RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

Hasonló dokumentumok
RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

TÉMAKÖRÖK. Ősi RNS világ BEVEZETÉS. RNS-ek tradicionális szerepben

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

Hamar Péter. RNS világ. Lánczos Kornél Gimnázium, Székesfehérvár, október

13. RNS szintézis és splicing

DNS replikáció. DNS RNS Polipeptid Amino terminus. Karboxi terminus. Templát szál

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

RNS SZINTÉZIS ÉS ÉRÉS

Fehérje szintézis 2. TRANSZLÁCIÓ Molekuláris biológia kurzus 7. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt- és immunbiológiai Intézet

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

KIS RNS-MOLEKULÁK NEMCSAK TRANSZKRIPCIÓS ZAJ A GÉNSZABÁLYOZÁS ÚJ SZINTJE Molnár Viktor, Falus András

A TRANSZLÁCIÓ Hogyan lesz a DNS-ben kódolt információból fehérje? A DNS felszínén az aminosavak sorba állnak?

Antiszenz hatás és RNS interferencia (a génexpresszió befolyásolásának régi és legújabb lehetőségei)

FOGÁSZOK Fogalmak extra követelmények

CIÓ A GENETIKAI INFORMÁCI A DNS REPLIKÁCI

I. A sejttől a génekig

A replikáció mechanizmusa

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

3. Sejtalkotó molekulák III. Fehérjék, enzimműködés, fehérjeszintézis (transzkripció, transzláció, poszt szintetikus módosítások)

Nanotechnológia. Nukleinsavak. Készítette - Fehérvári Gábor

3. előadás Sejtmag, DNS állomány szerveződése

11. előadás: A génektől a fehérjékig A genetikai információ áramlása

I. Az örökítő anyag felfedezése

BIOLÓGIA ALAPJAI. Anyagcsere folyamatok 2. (Felépítő folyamatok)

3. Sejtalkotó molekulák III.

15. Fehérjeszintézis: transzláció. Fehérje lebontás (proteolízis)

TRANSZLÁCIÓ és fehérje transzport Hogyan lesz a DNS-ben kódolt információból fehérje? A DNS felszínén az aminosavak sorba állnak?

Poligénes v. kantitatív öröklődés

A BIOTECHNOLÓGIA TERMÉSZETTUDOMÁNYI ALAPJAI

A molekuláris biológia eszközei

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

Fogalmak extra követelmények

sejt működés jovo.notebook March 13, 2018

CzB Élettan: a sejt

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

A génkifejeződés szabályozása

Sejtmag, magvacska magmembrán

NEM KANONIKUS MIKRORNS-EK: A HUMÁN MIRTRON BIOGENEZIS ÚTVONAL KARAKTERIZÁLÁSA. Doktori értekezés. Schamberger Anita

Egy vagy több nukleotid mutációja megváltoztathatja a fehérje szerkezetét és működését

Génexpresszió prokariótákban 1

A növényi génexpresszió RNS-szintű minőségbiztosítási rendszereinek molekuláris biológiája. Silhavy Dániel

MOLEKULÁRIS GENETIKA A DNS SZEREPÉNEK TISZTÁZÁSA

Az X kromoszóma inaktívációja. A kromatin szerkezet befolyásolja a génexpressziót

Nukleinsavak, transzkripció, transzláció

Epigenetikai Szabályozás

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

1b. Fehérje transzport

Semmelweis Egyetem / Élettani Intézet / Budapest. Bioinformatika és genomanalízis az orvostudományban. Szekvenciaelemzés. Cserző Miklós 2017

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

Kromoszómák, Gének centromer

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

2007/11/05 Molekuláris biológia előadások - Putnoky 1-1

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

Nukleinsavak építőkövei

A sejtmag szerkezete és szerepe

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

Molekuláris biológiai alapok

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

Elcsendesített RNS-ek vagy a genom immunrendszere

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

SEJTBIOLÓGIA biomérnök hallgatók számára

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

Molekuláris biológus M.Sc. Prokarióták élettana

BIOLÓGIA ALAPJAI. Sejttan. Anyagcsere folyamatok 1. (Lebontó folyamatok)

- Conrad Hal Waddington számára a gének fizikai háttere még ismeretlen volt (Watson-Crick-Franklin 1953), így próbálta leírni a sejt specializációt=>

Genetika előadás. Oktató: Benedek Klára

A növényi génexpresszió RNS-szintű minőségbiztosítási rendszereinek molekuláris biológiája Silhavy Dániel Doktori Értekezés

Biológia. Stromájer Gábor Pál

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

3. A w jelű folyamat kémiailag kondenzáció. 4. Ebben az átalakulásban hasonló kémiai reakció zajlik le, mint a zsírok emésztésekor a vékonybélben.

