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

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

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

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

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

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

3. Sejtalkotó molekulák III.

Transzláció. Leolvasás - fehérjeszintézis

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

15. Fehérjeszintézis: transzláció. Fehérje lebontás (proteolízis)

CIÓ A GENETIKAI INFORMÁCI A DNS REPLIKÁCI

13. RNS szintézis és splicing

FEHÉRJESZINTÉZIS: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa. Bay Péter

FEHÉRJESZINTÉZIS: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa. Gergely Pál 2009

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

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

1b. Fehérje transzport

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

BIOLÓGIA ALAPJAI. Anyagcsere folyamatok 2. (Felépítő folyamatok)

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

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

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

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

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

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

A replikáció mechanizmusa

Fehérjebiotechnológia Emri, Tamás Csősz, Éva Tőzsér, József Szerkesztette Tőzsér, József, Debreceni Egyetem

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

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

Kémiai reakció aktivációs energiájának változása enzim jelenlétében

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

A fehérjék hierarchikus szerkezete

CzB Élettan: a sejt

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

RNS SZINTÉZIS ÉS ÉRÉS

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

I. A sejttől a génekig

2011. október 11. Szabad János

I. Az örökítő anyag felfedezése

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

Glükoproteinek (GP) ELŐADÁSVÁZLAT ORVOSTANHALLGATÓK RÉSZÉRE

Bioinformatika előad

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

Sejtmag, magvacska magmembrán

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

A génkifejeződés szabályozása

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

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

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

Az aminosav anyagcsere orvosi vonatkozásai Csősz Éva

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

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Vezikuláris transzport

Poligénes v. kantitatív öröklődés

Natív antigének felismerése. B sejt receptorok, immunglobulinok

A BIOTECHNOLÓGIA TERMÉSZETTUDOMÁNYI ALAPJAI

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

Nukleinsavak, transzkripció, transzláció

Molekuláris biológiai alapok

Biomolekulák kémiai manipulációja

Vírusok I: általános

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

POSZTTRANSZLÁCIÓS MÓDOSÍTÁSOK: GLIKOZILÁLÁSOK

sejt működés jovo.notebook March 13, 2018

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

ZSÍRSAVAK OXIDÁCIÓJA. FRANZ KNOOP német biokémikus írta le először a mechanizmusát. R C ~S KoA. a, R-COOH + ATP + KoA R C ~S KoA + AMP + PP i

SEJTBIOLÓGIA biomérnök hallgatók számára

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

Az endomembránrendszer részei.

A fehérjék hierarchikus szerkezete

Molekuláris biológus M.Sc. Prokarióták élettana

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

BIOLÓGIA HÁZIVERSENY 1. FORDULÓ BIOKÉMIA, GENETIKA BIOKÉMIA, GENETIKA

MOLEKULÁRIS GENETIKA A DNS SZEREPÉNEK TISZTÁZÁSA

A sejtműködés szabályozási lehetőségei

Kutatási programunk fő célkitűzése, az 2 -plazmin inhibitornak ( 2. PI) és az aktivált. XIII-as faktor (FXIIIa) közötti interakció felderítése az 2

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Génexpresszió prokariótákban 1

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

Fehérjebiotechnológia

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

Darvas Zsuzsa László Valéria. Sejtbiológia. Negyedik, átdolgozott kiadás

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

Élettan. Élettan: alapvető működési folyamatok elemzése, alapvetően kísérletes tudomány

INFORMATIKA EMELT SZINT%

Gáspári Zoltán. Élő molekulák az élet molekulái

Riboszóma. Golgi. Molekuláris sejtbiológia

A felgyorsult fehérje körforgás szerepe a transzlációs hibákkal szembeni alkalmazkodási folyamatokban

Vizsgakövetelmények Ismerje fel rajzolt ábrán az endoplazmatikus hálózatot, riboszómát. Ismerje e sejtalkotók szerepét a sejt életében.

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

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

A glükóz reszintézise.

A DNS szerkezete. Genom kromoszóma gén DNS genotípus - allél. Pontos méretek Watson genomja. J. D. Watson F. H. C. Crick. 2 nm C G.

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

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

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


1. Az élő szervezetek felépítése és az életfolyamatok 17

Átírás:

TRANSZLÁCIÓ és fehérje transzport Hogyan lesz a DNS-ben kódolt információból fehérje? A DNS felszínén az aminosavak sorba állnak? mrns, trns, riboszómák felfedezése A GENETIKAI KÓD 20 AS és csak 4 bázis, a kódolás hogy lehetséges? Elméleti megfontolások 2 bázis sem elég (4x4 = 42 = 16) hárombetűs (43 = 64 triplet, kodon) Degenerált Genetikai kísérletek (T4 rii rendszer) Francis Crick és Sydney Brenner, Hárombetűs, vesszőmentes, nem átfedő A genetikai kód megfejtése az 1960-as évek elején. start kodon AUG, (GUG és más) stop kodonok, UGA, UAG, UAA kodon és antikodon leolvasási keret, ORF a fordítógép a RIBOSZÓMA 7-1

