het
holoenzym losbreekt van de
sigmafactor en de transcriptie
voortzet. Breekt het core-enzym
niet los, dan worden er steeds
kleine stukjes RNA gegenereerd.
Dit heet abortive intiation.
Nucleotiden worden een voor een
gekoppeld in de elongatiefase
totdat RNA-polymerase de
terminatiesequentie tegenkomt.
Die zorgt voor de vorming van
haarspeldstructuren (Watson-
Crick-basenparing), waardoor RNA-polymerase sneller loslaat van het RNA. De transcriptie wordt
gestopt, RNA-polymerase laat het DNA los en associeert weer met de sigmafactor. (zie figuur 6-11) 50nt/s
, Een consensus-sequentie is de ‘optimale’ sequentie samengesteld uit het gemiddelde van een groot
aantal sequenties met dezelfde functie (bijv. promotor). Een consensus-sequentie zou je dus ook de
‘gemiddelde’ sequentie kunnen noemen. De sterkte van een promoter wordt gedefnieerd als de
hoeveelheid initiaties per tijdseenheid op de promoter. De effciëntie van zo’n promoter hangt af van
hoe sterk de promoter-sequentie op de consensus-sequentie lijkt. Hoe meer interactiemogelijkheden
er zijn, hoe sterker de binding van de eiwitten en hoe groter de kans is dat er inderdaad transcriptie-
initiatie zal plaatsvinden. Je zou dus kunnen zeggen dat bij een sterke promotor de
nucleotidevolgorde (en dus de chemische samenstelling) dusdanig is dat de benodigde eiwitten er
optimaal aan kunnen binden.
De oriëntatie waarin RNA-polymerase aan dubbelstrengs DNA kan binden bepaalt welke van de twee
DNA-strengen er afgelezen gaat worden en in welke richting het RNA-polymerase gaat bewegen. Het
stukje dubbelstrengs DNA in de promoter waarop het RNA-polymerase bindt is asymmetrisch. Dat
betekent dat wanneer je het van links naar rechts bekijkt, je een andere basevolgorde tegenkomt
dan wanneer je van rechts naar links bekijkt (zie figuur 6-13). Hierdoor past het RNA-polymerase
maar op één manier op het dubbelstrengs DNA; alleen in die oriëntatie kan het de juiste interacties
met het DNA aangaan en de DNA-helix openen. Op deze manier bepaalt de oriëntatie van de
promotor dus welke streng de coderende en welke de template streng is.
Terminator-sequenties vertonen een grote verscheidenheid aan sequenties. Het belangrijkste
gemeenschappelijke kenmerk is dat het codeert voor een stukje RNA dat een haarspeld kan vormen
door middel van base-paring met zichzelf.
Polymerase I, II en III zijn structureel vergelijkbaar met elkaar en delen een aantal gemeenschappelijk
subeenheden, maar ze transciberen verschillende categorieën van genen:
RNA polymerasen I en III transcriberen de genen die coderen voor TRNA, ribosomaal RNA en
verschillende kleine RNAs.
RNA polymerase II transcribeert de meeste genen, zoals alle genen die coderen voor eiwitten.
I: rRNA; II: mRNA; III: tRNA
Het essentiële verschil tussen RNA-polymerases I en III
en RNA-polymerase II is dat aan de ‘staart’ van RNA-
polymerase II worden fosfaat-groepen toegevoegd
voordat het polymerase kan beginnen met
transcripite. Aan dit C-Teriminal Domain (CTD) binden
eiwitten die belangrijk zijn voor elongatie en process-
stappen. Daardoor hebben alleen RNA’s die door RNA-
polymerase II worden afgeschreven een 5’-cap en een
poly-a-staart.
Eukaryote RNA-polymerases hebben een set aan ‘general transcription factors’ nodig voor de initiatie
en moeten omgaan met de verpakking in nucleosomen. Dit is bij bacteriële RNA-polymerases niet het
geval.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller fleurheling. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.34. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
64438 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now