MITOCHONDRIUM. Molekuláris sejtbiológia: Dr. habil. Kőhidai László egytemi docens Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

Az exponenciális, kiegyensúlyozott növekedés

Kémiai reakció aktivációs energiájának változása enzim jelenlétében

A biokémiai folyamatokat enzimek (biokatalizátorok) viszik véghez. Minden enzim. tartalmaz fehérjét. Két csoportjukat különböztetjük meg az enzimeknek

BIOLÓGIA HÁZIVERSENY 1. FORDULÓ BIOKÉMIA, GENETIKA BIOKÉMIA, GENETIKA

A Biotechnológia természettudományi alapjai

CHO H H H OH H OH OH H CH2OH HC OH HC OH HC OH CH 2


BIOKÉMIA. Simonné Prof. Dr. Sarkadi Livia egyetemi tanár.

Nukleinsavak SZERKEZET, SZINTÉZIS, FUNKCIÓ

4. Sejt szerveződése és a sejt élete. Sejtalkotók, felépítő és lebontó folyamatok, jelátvitel, trafficking, sejtosztódás, sejthalál

EPIGENETIKA, A BIOLÓGIAI MŰKÖDÉS SZOFTVERE. Falus András. Összefoglalás

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

Transzláció. Leolvasás - fehérjeszintézis

Evolúcióelmélet és az evolúció mechanizmusai

TARTALOM. Előszó 9 BEVEZETÉS A BIOLÓGIÁBA

Minden ismert élőlény sejt(ek)ből épül fel A sejt a legegyszerűbb életre képes szerveződés. A sejt felépítése korrelál annak funkciójával

Szerkesztette: Vizkievicz András

Molekuláris terápiák

AZ ÉLET KELETKEZÉSE egy kis kémia a biológiához

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

Szerk.: Vizkievicz András A DNS örökítő szerepét bizonyító kísérletek

Human genome project

Epigenetika. szomatikus sejt (emlőszövet sejt) magjának enukleált (magjától megfosztott) petesejtbe ültetésével hozták létre

Génkifejeződési vizsgálatok. Kocsy Gábor

Átírás:

RNS-ek

RNS-ek 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek 3. Egy újonnan felfedezett RNS Világ: - szabályozó RNS-ek 4. Transzkripció 5. Transzkripció utáni módosítás

Ősi RNS Világ 1. RNS nukleotidok ribozim katalizálja az RNS replikációt

2. A tyúk és tojás paradoxon Ma az információ hordozó a DNS, a DNS replikációját pedig enzimek segítik Hogyan tud egy kétkomponensű rendszer evolválódni? Mi volt először? - Az enzim nem lehetett először, mert nem volt ami kódolja - A DNS nem lehetett először, mert egy funkcióképes enzim kódja egyetlen lépésben nem alakulhatott ki. Egy többlépéses folyamat során a köztes lépések elvesztek volna az evolúció süllyesztőjében, mert értelmetlenek 1 lépéses evolúció: RNS!!!! Az RNS Világ Hipotézis Carl Woese Alexander Rich

Az RNS szerkezete 3. Elsődleges szerkezet foszfát 3 vég Másodlagos szerkezet (H kötések) ribóz foszfodiészter kötés 5 vég

ATP 4.

