DNS replikáció DNS RNS Fehérje

Az előadások a következő témára: "DNS replikáció DNS RNS Fehérje"— Előadás másolata:

1 DNS replikáció DNS RNS Fehérje
A molekuláris biológia centrális dogmája: transzkripció transzláció DNS RNS Fehérje 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)

3

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 + fehérje tRNS: 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

10

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

13

14

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.

16

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

18

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

22

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

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)

29

30

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 módosulások Plusz 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 térszerkezet Konformáció felvétele ER-ben; dajkafehérjék: min.ell.