Az UNIVERZÁLIS kódszótár START AUG Met STOP UAA, UGA, UAG Met (AUG) és Trp (UGG) esetén egyetlen kodon DE a legtöbb aminosavra 2-6 kodon Leu (L), Arg (R), Ser (S) 6 kodon összefügg az előfordulás gyakoriságával (kodonhasználat és G+C tartalom) Az első két bázis általában elég az aminosav meghatározásához xyu, xyc, xya, xyg 8 aminosavnál (Leu, Val, Ser, Pro, Thr, Ala, Arg, Gly) vagy xyr (purin: A vagy G) Leu, Gln, Lys, Arg vagy xyy (pirimidin: C vagy U) Phe, Tyr, His, Asn, Cys, Ser lásd trns antikodon, lőtyögő pozíció 7-2

Mégsem univerzális? Növényekben a kloroplaszt és a mitokondrium kodonok is egyeznek az univerzálissal. Más eukariótákban az mtdns egyes kodonjai más jelentéssel bírnak (lásd a humán példát). Egyes egysejtűekben a nukleáris kodonok sem teljesen univerzálisak. 7-3

A START kodon nem csak AUG, de mindig Met épül be az első helyre! http://www.ncbi.nlm.nih.gov/taxonomy/utils/wprintgc.cgi?mode=c 7-4

A trns A keresett adapter molekula a mrns és az aminosavak között. több trns - egy transzkript pre-trns rrns vagy mrns átírással együtt is 1965 az első szekvencia élesztő alanil-trns trnaala jellegzetes másodlagos (lóhere) és harmadlagos szerkezet (L-alak), kb. 50% bázispárosodott 73-93 bázis TψCG hurok (psi) D loop antikodon hurok 5 (P) és 3 OH végek a 3 CCA-OH köti az aktivált aminosavat utólag módosított bázisok: D dihidro-uridin I inozin - a lötyögést segíti! ψ pszeudouridin I6A izopentenil adenozin (hidrofobicitást erősít, antikodon 3 végén) 7-5

aminoacyl-trns-szintetáz + AS + ATP aminoacyl-trns-szintetáz AS-AMP komplex + PPi ( P + P) aminoacyl-trns-szintetáz- AS-AMP (aktivált enzim) + trnsx aminoacyl-trns-szintetáz +AMP + aminoacyl-trnsx ( töltött trns, aktivált aminosav) specifikus enzimek minden aminosavra, antikodon triplet és más szekvencia részletek is fontosak a felismerésben trns 3 CCA-OH aminosav I. osztály főleg a bázikus aminosavakra (2 -OH aciláció) II. osztály kisebb aminosavakra (3 -OH aciláció) a legtöbb enzimen acilációs hely és hidrolitikus hely is található (hibajavító funkció is, ha véletlenül egy hasonló aminosav épült be) 7-6

Kodon-antikodon, a lötyögő kapcsolat előnyei Nem 61 különböző trns van, általában kevesebb. Egy töltött trns több kodonhoz is képes illeszkedni. Módosított bázisok szerepe: az antikodon 5 végről az 1. bázis a kodon 5 végről a 3. bázisoz illeszkedik. Ez a kapcsolat nem egészen specifikus: pl. 1. inozin (Gre hasonlít) DE párosodhat C mellett A és U bázisokkal is. (Lásd a táblázatot fent és a rajzot balra.) 7-7

A RIBOSZÓMA 7-8

A 30S kis alegység 16S rrns, 1500 bázis A prokarióta 16S RNS 3 vége komplementer a fehérje kódoló nyitott leolvasási keretek (ORF-ek) előtt található riboszóma kötő hellyel (RBS) Shine-Dalgarno (SD) vagy ribosome binding site (RBS) szekvencia 7-9

Shine-Dalgarno (SD) vagy ribosome binding site (RBS) prokariótáknál komplementer a 16S RNS 3 végével kb. 10 bázissal az iniciációs kodon (START kodon) előtt található, sokszor csak 3-4 bázis komplementer minden kódoló rész előtt megtalálható egy policisztronos mrns szekvencián 5 RBS ORF-1 RBS ORF-2 RBS ORF-3 3 egy policisztronos mrns 7-10

A nyitott leolvasási keret (ORF) 7-11

A nyitott leolvasási keret (ORF) ORF nyitott leolvasási keret, (open reading frame) 6 lehetőség (csak 5 3 irányban) első ATG STOP között (egy valószínű ORF) STOP-STOP a maximális ORF RBS-szerű szekvencia azonosítása segíthet a START kodon tippelésében Lehetséges nyitott leolvasási keretek egy DNS-szakaszon, mindkét szálon bejelölve 1,2,3: a felső szál három keretében megtalálható ORF-ek 4,5,6: Fordított irányban, az alsó szálon található ORF-ek. A leghosszabb a legvalószínűbb valódi kódoló ORF, azaz egy lehetséges gén helyzetét jelzi. 7-12

