Fall 5: Proteinsyntes

En kvinna blev med barn fastän hon tagit hormonbaserade p-piller. Det visar sig att hon tagit johannesört för nedstämdhet, vilket kan hämma p-pillernas funktion.

Centralt innehåll

  • Redogöra för principerna för informationsöverföring från DNA via RNA till protein
    • Transkription
    • Translation
  • Hur bildas av olika slags RNA-molekyler?
  • Förklara hur genuttryck regleras på olika nivåer (epigenitik)

Relevant material

Osmosis

Youtube

🔑 Nyckelkoncept

Denna veckan kommer ni få lära er att översätta mer än bara engelsk kurslitteratur! Det viktigaste att ha koll på är vad som krävs för att de olika processerna ska initieras, hur genuttryck kan regleras samt lite rabbelfakta angående olika typer av RNA.

Om du har funderingar eller frågor kring någonting på sidan är du alltid välkommen att lämna en kommentar!

Vad finns det för olika RNA-polymeras och vad transkriberar de huvudsakligen?

RNA-polymeras I, II och III.

  1. RNA-polymeras I transkriberar huvudsakligen gener för rRNA.
  2. RNA-polymeras II transkriberar de flesta eukaryota generna, ex alla protein och mRNA.
  3. RNA-polymeras III transkriberar huvudsakligen tRNA.

Minnesregel: 30 – trettio (3 T) = RNA-polymeras 3 -> tRNA.

Hur kan sterioder samt ligander/indirekt cellsignaler reglera genuttryck?

Steroider

  1. Diffunderar genom plasmamembranet (fettlöslig molekyl).
  2. Binder till cytoplasmisk receptor som dimeriserar (två slås ihop)
  3. Intracellulär (cytosol eller i kärnan) byter co-repressor till co-activator 
  4. Kopplar till enhancer och stimulerar genuttryck
    • genom att ex. kalla dit acetylas som acetylerar histoner.

Ligander

  • Kan aktivera activator eller repressor / Dessa binder till antingen enhancer eller silencer => Stimulerar eller hämmar genuttryck.
    • Activator -> histonsvansar acetyleras.
    • Repressor -> histonsvansar deacetyleras.
Hur initeras translationen och ungefär hur lång tid tar det från början av transkription tills vi har ett färdigsyntetiserat protein?

Initiering

  1. Undre/lilla del av ribosom samt translationsfaktorer (inkl. initiator tRNA) kopplar 5′ cap hos mRNA
  2. Övre del av ribosom sätts på och translationsfaktorer avlägsnas.

Tidsaspekt: 30-60 min. Runt en timme alltså.

Vad heter enzymet som sammanfogar tRNA med aminosyror, hur många varianter finns det av detta enzym och vilka energikällor används här samt övriga translationen?
Bonus: Hur många olika aminosyror kan ett specifikt tRNA laddas med?

Enzymet heter Aminoacyl-tRNA-syntetas och det finns 20 st.

  • Mha hydrolys av ATP (använder energi) sammanfogas en aminosyra med ett tRNA
    • denna energi frigörs sedan när tRNA släpper aminosyran vilket ger energi till skapandet av peptidbindningen mellan aminosyrorna.
  • Även GTP-hydrolys bidrar med energi vid translationsprocessens start.

Bonus: 1.

Hur kan ett mRNA:s livslängd justeras redan vid polyadenylationen?

Vid polyadenylationen kan pre-mRNA:t ”trimmas” på olika platser i UTR (untranslated region) vilket gör att miRNA kan binda in olika effektivt => ökad/minskad livslängd.

Vilka olika sorters RNA finns och vad är deras primära uppgifter?
  • mRNA – kodar för protein
  • rRNA – ribosomer
  • tRNA – bidrar med antikodon till proteinsyntes samt motsvarande aminosyra
  • snRNA – övergår till snRNP -> splitsosom
  • mikro-RNA (miRNA) – binder till mRNA vilket hindrar translation (20-25 baspar)
  • siRNA – supresses gene expression (framförallt av icke-somatiska nukleinsyror) genom att det i ett RISC-komplex ”fiskar” efter komplimentära kedjor.
Vilka 'passerkort' måste ett mRNA ha för att kunna passera ut till cytosolen för translation och vad har dessa passerkort för funktioner?