A fehérjeszintézis RNS-ei 5. RNS típusok Kódoló Nem-kódoló Fehérjeszintézis Fehérje szintézis mrns rrns trns

Hírvivő (m)rns 6. Fehérjét kódol Nem stabil, felezési ideje: percek, órák Prokariótáknál: a transzkripció és transzláció folyamata időben és térben kapcsolt instabilitás: a prokarióta mrns-ek átlagos élettartama 1-3 perc policisztronos messenger RNS-ek (génen: operonok). operon 1 gén Eukariótáknál: az eukarióta gének általában nem alkotnak operont, egyenként íródnak át pre-mrns-ek képződnek, melyek módosulnak az érés során: splicing, capping, polya farok alternatív mrns érési folyamatok: egy RNS szálon több üzenet

Riboszómális (r)rns 7. a riboszóma felépítésében vesz részt fehérjékkel együtt egyszálú, helyenként önmagával bázispárokat képez a fehérjékkel összekapcsolódva alakítja ki a riboszóma-alegységeket egy kis és egy nagy alegység összekapcsolódásával jön létre egy riboszóma Eukarióta riboszómális RNS-ek: Mitokondrium: 12S, 16S Citoplazma: - Nagy alegység: 28S, 5.8S, 5S - Kis alegység: 18S 16S RNS riboszóma

Szállító (t)rns 8. akceptor kar D hurok T( CG) hurok Vátozó hurok szabad aminosavakat visz a riboszómákhoz» szállító 60-95 nukleotidból állnak Francis Crick: Adaptor Hipotézis egyszálú, de helyenként önmagával bázispárokat képez» másodlagos szerkezete: lóhere antikodon kar Egy példa: trna Leu UUG Leucil-tRNS szintetáz leucil-trna Leu UUG A mitokondriumok saját fehérjeszintetizáló rendszerében számuk 22 (39 antikodon hiányzik) Emberi genom: 516 trna 49 család 12 antikodon hiányzik! A trns-ek mérete, szerkezete, részei: akceptor kar, a 3'-végen -CCA szekvencia "antikodon kar", hurkában az antikodon D-hurok, T(ΨCG)-hurok l ö t y ö g é s Sok módosított bázist tartalmaznak, melyek a transzkripció után alakulnak ki

Nem-kódoló RNS-ek

Meglepetések (Nem-kódoló RNS-ek: egy új RNS Világ) 9. A korábban ismert RNS-ek csak a jéghegy csúcsát jelentik, további meglepetések várhatók (1) Teljesen új RNS családok felfedezése Új RNS funkciók: szabályozás (2) Az emberi genom több mint 90%-a transzkripciós aktivitást mutat (3) Multigénes transzkripció: egy RNS szálon több üzenet (4) Az emberi gének több mint 70%-ának mindkét DNS szála leíródik (5) Konzervatív nem-kódoló régiók (eddig csak a fehérjéknél volt ismert) A sejt inkább egy RNS gépezet, mint fehérje gépezet? Az effektor (végrehajtó) molekulák azért fehérjék!

RNS féleségek 10. - funkció szerinti csoportok RNS típusok Kódoló Nem-kódoló Fehérje szintézis Genetikai szabályozás RNS érés export DNS szintézis Transzpozon kontroll Enzim* mrns rrns trns Fehérjeszintézis * Az enzim funkcióval a ribozimek rendelkeznek; ezek az RNS-ek szerepelnek más kategóriákban is

Nem-kódoló RNS-ek 11. Nem-kódoló RNS-ek - 1 Genetikai szabályozás Általános transzkripció szabályozás RNSi-alapú gén csendesítés Epigenetikai szabályozás hosszú RNS-ek cisz-antiszensz szabályozásban Splicing szabályozók Hosszú RNS-ek a transz-ható szabályozásban snrns (U1 U2) SRA1 7SK mirns sirns XIST H19 HBII-85 snorns HOTAIR HBII-52 snorns TSIX AIR

Nem-kódoló RNS-ek 12. Nem-kódoló RNS-ek - 2 RNS érés Splicing Vágás Bázis módosítás snrns RNázP (pre-trns) Rnáz MIRP (pre-rrns) snorns (rrns) scarns (snrns)

Nem-kódoló RNS-ek 13. Nem-kódoló RNS-ek 3-6 DNS szintézis export Transzpozon kontroll Enzim funkció TERC Y RNS Rnáz MRP 7SL RNS pirns Endo-siRNS Ribozimek* * A ribozimek szerepelnek más kategóriákban is