Az 50S nagy alegység 23S rrns, 2900 bázis hosszú 5S rrns 7-13

A 23S rrna 2900 bázis 7-14

A aminoacil trns kötőhely P peptidil trns kötőhely E exit hely 23S rrns 5S rrns új polipeptid lánc Az iniciációs faktor IF3 a kis alegységhez, az IF6 a nagy alegységhez kötődve megakadályozza az alegységek összekapcsolódását, amelyet egy bonyolultabb iniciációs lépés előzi meg. 7-15

EUKARIÓTA TRANSZLÁCIÓ INICIÁCIÓ PROKARIÓTA policisztronos mrns-ek! (RBS szerepe) fmet-trns formilálás (tetrahidrofolát) utólag, DE trnsf más! láncközi szintézishez trnsm IF1, IF2, IF3 GTP, mrns, fmet-trnsf az első trns a PEPTIDIL kötőhelyre kerül! + 50S GDP + Pi + IFx EUKARIÓTA Kozak szekvencia: ACCAUGG faktorok elnevezése: eifx kezdő: Met-tRNSi más eukariótáknál is! szabályozás: eif2-ser-(p) GDP/GTP csere nincs, szintézis nem indul mrns CAP: cap kötő komplex eif4 eif4a helikáz is (ATP felhasználás) 7-16

eif3, eif1 eif2 - trnsmet eif4 komplex mrns Kis alegység-mrns-trnsmet komplex Aktivált 60S alegység -eif5(gtp), eif6 iniciációs faktorok átmeneti kötődése és GTP és ATP felhasználása után a teljes komplex összeállt kész az ELONGÁCIÓra 7-17

YouTube filmek https://www.youtube.com/watch?v=1pswhtgfmxs 7-18

ELONGÁCIÓ elongációs faktorok (EF) segítik a ciklusok lebonyolítását, belépés, peptidkötés kialakítása, transzlokáció EF1-GTP/tRNS komplex (A) helyre kötődés (antikodon/kodon kapcsolat ellenőrzése) ha rendben, akkor GTP bontás aa-trns + EF1-GDP + Pi új trns kötése EF1-GTP + aa-trna trns megdőlés, feltétele a kapcsolásnak PEPTIDKÖTÉS a 28s rrns a peptidil transzferáz!! 7-19

PEPTIDKÖTÉS és LÉPÉS A P pozícióban lévő aminosav (később peptidlánc) áthelyeződik (észterkötés elbomlása) az A helyen lévő aa-trns molekulára kialakul a peptidkötés COO NH2 peptidkötés után transzlokáció - EF2-GTP GTP bontás EF2-GDP + Pi - a riboszóma elmozdul, lép a mrns-en - a deacilált ( üres ) trns az E helyre kerül és távozik - a peptidil trns a P helyre kerül (marad a kodonon) - EF2-GDP leválás 7-20

TERMINÁCIÓ a mrns-en STOP kodon kerül az A helyhez release faktorok: erf1, erf3-gtp erf1 alakja hasonló a trns-hez, STOP kodonhoz kötődik, ha nincs trns, ami kötődne (kivétel mutáció esetén a szupresszor trns!) peptidil transzferáz működik, hidrolizál - a kész fehérje leválik az utolsó trns molekuláról GTP bontás RF3-GDP + Pi 60S (50S), 40S (30S) alegységek szétválnak trns, mrns disszociál GTP-kötő fehérjék irányítják az egyes lépéseket (IF2-GTP, EF1-GTP, EF2-GTP, RF2-GTP) GTP-kötött aktív és GDP-kötött inaktív formák, kapcsolók GTP-kötő szupercsalád tagjai számos helyen játsszák a kapcsoló szerepét (már volt szó róluk a sejtmagi transzport folyamtoknál) 7-21

Fehérje transzport 7-22

Fehérje transzport mechanizmusok az eukariota sejtben: 1) transzmembrán transzport kitekert formában, egyedi fehérjék transzportja célzottan a citoszólból endoplazmatikus retikulum, mitokondrium, kloroplaszt, peroxiszóma. 2) póruson keresztüli transzport (gated transport) nukleusz, nukleáris pórus, aktív térszerkezet megmarad, komplexek ellenőrzött transzportja 3) vezikuláris transzport egyik kompartmentből a másikba, membránba zárva, lefűződés és fúzió a másik kompartmenttel: ER Golgi, lizoszómák, sejtfelszín extracelluláris tér. transzfert irányító szignálok a fehérjéken különböző aminosav szekvenciák, melyeket a transzport apparátus fehérjéi felismernek pl.: NLS nukleáris likalizációs szignál 7-23