4.lekcija - Proteīnu biosintēze.

Kas ir gēnu ekspresijas bioloģiskā nozīme?

Gēnu ekspresija ir atbildīga par to vai attiecīgais gēns tiks translēts proteīnā. Ekspresija ir kritiska, lai šūna spētu pielāgoties vides mainībai, vairotos, diferencētos.

Kādi procesi ietilpst transkripcijā?

Iniciācija, elongācija, terminācija un pre-mRNS procesēšana.

Kādi procesi ietilpst RNS procesēšanā?

5' gala kepēšana, 3' gala modifikācija un splaisings.

Kā atšķiras transkripcija prokariotos un eikariotos?

Prokariotos - pēc transkripcijas citoplazmā nonāk jau gatavs mRNS. Viena RNS polimerāze.

Eikairotos - kodols ir nodalīts no citoplazmas, pēc transkripcijas rodas pre-mRNS, kas tiek procesēts līdz mRNS, kas tad izkļūst citoplazmā un tiek translēts. 3 RNS polimerāzes.

Kā notiek transkripcijas iniciācija?

Proteīnu klāsteri saistās ar 5' gala regulatorajām secībām promotera rajonā, veidojot transkripcijas iniciācijas kompleksu.

DNS saistītājproteīni ieliec DNS dubulstpirāli.

Saistītājproteīnu klāsteris ar transkripcijas faktoriem veido lielo transkripcijas kompleksu, kuram galarezultātā pievienojas RNS polimerāze.

RNS pol II veido transkripcijas burbuli un uzsāk rNTF pievienošanu.

Transkripciju uzskata par iniciētu, kad ir savienoti pirmie divi rNTF.

Kādas lomas ir katrai polimerāzei, kas piedalās transkripcijā?

RNS pol I - transkribē gēnus, kuri kodē rRNS.

RNS pol II - transkribē genus, kuri kodē mRNS.

RNS pol III - transkribē visus pārējos RNS(tRNS, ncRNS)

Kā notiek transkripcijas elongācija?

RNS polimerāze pārvietojas pa vienu bāzi uz priekšu, atverot DNS dubultspirāli, elongējot RNS pavedienu par bāzi un tad hibridizējot jau transkribēto DNS.

RNS pavediens tiek elongēts uz nekodējošā pavediena!

Sintēze uz nekodējošā pavediena notiek 5'-3' virzienā, bet kodējošais pavediens, kurš tiek izmantots kā matrica tiek lasīts 3'-5'.

Kamēr klātbūtnē ir elongācijas faktori, transkripcija turpinās nepārtraukti.

Kā notiek transkripcijas terminācija?

RNS polimerāze turpina elongāciju līdz sasniedz terminatora secību 5'-AATAA-3'. Tad sintezētais pre-mRNS atdalās. To sauc par primāro transkriptu.

Kas ir kepēšana? Kas ir tās funckijas?

Modificēta nukleotīda (7-metilguanāta) pievienošana pre-mRNS 5' galā.

Funkcijas:

Pasargā mRNS no degradācijas.

Palīdz transportam uz citoplazmu.

Palīdz uzsākt translāciju.

Raksturo 3' gala procesēšanu!

3' galu šķeļ endonukleāze, rodas brīva 3' -OH grupa pie kuras pievienojas skābes atlikums. Beigās izveidojas poli(A) aste, 150-250 adenīna nukleotīdi.

Procesu nodrošina poli(A) polimerāze.

Raksturo RNS splaisingu!

Pēdējais procesēšanas process - pre-mRNS šķelšana, lai izgrieztu intronus. Pēc tam eksonu fragmenti tiek salīmēti jeb liģēti. Šo procesu nodrošina splaisosoma.

Ja eksonu fragmenti tiek salīmēti dažādi vai arī kāds starp pirmo un pēdējo eksonu tiek izlaists, tad šo procesu sauc par alternatīvo splaisingu.

Šis process nodrošina proteīnu izoformu veidošanos, palielinot gēnu informācijas pielietojuma daudzveidību un funckionālo kapacitāti.

Kā splaisosoma atpazīst eksona beigas, introna sākumu un beigas?