Passerkort inkluderar ex.

  1. Capping
  2. Splicing
  3. Polyadenylation.
    • Proteiner binder till korrekt gjorda caps och a-svansar vilka fungerar som en indikation till att de är redo att ta sig ut från kärnan (pre-mRNA vs moget mRNA).

Dessa passerkort krävs för

  • transport till cytosol
  • att förhindra exonukleas att klippa mRNA = hämmar nedbrytning (skyddar ändarna)
    • poly-a-svansen
  • 5′ cap gör det möjligt för mRNA att binda till ribosomen
    • capping
Hur kan genuttryck påverkas genom epigenetiska modifieringar?

Histonsvansar

  • Acetylering – luckrar upp DNA, dominant.
  • Metylering – enstaka ökar genuttryck medan flertalet (2-3) drastiskt minskar (lockdown, ex. heterokromatin).
  • Fosforylering

Enskild nukleotid

Ofta Cytosin som metyleras. Hindrar GTFs (general transcription factors) från att binda in vilket leder till hämmat genuttryck.


6 Replies to “Fall 5: Proteinsyntes”

  1. Minna Dahlberg

    Hej!

    Förstår inte riktigt vad ni menar med frågan ”Hur kan ett mRNA:s livslängd justeras redan vid polyadenylationen?”. Har tolkat det som att vid polyadenylation läggs en poly(A)-svans till på pre-mRNA vilket kan öka dess livslängd (tar längre tid för olika enzymer att bryta ner mRNA). Har inte förstått att det hänger ihop med miRNA (trodde att miRNA kan binda ”var som” på mRNA där det matchar och på så sätt antingen förhindra translation eller klyva mRNA). Skulle ni kunna förklara hur ni menar?

    Tack på förhand!

    • Herman

      Hej!

      Det som menas är att innan/i samband med polyadenylationen trimmas mRNAt i 3’UTR (alltså baser som inte kodar för något längst ut på 3′ sidan). Genom att trimma 3’UTR olika mycket kan detta göra att mRNAt ser olika ut – även om det inte förändrar proteinet som kommer syntetiseras – och när mRNAt har annan konfiguration pga denna 3’UTR-trimming så kan miRNA binda in olika lätt och därmed påverka livslängden av RNAt (och mängd protein som syntetiseras från detta).

      Är det mer hajbart nu? Förstår att det kan kännas invecklat eftersom frågan nämner polyadenylation men inte faktiskt har något att göra med själva polyadenyleringen!

  2. Bailasan

    Hej!
    På sista avsnitt ”Enskild nukleotid” som tillhör frågan ”Hur kan genuttryck påverkas genom epigenetiska modifieringar?” står det att det är mest guanin som metyleras för att stänga av genuttrycket. Enligt föreläsningarna samt boken ”The Cell” är det mest cytosin i en CG-sekvens på DNA som metyleras. Så jag tror att det är ett fel här 🙂

  3. Rosa

    Hej!
    Jag förstår inte riktigt vad är 5ÚTR och 3ÚTR för något och vad de har för funktion? Hur kan de reglera translation?
    Är de inte samma sak som pol-A-tail och 5´cap?

    Tack på förhand! 🙂

    • Herman

      Hej ^v^
      UTR står för ’Untranslated Region’. Det finns två av dessa, en på varje sida av det RNA som ska translateras protein. De fungerar som skydd, lite som dubbarna längst ut på skosnöret, för att förhindra att det viktiga materialet inte påverkas av miljön i cytosolen och bryts ner. Dessa ändarna/UTR lite olika ut, ex. för att orientera var man ska börja translationen. Den ena änden kallas för 5′ (där mRNA binder till ribosom och börjar translation), det är även här man har 5′ cap. Poly-A-svansen är som du säger på 3′-sidan.

      Anledningen till att de kan reglera translationen är ex. genom att de påverkar mRNAts livslängd – vilket korrelerar med hur många gånger det translateras (längre livslängd = mer uttryck av proteinet). I vilken grad dessa UTR skyddar mRNAt från att brytas ned bidrar till att reglera translationen.

      Finns mer info på ex. khan academy, osmosis eller wikipedia!

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.