Translacja i proteom komórki

Podobne dokumenty
Wykład 14 Biosynteza białek

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Geny i działania na nich

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

Nośnikiem informacji genetycznej są bardzo długie cząsteczki DNA, w których jest ona zakodowana w liniowej sekwencji nukleotydów A, T, G i C

TRANSKRYPCJA - I etap ekspresji genów

WYKŁAD: Klasyczny przepływ informacji ( Dogmat) Klasyczny przepływ informacji. Ekspresja genów realizacja informacji zawartej w genach

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

TATA box. Enhancery. CGCG ekson intron ekson intron ekson CZĘŚĆ KODUJĄCA GENU TERMINATOR. Elementy regulatorowe

WYKŁAD 4: MOLEKULARNE MECHANIZMY BIOSYNTEZY BIAŁEK. Prof. dr hab. n. med. Małgorzata Milkiewicz Zakład Biologii Medycznej.

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Translacja białek. Marta Koblowska Zakład Biologii Systemów, UW

Zarówno u organizmów eukariotycznych, jak i prokariotycznych proces replikacji ma charakter semikonserwatywny.

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

Biologia medyczna II, materiały dla studentów kierunku lekarskiego

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU Transkrypcja RNA

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU- 5 ECTS

Ekspresja informacji genetycznej

Chemiczne składniki komórek

6. Z pięciowęglowego cukru prostego, zasady azotowej i reszty kwasu fosforowego, jest zbudowany A. nukleotyd. B. aminokwas. C. enzym. D. wielocukier.

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU KSZTAŁT BIAŁEK.

DNA superhelikalny eukariota DNA kolisty bakterie plazmidy mitochondria DNA liniowy wirusy otrzymywany in vitro

Wprowadzenie. DNA i białka. W uproszczeniu: program działania żywego organizmu zapisany jest w nici DNA i wykonuje się na maszynie białkowej.

Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu

Translacja czyli biosynteza białek. Materiały dydaktyczne współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Wykład 12 Kwasy nukleinowe: budowa, synteza i ich rola w syntezie białek

Kwasy Nukleinowe. Rys. 1 Struktura typowego dinukleotydu

The Role of Maf1 Protein in trna Processing and Stabilization / Rola białka Maf1 w dojrzewaniu i kontroli stabilności trna

Numer pytania Numer pytania

TEORIA KOMÓRKI (dlaczego istnieją osobniki?)

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Nowoczesne systemy ekspresji genów

Informacje dotyczące pracy kontrolnej

Analizy DNA in silico - czyli czego można szukać i co można znaleźć w sekwencjach nukleotydowych???

Wykład 1. Od atomów do komórek

BIOINFORMATYKA. edycja 2016 / wykład 11 RNA. dr Jacek Śmietański

TEORIA KOMÓRKI (dlaczego istnieją osobniki?)

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

Historia informacji genetycznej. Jak ewolucja tworzy nową informację (z ma ą dygresją).

1. Na podanej sekwencji przeprowadź proces replikacji, oraz do obu nici proces transkrypcji i translacji, podaj zapis antykodonów.

Księgarnia PWN: B. Alberts, D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter Podstawy biologii komórki. Cz.

Jak działają geny. Podstawy biologii molekularnej genu

Translacja białek. Marta Koblowska Zakład Biologii Molekularnej Roślin, UW

CORAZ BLIŻEJ ISTOTY ŻYCIA WERSJA A. imię i nazwisko :. klasa :.. ilość punktów :.

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Slajd 1. Slajd 2. Proteiny. Peptydy i białka są polimerami aminokwasów połączonych wiązaniem amidowym (peptydowym) Kwas α-aminokarboksylowy aminokwas

Analizy DNA in silico - czyli czego można szukać i co można znaleźć w sekwencjach nukleotydowych???

