Transkription und Translation sind in Eukaryoten räumlich und zeitlich getrennt. Abb. aus Stryer (5th Ed.)

Transkript

1 Transkription und Translation sind in Eukaryoten räumlich und zeitlich getrennt

2 Die Initiation der Translation bei Eukaryoten

3 Der eukaryotische Initiationskomplex erkennt zuerst das 5 -cap der mrna und wandert dann bis zum ersten AUG Met Met Die erste Aminosäure ist ein Methionin! Met

4 Rolle des poly-(a)-tails bei der Translations-Initiation

5 Ribosomen und das endoplasmatische Retikulum Freie Ribosomen synthetisieren meist cytoplasmatische, mitochondriale und karyophile Proteine ER-gebundene Ribosomen synthetisieren meist Membranproteine, sektretorische Proteine und Proteine, die im ER und den Lysosomen vorkommen

6 Viele Ribosomen binden an das endoplasmatische Retikulum (ER) Figure 17-11

7 Eine N-terminale Erkennungssequenz bestimmt den Transport ins ER

8 Signal Recognition Particle (SRP)

9 SRP: Ribonucleoprotein Komplex

10 Single Particle Cryo-EM von einem 80S-Ribosom SRP Komplex

11 Intrazellulärer Protein-Transport

12 Kontrolle der Genexpression Jacob-Monod s Operon Modell lac Repressor, Pur Operator, CAP Gen-Regulation in Eukaryoten Nucleosom, Chromatin-Remodelling Nuclear Hormone Receptor Posttranskriptionale Kontrolle

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14 Expression von β-galaktosidase E.coli Kultur auf Glucose: ca. 10 Moleküle β-galaktosidase pro Zelle E.coli Kultur auf Lactose: ca Moleküle β-galaktosidase pro Zelle

15 Induktion der β-galaktosidase-expression

16 Messung der β-galaktosidase-reaktion

17 Operon Repressor β-galactosidase Promotor Operator Galactosid- Permease Thiogalactosid- Transacetylase

18 Lac Operator hat eine (fast perfekte) symmetrische Basensequenz

19 Der lac Repressor ist ein Dimer (2 x 37 kda)

20 Eine α-helix des lac Repressors bindet in der großen Furche der DNA

21 Bindung eines Induktors reduziert die Affinität des Repressors für die DNA

22 Neben Repressoren gibt es auch Aktivatoren: z.b. Catabolit Aktivator Protein (CAP)

23 Die spezifische DNA-Erkennung erfolgt oft durch ein Helix-Turn-Helix Motiv im Protein

24 Erkennung einer DNA-Sequenz kann auch durch β-stränge des Proteins geschehen. Beispiel: Met Repressor

25 TATA-box binding protein (TBP) (P. Sigler, 1992 / S.Burley, 1993)

26 Durch Bindung des TBP wird die DNA stark verbogen

27 Chromatin (= DNA-Protein Komplex) Histone binden an eukaryotische DNA

28 Eukaryotische DNA ist um 8 Histon-Proteine gewickelt und bildet ein Nucleosom

29 Die vier Histone haben eine sehr ähnliche Proteinstruktur

30 Die Nucleosomen ordnen sich in einer helikalen Struktur an (6 Nucleosomen pro Helix-Windung).

31 Eukaryotische Genexpression erfordert eine Umgestaltung der Chromatin-Struktur Histon-Acetylasen modifizieren die Histone und dadurch wird die Nucleosomen-Struktur gelockert.

32 Eukaryotische Genexpression erfordert eine Umgestaltung der Chromatin-Struktur Enhancer Proteine, z.b. Gal4, binden an die DNA und verändern ebenfalls die Chromatin-Struktur. Sie dienen auch als Plattform für die Bindung anderer Proteine

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34 Eukaryotische Transkriptionsfaktoren besitzen oft mehrere funktionelle Domänen z.b.: Nucleäre Hormon-Rezeptoren

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36 Die Aktivität von Transkriptionsfaktoren wird durch Co-Aktivatoren reguliert

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39 Kontrolle der Genexpression auf mrna-ebene

40 Die Expression des Eisen-Speicherproteins Ferritin wird auf Translationsebene reguliert

41 Bei niedriger Eisenkonzentration bindet ein Protein an das IRE und blockiert die Translation

42 Das IRE-bindende Protein ist eine Aconitase

43 RNA interference (RNAi) sirna (small interfering dsrna) mirna(micro RNA)

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45 391:806, 1998 No probe No RNA anti-sense ssrna dsrna In situ hybridization for mex-3 mrna 4 cell embryos

46 Transcriptional silencing Inhibition of translation mrna degradation