background image

BIOCHEMICZNE PODSTAWY

EKSPRESJI GENÓW

Dr Monika Słomińska-Wojewódzka 

Katedra Biologii Molekularnej UG

Pokój A112

monika.slominska@biol.ug.edu.pl

background image

Środy:

Wykład

13.15-14.00        sala C107

Ćwiczenia audytoryjne sala C110

14.15-15.00 grupa Bioinformatyka

15.15.-16.00 grupa 1 Biologia 

(15.05-15.50)

16.15-17.00  grupa 2 Biologia 

(16.00-16.45)

background image

OGÓLNE ZAGADNIENIA 

PROCES TRANSLACJI BIAŁEK

mRNA, tRNA, kod genetyczny, syntetazy aminoacylo-tRNA,
rybosomy

Etapy i regulacja translacji białek

FAŁDOWANIE I DEGRADACJA BIAŁEK

Procesy posttranslacyjne

Degradacja białek: rola ubikwityny w procesie degradacji; proces autofagii

background image

LITERATURA

• Molecular Cell Biology

Lodish, Berk i inni

• Molecular Biology of the Cell Alberts, Johnson i inni

• Genes VIII

B. Lewin  (www.ergito.com)

• Biochemia

L. Stryer

• Cytobiochemia

L.Kłyszejko-Stefanowicz

background image

Informacja jest powielana przez replikację 

DNA

Informacja zawarta w DNA ulega ekspresji 

w procesie dwustopniowym:

1. W wyniku transkrypcji powstaje 

jednoniciowy mRNA. Jego synteza 

odbywa się na nici matrycowej DNA. 
Sekwencja nukleotydów mRNA jest 

więc komplementarna do sekwencji nici 
matrycowej i analogiczna do sekwencji 
drugiej nici DNA, nazywanej 

kodującą.

2. W procesie translacji sekwencja 

nukleotydowa mRNA zostaje 

przetworzona w sekwencję 

aminokwasów białka. 

Ekspresja informacji genetycznej

background image

W procesie 

translacji 

wykorzystywane 

są trzy typy RNA

background image

Ekspresja informacji genetycznej w komórkach 

eukariotycznych i prokariotycznych

background image

Sprzężenie procesu 

transkrypcji i 

translacji w 

komórkach 

prokariotycznych

background image

Sprzężenie procesu transkrypcji i translacji w 

komórkach prokariotycznych

background image

Modyfikacje i 

transport 

eukariotycznego 

mRNA

z jądra do 

cytoplazmy

background image

Bakteryjne mRNA jest policistronowe

background image

Translacja policistronowego mRNA

background image

Modyfikacje końców eukariotycznego mRNA

background image

5’

Gppp

+ pppA(G)pNpN

5’

Gp

ppApNpN + 

pp

+ p 

Modyfikacja końca 5’ eukariotycznego mRNA

Metylacje:
Czapeczka typ 0 - grupa 
metylowa w pozycji N7 
guaniny

Czapeczka typ 1- grupa 
metylowa do grupy 2’OH 
rybozy
Czasami metylacja grupy 
aminowej adeniny

Czapeczka typu 2 -
grupa metylowa do 
grupy 2’OH kolejnej 
rybozy (10-15%)

background image

Porównanie struktury mRNA prokariotycznych i 

eukariotycznych

background image

Koniec 3’-mRNA ulega

poliadenylacji

CPSF – clevage and polyadenylation 
specificity factor

CstF – cleavege stimulation factor F

background image

Sygnały startu translacji 
mRNA prokariotycznego

background image

Sygnały startu 
translacji mRNA
eukariotycznego

background image

Małe adaptorowe cząsteczki przenoszące 

aminokwasy

Pierwsze naiwne

pomysły postulowały, że mRNA przybiera konfigurację zdolną do

utworzenia dwudziestu

różnych zagłębień, po jednym dla łańcucha bocznego

każdego z dwudziestu aminokwasów. Jeśli istotnie tak jest, to można by oczekiwać,

że rozwiązanie problemu polega na odwrotnym podejściu, tj. znalezieniu
odpowiednich konfiguracji mRNA, w których

występowałyby takie zagłębienia.

Wszystkie poszukiwania

były jednak bezowocne; zresztą pomiary fizykochemiczne

nie

sugerują nawet pozornej wiarygodności tego pomysłu”.

FRANCIS CRICK, 1955 

RNA jest przede wszystkim

sekwencją centrów zdolnych do tworzenia wiązań

wodorowych.

Można więc oczekiwać, że cokolwiek zwiąże się w sposób specyficzny

na matrycy, uczyni to przez utworzenie

wiązań wodorowych. Dlatego też najbardziej

naturalna jest hipoteza

zakładająca, że aminokwas jest przenoszony na matrycę

przez

cząsteczkę adaptorową i że właśnie adaptor jest tym elementem, który wiąże

się z RNA. W najprostszej wersji hipotezy potrzeba dwudziestu adaptorów – po
jednym dla

każdego aminokwasu”.

FRANCIS CRICK, 1955 

background image

tRNA

jako cząstka transportująca

Rok 1958: Paul Zamecnik, Elizabeth Keller , Mahlon Hoagland

- cytoplazmatyczne tRNA

są zdolne do przyłączania aminokwasów

- aminoacylo-tRNA

są niezbędne w procesie translacji

Rok 1965 Robert Holley - sekwencja nukleotydowa pierwszej

cząsteczki tRNA

Mahlon Hoagland (po lewej) oraz  Paul Zamecnik

Robert Holley

background image

Budowa tRNA –

struktura drugorzędowa 

struktura pierwszorzędowa:
- 74-

95 nt (najczęściej 76 nt)

- nietypowe zasady (7-15)

-

ramię zmienne: od 3 do 21 nt

„liść koniczyny” – struktura 

drugorzędowa wspólna dla 
wszystkich tRNA

background image

Budowa tRNA –

struktura trzeciorzędowa 

Rok

1974

ustalenie

struktury

trzeciorzędowej tRNA. Aleksander
Rich, Aaron Klug

•  struktura litery L
•  parowanie między nt z pętli D i pętli 

T

ψC

• tRNA zawiera dwie

główne domeny:

-

akceptorową (minihelisy), w jej

skład wchodzi ramię akceptorowe
oraz

pętla TψC

-

antykodonową

zbudowaną

z

ramienia

i

pętli antykodonowej

oraz ramienia i

pętli D

background image

Modyfikacje zasad w cząsteczce tRNA

background image

Dojrzewanie tRNA

W procesie dojrzewania 
tRNA

uczestniczą 

RNaza P oraz RNaza D

background image

tRNA

pochodzą z dużego prekursora RNA

Siedem

cząsteczek

tRNA

powstaje wskutek

rozcięcia

950-nukleotydowego
pierwotnego transkryptu


Document Outline