ZNACZENIE RNA W REGULACJI EKSPRESJI GENÓW

Fragment cząsteczki DNA stanowiący matrycę dla syntezy cząsteczki lub podjednostki białka nazywamy GENEM

Spis treści. Księgarnia PWN: Terry A. Brown - Genomy. Część 1 Jak bada się genomy 1 Rozdział 1 Genomy, transkryptomy i proteomy 3

Scenariusz lekcji przyrody/biologii (2 jednostki lekcyjne)

Test kwalifikacyjny Lifescience dla licealistów 2015

etyloamina Aminy mają właściwości zasadowe i w roztworach kwaśnych tworzą jon alkinowy

Transkrypcja i obróbka RNA. Materiały dydaktyczne współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Spis treści 1 Komórki i wirusy Budowa komórki Budowa k

Podstawy Informatyki Nowe trendy w informatyce

Przegląd budowy i funkcji białek

Synteza Białek - Proces Translacji. Dr hab. Marta Koblowska, prof. UW Pracownia Analiz Mikromacierzy UW/IBB PAN Zakład Biologii Systemów UW

Możliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii

Regulacja Ekspresji Genów

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

Wykład: 2 JĄDRO KOMÓRKOWE I ORGANIZACJA CHROMATYNY. Jądro komórkowe. Prof. hab. n. med. Małgorzata Milkiewicz Zakład Biologii Medycznej.

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

pobrano z

Podstawy biologiczne - komórki. Podstawy biologiczne - cząsteczki. Model komórki eukariotycznej. Wprowadzenie do Informatyki Biomedycznej

Podstawy genetyki molekularnej

PODSTAWY GENETYKI ... Zadanie 7 (2 pkt.). Antykodon wskazuje strzałka oznaczona literą... Opisz funkcję pełnioną przez antykodon w trna.

TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA

Kwasy nukleinowe i białka

Jajko czy kura? czyli gdzie dwóch się bije, tam trzeci korzysta

Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta

Możliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii

JĄDRO KOMÓRKOWE I ORGANIZACJA CHROMATYNY

Analizy DNA in silico - czyli czego można szukać i co można znaleźć w sekwencjach nukleotydowych???

... Zadanie 7 (2 pkt.). Antykodon wskazuje strzałka oznaczona literą... Opisz funkcję pełnioną przez antykodon w trna.

Bioinformatyka wykład 9

cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma Jądro komórkowe

Spis treści. 1. Wiadomości wstępne Skład chemiczny i funkcje komórki Przedmowa do wydania czternastego... 13

4.1 Hierarchiczna budowa białek

Budowa aminokwasów i białek

ROLA WAPNIA W FIZJOLOGII KOMÓRKI

Transport makrocząsteczek

Gen eukariotyczny. Działanie i regulacja etapy posttranskrypcyjne

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU

Metody analizy genomu

Ekspresja genu. Podstawowe mechanizmy i pojęcia

Zasady oceniania rozwiązań zadań 48 Olimpiada Biologiczna Etap centralny

Konspekt do zajęć z przedmiotu Genetyka dla kierunku Położnictwo dr Anna Skorczyk-Werner Katedra i Zakład Genetyki Medycznej

Cytoplazma. podstawowa (cytozol) Cytoplazma podstawowa (macierz cytoplazmatyczna)

Geny, a funkcjonowanie organizmu

Informacja o budowie białek oraz instrukcja o ich syntezie (jakie białko, kiedy, gdzie) jest przechowywana i uruchomiana w cząsteczkach dużych

Podstawy biologii. Informacja, struktura i metabolizm.

Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta

Uczeń potrafi. Dział Rozdział Temat lekcji

Nowe terapie choroby Huntingtona. Grzegorz Witkowski Katowice 2014

Informacje. W sprawach organizacyjnych Slajdy z wykładów

Genetyka. Krótkie wykłady H. Fletcher, I. Hickey, P. Winter,

Scenariusz lekcji biologii dla klasy 8 SP, 1 liceum poziom podstawowy. Temat: DNA nośnik informacji dziedzicznej. Przepływ informacji genetycznej.

