Etapy ekspresji genów
a) zainicjowanie transkrypcji genu przez czynniki transkrypcyjne
b) synteza pre-mRNA przez polimerazę RNA
c)obróbka posttranskrypcyjna (powstaje dojrzały mRNA)
d)transport mRNA z jądra do cytoplazmy
e)rozpoznawanie mRNA przez rybosom --->translacja
f)degradacja mRNA
g)fałdowanie białka
h)modyfikacje potranslacyjne (glikozylacja, fosforylacja)
i)transport białka do odp miejsca np. do mitochodnrium
j)degradacja białka
2.Przebieg transkrypcji
TRANSKRYPCJA ZACHODZI W JĄDRZE KOM.
Polimerazy RNA zależne od DNA syntetyzują RNA. Używają one DNA jako matrycy. Synteza RNA przebiega od końca 5' do 3', a kolejne nukleotydy przylaczaja się do konca 3' az do ukonczenia syntezy calej czasteczki.
Sekwencja nukleotydow, do której przylacza się polimeraza DNA to PROMOTOR. Polimeraza RNA przesuwa się po promotorze; on sam zas nie jest transkrybowany.
U prokariontow promotory maja przewaznie ok. 40 zasad i leza tuz powyzej punktu startu transkrypcji w DNA.
Inicjacja transkrypcji nastepuje, gdy polimeraza RNA rozpoznaje wlasciwy promotor i rozplata podwojna helise DNA.
W czasie elongacji transkrypcji z trojfosforanow nukleotydow kolejno przylaczanych do konca 3' powstajacej nici RNA odlaczaja się reszty fosforanowe. Elongacja trwa do momentu, az polimeraza RNA rozpozna sygnal terminacji transkrypcji. Sygnal ten wywoluje oddzielenie enzymu od transkrybowanej nici DNA oraz nowo zsyntetyzowanej RNA.
Rodzaje i funkcje RNA
mRNA- koduje bialka
tRNA- w procesie translacji posredniczy między mRNA i aminokwasami w odczytywaniu kodow
rRNA- stanowi część rybosomu, uczestniczy w syntezie bialka
snRNA- uczestniczy w splicingu pre-mRNA, transporcie bialek do ER oraz innych procesach komorkowych
Dojrzewanie RNA
Aby mRNA uleglo translacji musi zostac transportowane z jadra do cytoplazmy. Przed tym przechodzi okres dojrzewania.
Pre-mRNA: pierwotny transkrypt;RNA swiezo powstaly w kom. eukariotycznej, który nie ulegl procesom translacji itd.
pre-mRNA podlega 2 procesom:
-przylaczenie guanozyny do nukleotydu znajdujacego się na początku transkryptu i następnie metylacja tego nukleozydu- powstaje struktura kap
-poliadenylacja, czyli przylaczenie ogona poli(A) do konca 3' nowo tworzonych mRNA
Procesy te zwiekszaja stabilnosc mRNA i odgrywaja role w ich transporcie do cytoplazmy. W genach eukariotycznych większość sekwencji kodujacych bialka posiada introny- odcinki niekodujace i eksony- kodujace. Przed transportem RNA do cytoplazmy wszystkie introny zostaja usuniete (wyciete) a eksony laczone w calosc. Proces ten nazywa się SPLICING. W jego wyniku powstaje funkcjonalne mRNA.
Cechy kodu genetycznego
trojkowy- kazdy z 20 aminokwasow kodowany jest przez trzy kolejne nukleotydy (kodony)
jednoznaczny- kazdy kodon koduje wylacznie jeden scisle okreslony aminokwas
zdegenerowany- aminokwasy mogą być kodowane przez jeden kodon lub przez kilka roznych kodonow
niezachodzacy- pojedynczy nukleotyd wchodzi w sklad wylacznie jednego okreslonego kodonu
bezprzecinkowy- między kodonami nie ma przerw, wstawek, nic ich nie rozdziela
uniwersalny- w calym swiecie ozywionym obowiazuje podobny kod genetyczny, funkcjonujacy na podobnych zasadach
kolinearny- rodzaj kodonow oraz ich liczba i kolejnosc ulozenia determinuje jakos, liczbe i kolejnosc ulozenia aminokwasow w lancuchu polipeptydowym
6.Translacja- przebieg
aparat translacyjny:
aminoacylo-tRNA – transportuje RNA
rybosomy
mRNA – bezposrednia matryca, wg której skladane są aminokwasy
kompleks enzymow
Syntetazy aminoacylo-tRNA lacza kazdy z aminokwasow z odpowiednim dla niego tRNA. Laczenie jest sprzezone z uwalnianiem energii z ATP.
