Molekulare Zellbiologie

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Molekulare Zellbiologie

• Proteinsynthese I.

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mRNA-Prozessierung

• I. Cap-formation
• II. Polyadenierung
• III. RNA-Spleißen

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Struktur der pre-mRNA und mRNA

• Intron Exon
• 5 und 3-nichtkodierender Bereich
• Cap und poly-A-Schwanz

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RNA-Spleißen

• Introns entfernen, und
• Exons miteinander verbinden
• 5 und 3 Spleiße-Signalsequenzen
• snRNP Rybosym

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RNA-Spleißmechanismus

• 5 - U1 3 U2
• U4/U6 und U5
• Schnitt an der 5-Spleisstelle
• Lariatbildung (Schlaufe)
• Schnitt an der 3-Spleisstelle
• Verbindung der zwei Exonsequenzen

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Spleißung-Krakheiten

• SLE
• (systemische Lupus erythematodes)
• Autoimmunerkrankung
• Anti-snRNP-Antikörper
• Thalassemia
• Anaemia a- und b-Globin-Synthese ist ruduziert
• Mutation der Spleisstelle

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Proteinsynthese I.

• RNAs in Proteinsynthese

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RNA

• mRNA (messenger)
• Matrize der Proteinsynthese
• tRNA (transfer)
• Adapter
• rRNA (ribosamal)
• Ribosomen

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tRNA

• Synthese RNA Pol. III, Nucleoplasma
• Primärstruktur
• 70-80 AS, 4S
• ungewöhnliche Basen (T, ?, D)
• Sekundärstruktur
• Komplementare Basenpaarung
• Kleeblatt
• Tertiärstruktur
• L-förmig

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tRNA - Adapter

• Sekundärstruktur
• Kleeblatt
• T?CG-Schleife - Enzym
• D-Schleife - Ribosome
• Anticodon-Schleife - mRNA
• Akzeptorarm (3-Ende) - AS

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Aktivierung der Aminisäure

• AS ATP ----gt Amonoacyl-AMP 2 Pi
• Aminoacyl-tRNA-Synthetase
• Aminoacyl-AMP tRNA ----gt Amonoacyl-tRNA
  AMP

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Struktur der Ribosomen

• Prokaryotisch 70S
• 50S 23S, 5S rRNA
• 30S 16S rRNA
• Eukaryontisch 80S
• 60S 28S, 5.8, 5S rRNA
• 40S 16S rRNA

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rRNA - Funktion

• Bindung der tRNA
• Bindung der Ribosome-Einheiten
• Bindung der mRNA (bakteriell)
• Peptidyltransferase-Aktivität - Rybosym

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In vitro Proteinsynthese

• Zellfreies System (Nierenberg)
• Zellextrakt Ribosomen, tRNA, Proteinfaktoren
• ATP, GTP
• mRNA
• 20 AS (1 radioaktiv markiert)
• Detektion Filterpercipitierung, (PAGE)

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Eigenschaften des genetischen Codes

• Triplett
• Redundant (degeneriert) (1 AS mehrere Codons
  3 STOP-Codons)
• Wobble (3. Pos.)
• Eindeutig (1 Codon -gt 1 AS)
• Kontinuierlich (lückenlos, nicht überlappend)
• Universell (Mitochonrien!)

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ORF

• Open reding frame
• Offener Leseraster
• Initiationscodon
• Stopcodon
• 3n

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Mechanismus der Proteinsynthese

• Initiation
• Elongation
• Termination

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Initiation

• Strartcodon fMet-tRNA
• Shine-Dalgarno-Sequenz
• IFs (Initiationsfaktoren) GTP
• 30S -gt 70S Initiationscomplex

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Elongation

• AS-tRNA- Bindung
• EF-Tu-GTP
• A-Stelle
• Entstehung der Peptidbindung
• Peptydyltransferase (28S rRNA-Rybosim)
• Translokation
• EF-G-GTP

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Termination

• Stoppcodon
• Releasing factors (Freisetzungsfaktoren)

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Eigenschaften der Proteinsynthese

• 5 -gt 3
• N -gt C
• Polysomen
• 4 energiereiche Phosphatbindungen/AS
• ATP -gt AMP (AS Aktiverung)
• 2 GTP -gt GNP (Elongation)

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Antibiotika Inhibitoren der Proteinsynthese

• Chloramphenicol Peptidyltransferase
• Erythromycin Translocation
• Tetracyclin AS-tRNA-Bindung
• Streptomycin 30 Untereinheit
• Puromycin frühe Termination