Transkrypt:

Translacja i proteom komórki 1. Kod genetyczny 2. Budowa rybosomów 3. Inicjacja translacji 4. Elongacja translacji 5. Terminacja translacji 6. Potranslacyjne zmiany polipeptydów 7. Translacja a retikulum eukariontów

1. Kod genetyczny Kluczowe dla przetłumaczenia zapisu DNA na sekwencje białek są małe cząsteczki RNA, zwane transportującym RNA, trna.

1. Kod genetyczny W komórkach różnych organizmów istnieje 30-50 różnych trna, a ponieważ aminokwasów jest 20, to jeden aminokwas może być przenoszony przez kilka różnych trna, nazywamy je izoakceptorowymi. Kodon mrna rozpozna się z komplementarnym antykodonem trna, ale jak zapewnić, żeby trna o danym antykodonie miał właściwy aminokwas?

1. Kod genetyczny Odnalezienie się aminokwasu z właściwym dla niego trna zachodzi w reakcji aminoacylacji dokonywanej orzez enzym syntetazę aminoacylotrna. W komórkach istnieje 20 różnych takich syntetaz. Są specyficzne, każda potrafi rozpoznać jeden aminokwas i odpowiadający mu jeden trna (częściej jedną grupę izoakceptorowych trna).

1. Kod genetyczny Kod genetyczny jest: - trójkowy - bez przecinków - bez zachodzących na siebie kodonów (rzadkie wyjątki) - niemal uniwersalny (pewne wyjątki to np. w mitochondriach) - niejednoznaczny inaczej zdegenerowany (czyli do 4 kodonów na 1 aminokwas) - specyficzny dla startu (AUG) i końca (UAA, UAG, UGA)

1. Kod genetyczny Niejednoznaczność kodu ma ważne konsekwencje dla ewolucji sekwencji nukleotydów. W wielu kodonach zamiana na trzecim miejscu jest synonimowa (nie zmienia się aminokwas) natomiast zmiana w dwóch pierwszych pozycjach jest niesynonimowa. Mutacje na pozycjach synonimowych nie są usuwane przez dobór (ewolucja sekwencji szybka) a na pozycjach niesynonimowych są (ewolucja wolna).

2. Bodowa rybosomów Rybosomy to centra syntezy polipeptydów. Składa się na nie kilka łańcuchów rrna i kilkadziesiąt białek.

2. Bodowa rybosomów Szkieletem rybosomów jest złożona struktura powstająca po sfałdowaniu rrna, do niej przyczepiają się białka. Obok mamy rrna szkieletowe małej podjednostki rybosomów bakteryjnych, czerwono oznaczono miejsca przyczepiania się białek.

2. Bodowa rybosomów Poniżej rybosom bakteryjny. Szersze wstęgi to RNA, węższe to białka. Złotym kolorem pokazano miejsce gdzie wchodzi trna z aminokwasem, synteza zachodzi nieopodal, w widocznej bruździe między małą (niebieską) a dużą (szarą) podjednostką rybosomu.

3. Inicjacja translacji Inicjacja translacji u bakterii polega na przyłączeniu się małej jednostki rybosomalnej do sekwencji AGGAGGU występującej przed kodonem START (zawsze AUG).

3. Inicjacja translacji Następnie do kodonu START przyczepia się trna z formylometioniną (fm). W dołączeniu dużej jednostki i składaniu funkcjonalnego rybosomu uczestniczą też białka IF (initiation factors).

3. Inicjacja translacji Inicjacja translacji u eukariontów jest inna, rozpoczyna się od stworzenia kompleksu preinicjalnego. Do tego kompleksu przyłączają się kolejne białka inicjujące (eif) i mrna ze swoją czapeczką (cap). Powstaje kompleks przyłączenia czapeczki (cap binding complex), który wiąże się od pierwszego nukleotydu mrna.