Ribozimek: 14. - az ősi RNS világ relikviái? Kalapácsfej ribozim Funkció: 1. A foszfodiészter kötés elbontása: saját és más RNS-eké; - pl. RNáz P trns prekurzort emészt 1. Peptidil-transzferáz aktivitás a riboszómákon: 50S riboszóma rrns-ei 2. Autokatalitikus splicing ribozim RNS vágás elvágott RNS-ek

Kis magi RNS-ek (snrns-ek) U7 15. (1) Spliceoszómális snrns 9 RNS (106-186 nt)- 5: nagy spliceoszómában (U1, U2, U4, U5, U6): GU-AG intronok (U1: 16 gén, U6: 46 gén - 4: kis spliceoszómában (U4atac, U6atac, U11, U12) : AU-AC intronok (2) Nem-spliceoszómális snrns Egy-kópiás RNS-ek Különböző funkciók, 3 példa: U7: hisztonok 3 -végének processzálása 7SK: ptefb RNS pol-i elongációs faktor negatív szabályozása Y RNS család (3 tag): DNS replikáció és sejtosztódás szabályozása (3) Kis magvacska RNS (snorns) Fő funkció: rrns-ek kémiai módosítása (4) Kis Cajal test RNS (scarna) Funkció: spliceoszómális snrns-ek kémiai módosítása

Antiszensz RNS-ek 16. antiszensz RNS-ek cisz transz DNS (kétszálú) gén

Antiszensz RNS-ek 17. Természetes antiszensz transzkriptumok (natural antisense transcrips; NATs): Transz-antiszensz RNS-ek - mikro RNS-ek (mirns-ek) szabályozása alatt áll a gének jelentős része: 1 mirns több gén; 1 gén több mirns - endogén sirns-ek - piwi RNS-ek Cisz-antiszensz RNS-ek hézagos homológia 100%-os homológia - átfedő antiszensz RNS-ek A gének egy jelentős része átfedő antiszensz RNS-ek szabályozása alatt áll - mikro RNS-ek Cisz pozíció: Transz pozíció: közel (átfedően) található a génhez távol található a géntől

Mikro RNS-ek 18.

Mikro RNS-ek (transz-antiszensz RNS-ek) 19. Victor Ambros Gary Ruvkun transzkripció Drosha sejtmag pre-mirns 1 2 exportin-5 3 4 pri-mirns DICER blokkolt mrns 5 érett mirns RISC 2000-ben fedezték fel az első mirns-t: Lin-4 gén

Az mirns-ek hatásmechanizmusa 20. pre-mirns mirns degradáció transzlációs blokk Az mirns-ek funkciója: - Ontogenezis (időzítés), sejthalál, sejtszaporodás, onkogenezis

Endogén sirns-ek 21. SEJTMAG RNS duplikáció retrotranszpozíció duplikáció és inverzió mrns antiszensz transzkriptum CITOPLAZMA Dicer hajtű sirns RISC si: small interfering; kis interferáló mrns vágás

pirns-ek 22. (A) DETEKCIÓ primer pirnas szensz transzpozon antiszensz transzpozon pirna klaszter (B) AMPLIFIKÁCIÓ piwi protein transzpozon transzkriptum elvágott transzpozon transzkriptum pirna klaszter transzkriptum DNS METILÁCIÓ HISZTON MÓDOSÍTÁS (METILÁCIÓ) (C) REPRESSZIÓ pirns: piwi fehérjével kölcsönhatásban álló RNS

Átfedő RNS-ek - hosszú cisz-antiszensz átfedő RNS-ek 23. DNS mrns 5 3 3 5 5 3 Kódoló szál Nem-kódoló szál (antiszensz) Átfedő RNS-ek 3 5 3 3 5 5 3 3 5 3 5 5

Konzervatív RNS-ek HAR - A nem-kódoló RNS-ek tettek bennünket emberré? Human Accelerated Regions (Emberi Felgyorsult Régiók) 24. - 49 HAR a gerinceseknél evolúciósan konzerváltak, de nagyon gyorsan változnak az embernél, 12 az agyban fejeződik ki Az agykéreg fejlődésében játszik szerepet (7-17. hétben fejeződik ki) HAR1 118 bp szakaszon: 2 bp-nyi különbség a csirke és a csimpánz között, de 18 bp-nyi különbség a csimpánz és az ember között accelerated = felgyorsult