INICJACJA
→ inicjatorowy tRNAMet przylacza się do mniejszej podj. Rybosomu zajmujac w niej miejsce P
→ do miejsca P dolacza się mRNA, nasuwajac się koncem 5' na mala podjednostke rybosomu. Koniec 5' zawiera sekwencje (lider), dzieki niej trojka startowa AUG ustawia się do antykodonu UAC tRNAMet (ustalenie ramki odczytu)
→ dolaczenie duzej podjednostki rybosomu, która zamyka kompleks translacyjny
ELONGACJA
→ w miejsce A wstawia się kolejny aa-tRNA. Ma on antykodon pasujacy do kodonu mRNA
→ peptydylotransferaza katalizuje wytworzenie wiazania peptydowego między grupa karboksylowa pierwszego aminokwasu a aminową drugiego
→ przesuniecie rybosomu na mRNA o 3 kolejne nukleotydy. Pusty tRNAMet przemieszcza się do miejsca E rybosomu i potem uwalnia do cytoplazmy
→ powstaly peptydylo-tRNA przesuwa się o kolejne 3 nukleotydy z miejsca A do P (translokacja)
→ w miejsce A przylacza się znowu aa-tRNA, w/w procesy powtarzaja się od początku
TERMINACJA
→ w miejscu A pojawia się jeden z kodonow STOP i nie przylacza się już żaden aa-tRNA
→ peptydylotransferaza hydrolizuje wiazanie między ostatnim tRNA a powstalym peptydem (uwalnia go)
→ rozpad rybosomu na podjednostki, rozpar aparatu translacyjnego
Sekwencja sygnalowa peptydu
generlanie pierdy, nie mam sily....
Import bialek do mitochondriow, peryksosomow
większość bialek mitochondriow, chloroplastow, peroksysomow jest tworzona w cytozolu i następnie importowana. Los czasteczki bialka syntetyzowanej w cytozolu zalezy od jego sekwencji aminokwasow, mogacej zawierac sygnal sortujacy, kierujacy bialko do okreslonej organelli, w której jest ono potrzebne.
Glowny problem organelli importujacej bialko z cytozolu jest przetrasnportowanie go przez blony.
Bialka transportowane do ER, mit., peroksysomow przechodza przez translokazy bialek w blonie. Najpierw cz. bialka musi się rozfaldowac, aby przesliznac się przez blone. Bialka te maja na swoim koncu N sekwencje sygnalowa, która umozliwia im wejscie do organelli. Przed translokacja bialko ulega rozfaldowaniu, po translokacji sekwencja sygnalowa zostaje odcieta.
CHAPERONY (takie bialka hheheh) od strony wnetrza organelli pomagaja w przeniesieniu bialka oraz przy jego ponownym sfaldowanniu już w macierzy organelli.
Sygnal sortujacy bierze udzial w transporcie bialek do poszczegolnych czesci wewnatrz organelli.
Transport jadrowo-cytoplazmatyczny
Kompleksy porowe pozwalaja na pasywna dyfuzje jonow i malych neutralnych molekul do 40dKa zgodnie z gradientem stezen. Transport ten jest selektywny, zalezy od specjalnych sygnalow.
Transport do jądra → transport bialek uczestniczacych w transkrypcji, replikacji, splicingu, naprawie DNA
transport do cytoplazmy → transport RNA (mRNA itd.) glownie w postaci komplexow z bialkami
Jest to transport szybki i intensywny :)