3. Inicjacja translacji (cd. eukarionty) Kompleks przyłączenia czapeczki wędruje poszukując (scanning) kodonu START (AUG). Znajduje się on wewnątrz dłuższej sekwencji ACCAUGG (Kozak consensus).

4. Elongacja translacji W czasie elongacji rybosom przesuwa się w stronę 3 transkryptu po 3 nukleotydy a pomiędzy dostarczanymi aminokwasami powstają wiązania peptydowe..

4. Elongacja translacji Nigdy nie znaleziono białka, które byłoby odpowiedzialne za syntezę wiązań peptydowych. Udowodniono, że ta jedna z najważniejszych aktywności katalitycznych organizmów należy nie do enzymu a do rybozymu czyli katalitycznie aktywnego RNA.

5. Terminacja translacji Gdy pojawi się kodon STOP, jeden z trzech możliwych, zabraknie trna Jego miejsce zajmą białka RF (release factor). Do uwolnienia mrna i rozejścia się podjednostek rybosomu potrzebne jest inne białko, RRF (ribosme release factor).

Podsumowanie: sygnały transkrypcji i translacji Rycina pokazuje jak z DNA (góra) powstaje transkrypt, który zawiera sekwencje z odcinka przed i po genie, a następnie, która część transkryptu zostanie przeznaczona do translacji.

6. Potranslacyjne zmiany polipeptydów - fałdowanie Kolejność aminokwasów to struktura pierwszorzędowa polipeptydu. To ona determinuje strukturę drugo- i trzeciorzędową. Łańcuch polipeptydów ma dużą energie oddzialywań z cząsteczkami wody. Pierwszym etapem jej zmniejszenia jest wydzielenie niektórych tlenów i wodorów do wytworzenia wewnętrznych wiązań wodorowych. Daje to strukturę drygorzędową, przybierająca dwie formy w zależności od sekwencji.

6. Potranslacyjne zmiany polipeptydów - fałdowanie Kluczowa dla funkcji białka jest struktura trzeciorzędowa. Wyróżnia się w niej: koniec N (bo wolna jest tu grupa aminowa, powstaje na początku translacji), koniec C (wolna grupa kwasowa, powstaje na końcu translacji), helisy α, harmonijki β i pętle łączące. Motorem powstawania struktury trzeciorzędowej jest znowu dążność do minimalizacji energii oddziaływań z wodą. Hydrofobowe powierzchnie zapadają się do środka struktury białka a polarne są eksponowane na zewnątrz.

6. Potranslacyjne zmiany polipeptydów Są 4 typy zmian surowego polipeptydu po translacji: fałdowanie, przycinanie, modyfikacja chemiczna i usuwanie intein (fragmentów polipeptydów) tak by złożyć ze sobą eksteiny (fragmenty poza inteinami, jest tu analogia do intronów i egzonow, ale oba procesy nie są od siebie zależne).

6. Potranslacyjne zmiany polipeptydów - fałdowanie Dotyczy każdego polipeptydu, każdy musi szybko przyjąć prawidłową strukturę przestrzenną aby nie został usunięty z komórki. Fałdowanie odbywa się poprzez chowanie się do środka hydrofobowych odcinków białka.

6. Potranslacyjne zmiany polipeptydów cięcie proteolityczne Przykładem jest insulina. Peptyd sygnałowy jest całkowicie usunięty. Trzy pozostałe części (łańcuchy-chains) fałdują. Struktura trzeciorzędowa jest stabilizowana przez wiązania dwusiarczkowe Potem zachodzi usunięcie łańcucha B.

7. Translacja a retikulum eukariontów. W komórkach eukariotycznych produkty translacji są uwalniane do wewnątrz retikulum endoplazmatycznego (ER). Ponieważ jeden mrna jest wykorzystywany wiele razy, dochodzi do charakterystycznej wędrówki mrna po powierzchni retikulum.