DNS replikáció

1. DNS replikáció A molekuláris biológia centrális dogmája: transzkripció transzláció DNSRNSFehérje Reverz transzkriptáz DNS által tárolt információ: - fehérjék szerkezete - fehérjeszintézis időbeli és mennyiségi meghatározása Nukleinsavak: nukleotid egységekből felépülő polimerek. RNS: adenin, guanin, citozin, uracil bázist tartalmazó ribonukleotidok DNS: adenin, guanin, citozin, timin bázist tartalmazó dezoxi ribonuleotidok

2. TRANSZLÁCIÓ • Hogyan fordítódik le a nukleinsavak négybetűs nyelve a fehérjék húszbetűs nyelvére?  transzláció • Hogyan jutnak el az elkészült fehérjék rendeltetési helyükre?  irányítás, osztályozás (targeting, sorting) • Mitől függ az egyes fehérjék élettartama?  ubikvitináció (i.c. proteolízis)

4. Minden nyers fehérje AUG-vel kezdődik 60 különböző kód 19 aminosavat kódol

5. Ribonukleinsavak mRNS: ez a molekula szállítja a fehérjék szerkezetére vonatkozó genetikai információt a DNS irányából a fehérjék szintéziséért felelős szervecskéhez a riboszómákhoz. rRNS: a riboszómák szerkezeti felépítésében részt vevő nukleinsav.Riboszóma: rRNS + fehérjetRNS: a hárombetűs genetikai kód átfordítását végző adaptermolekula. Metil-aminosav

6. Mi szükséges a fehérjeszintézishez E. coliban? 1. Aminosav aktiválás: hármasok összekötése a megfelelő antikodonokkal. 20 aminosav, 20 aminoacil-tRNS szintetáz, legalább 20 tRNS, ATP, Mg2+. kód olvasása: komplementer bázispárokat rakunk egymással szembe. Adapter molekula 3-asonként olvas. Minden hármashoz külön tRNS kell (min. 20 db). 2. Iniciálás: kell az mRNS, iniciációs kodon (AUG) megtalálása az RNS-en belül, N-formilmetionil-tRNS => ehhez van kötve a metionin (ez a start), 30S és 50S riboszómális alegységek, iniciációs faktorok => segítik az inicializást (IF-1, IF-2, IF-3), GTP, Mg2+ 3. Elongáció: kialakul a 70S funkcionális riboszóma (iniciációs komplex), aminoacil-tRNS-ek, elongációs faktorok (EF-Tu, EF-Ts, EF-G), GTP, Mg2+ 4. Termináció: terminációs kodonok jelennek meg a mRNS-ben (UAA, UGA, UAG), terminációs (release) faktorok (RF1, RF2, RF3), ATP

7. Van olyan riboszóma, ami úszkál, és ami ráül kívülről az endoplazmatikus retikulumra

8. Amint elkezd fehérjét gyártani, összetapadnak Prokarióta Eukarióta Összeállnak 70-essé Nagy alegység Kicsi alegység

9. RNS

11. Riboszómális RNS funkciók • 16S rRNS: start hely kiválasztás • 16S rRNS, 14 nukleotidot tartalmazó szekvencia: kapcsolat a P helyen lévő tRNS-sel • 23S rRNS: interakció a tRNS 3’ végével • 23S rRNS: peptidil transzferáz aktivitás (ribozim) • antibiotikum érzékenység (1-1 fehérje eltávolítása: csökkent riboszómális aktivitás; minden fehérje eltávolítása: peptidil transzferáz aktivitás megmarad

12. A tRNS másodlagos szerkezete

15. Az aminosavak aktiválása Energiaközlés ATP-vel Aminoacil-AMP: közti termék t-RNS-sel kapcsolatba lép. Az aminoacil t-RNS szintetázok felelnek azért, hogy a DNS-ben leírtak szerint legyen szintézis. Ők kötik a tRNS-hez aminosavat.