Eksona beigās secība - AG

Introna sākumā - GU

Introna beigās atkal - AG

Raksturo ribosomu uzbūvi!

RNS un proteīnu komplekss šūnā, kurš nodrošina polipeptīda elongāciju šūnā.

Ribosoma pārvietojas pa mRNS, saistot tRNS un katalizējot peptīdsaišu veidošanos.

Katra ribosoma sastāv no lielās un mazās subvienības. Subvienības veido proteīni un rRNS.

Raksturo tRNS uzbūvi!

RNS pavediens izlocījies otrējā struktūrā, kas saistās ar aminoskābi un pienes to polipeptīda pavedienam.

Katra tRNS satur trīs nukleotīdu secību - antikodonu, kas ir komplementārs atbilstošajam mRNS kodonam.

Aminoskābe + tRNS = aminoacil-tRNS.

Aminoskābes un tRNS saistīšanos nodrošina aminoacil-tRNS-sintetāze.

Kā notiek translācijas iniciācija?

Mazā ribosomas subvienība piesaistās ribosomu saistīšanās vietā, kas ir 5' netranslējamā rajonā. Tā atrodas pirms starta kodona. Procesu nodrošina iniciācijas faktori.

Starta kodonam AUG, pievienojas aminoacil-tRNS ar metionīnu. Pēc tam šim kompleksam pievienojas lielā subvienība. Kad pievienojās lielā subvienība, šo struktūru sauc par iniciācijas kompleksu.

Kā notiek polipeptīda elongācija?

Iniciācijas kompleksa A piesaistes vietā piesaistās jauna aminoacil-tRNS, ribosoma katalizē peptīdsaites veidošanos un polipeptīds piesaistās pie jaunpienestās aminoskābes.

Elongāciju nodrošina elongācijas faktori.

Ribosoma pavirzās pa vienu kodonu uz priekšu un tukšā tRNS tiek atdalīta E ribosomas vietā.

Kā notiek translācijas terminācija?

Translācija turpinās līdz brīdim, kad tiek sasniegts STOP kodons.

Šajā procesā iesaistās atbrīvotājfaktori.

Kā atšķiras translācija eikariotos un prokariotos?

Skaties bildē!

Raksturo proteīnu stuktūras!

Primārā - polipeptīdu virkne.

Sekundārā - α spirāle β vai plāksnīte. Struktūru stabilizē ūdeņraža saites.

Trešējā - trīsdimensiāla struktūra.

Ceturtējā - divu vai vairāk trešējo struktūru komplekss.

Kas stabilizē proteīnu struktūras?

1.Ūdeņraža saites starp polārajām ķēdēm.

2.Nepolāro ķēžu hidrofobā mijiedarbība.

3.Peptīdsaites.

Kā notiek proteīnu konformācija?

Proteīnu konformācijā iesaistās šaperoni.

Šaperoni saistās ar polipeptīda N-terminālo galu un stabilizē tā galu līdz sintēzes beigām.

Izomerāzes - katalizē proteīnu konformāciju, šķelot un savienojot kovalentās saites. Veido arī disulfīda saites starp cisteīniem un peptīdsaites starp prolīniem.

Kas ir proteolīze?

Polipeptīda ķēžu šķelšana, ko veic proteīnu nobriešanai.

Tai ir nozīme transmembrānu transportā.

Kā notiek enzīmu, hormonu aktivācija?

Ir jāšķeļ to prekursori.

Kā sauc procesu, kurā proteīnam pievieno curkuru?

Tā ir glikolizēšana, to iniciē endoplazmatiskajā tīklā. Dažus proteīnus modificē, pievienojot lipīdu grupu.

Kā var rasties patoloģijas, kuras izraisa proteīnu nepareiza konformācija?

Ja kāds hormons nespēj pareizi veikt konformāciju izmainītas aminoskābes vai tās trūkuma dēļ, tad tas nespēj veikt savu funkciju, kā rezultātā šī attiecīgā funkcija netiek veikta. Ja šis proteīns netiek degradēts, tad tas var uzkrāties un radīt šūnu bojājumus.