17. Az aminoacil-tRNS szintetázok két osztálya I. csoport II. csoport

19. Az aminoacil-tRNS aminosavakat felismerő funkciója: „proofreading” Három lehetőség a korrekt aminosav felismerésére: • aminosav kötése • az aminoacil-AMP átkerül egy hidrolítikus helyre, az inkorrekten aktivált aminosav hidrolizál • az inkorrekten töltött aminoacil-tRNS szintén hidrolizálhat

20. Az aminoacil-tRNS tRNS-t felismerő funkciója: a „második genetikai kód” • az antikodonon keresztül (Val, Trp, Met) • az akceptor részen keresztül (Ala); „minihélix” • többszörös kapcsolatok (minor bázisok szerepe)

21. A tRNS aminoacil-tRNS szintetáz által felismerhető pontjai: kék: egyforma bázis minden tRNS-ben zöld: általános felismerési hely narancs: egy-egy enzim felismerési helye

23. INICIÁCIÓ • 30S-es alegység felismeri a puringazdag régió utáni AUG kódot, megköti • AUG antikodonnal bíró tRNS, majd az 50S-es egység rázár a másik oldalról • A riboszómán belül 2 kötőhely van: P (Aug kód), A • P-n belül tRNS • Utána jön a következő kodonnak megfelelő tRNS + aminosav => „A” kötőhelyre elongációs faktor segíti a bekötődését • TS elongációs faktor lehidrolizálja a GDP-t. Ez egy időhúzás, ami azért kell, mert addig enzim ellenőrzi, hogy jó bázist kötöttünk-e jóhoz • Létrejön a peptidkötés a két aminosavon, egyet arrébbcsúszik, a P-re kerül az, amin a dipeptid lóg, az A kötőhelyre behúzza a 3-asnak megfelelő tRNS-t.

24. ELONGÁCIÓ Az aminoacil-tRNS válogatás pontossága: p = (1- )n  = 10-2 p=0.37 (n=100) p=0 (n=1000)  = 10-4 p=0.99 (n=100) p=0.91 (n=1000)

25. EF-Tu*tRNS komplex EF-G

26. TERMINÁLÁS RF1: UAG, UAA RF2: UAA, UGA Stop kód: nincs tRNS, ehelyett bemegy egy RF (release factor)

27. 1 mRNS lánc több fehérjét is kódolhat Egymás után 5 fehérjét csinálunk a promóteren start/stop jelekkel elválasztva Prokarióta: policisztronos Eukarióta: monocisztronos A prokariótákban nincs sejtmag, már az mRNS készítése közben is mehet a fehérjeszintézis Az eukariótákban a transzkripció a sejtmagban, a fehérjeszintézis a sejtplazmában folyik.

28. Eukarióta specialitások: 1.Riboszóma: nagyobb méret, több komponens 2. mRNS: monocisztronos, 5’-cap, poli-A farok 3. Iniciáció: az iniciációs komplex az 5’-cap-et ismeri fel, a 40S iniciációs komplexet az eIF4 ATP energiájával gördíti el a start kodonig, az első aminosav metionin, az iniciációs faktorok mások, mint prokariótákban 4. Elongáció: a prokariótáktól különböző, de analóg működésű elongációs faktorok 5. Termináció: 1 release faktor (eRF)

31. A fehérjelánc még nyers • Az aminosavakat még módosítani kell • Fel kell őket tekerni • Azért az EP-re ülnek rá, mert ahogy készül, úgy nyomja be az EP-be • A C és N vég is módosulni fog: csoportokat pakolnak rá

32. Poszttranszlációs Módosulások • Amino- és karboxiterminálist érintő módosulásokPlusz karboxilcsoportok => pl. véralvadás • Szignálszekvenciák lehasítása:Szignálszekvencia: olyan csoportok, amik odairányítják a sejtben, ahová valók, és ott lehasadnak róla • Egyes aminosavak módosulásai • Glikoziláció: az aktiváláshoz szükséges • Izopreniláció: izoprén oldalláncok • Prosztetikus csoport beépülése: pl. porfirin váz, FAD beszerelése • Proleolítikus hasítás: néhánynál ez is szükséges az aktiváláshoz • Diszulfid kötések kialakulása: harmadlagos térszerkezetKonformáció felvétele ER-ben; dajkafehérjék: min.ell.