Übung 9

1. Nennen Sie die verschiedenen RNA-Typen, die bei der Translation wichtig sind. Erklären Sie die Funktion der verschiedenen RNA-Typen. Skizzieren Sie die Struktur der verschiedenen RNA-Typen und bezeichnen Sie funktionell wichtigen Regionen.

mRNA S/D

Start

Stop

AUG UUU GGG . . . . . . . . . ∕ ∕ . . . . . . . . . UGA

5‘ 5‘ UTR

orf

UTR: untranslated region orf: open reading frame S/D: Shine-Dalgarno Sequenz

3‘ 3‘ UTR

Übung 9

1. Nennen Sie die verschiedenen RNA-Typen, die bei der Translation wichtig sind. Erklären Sie die Funktion der verschiedenen RNA-Typen. Skizzieren Sie die Struktur der verschiedenen RNA-Typen und bezeichnen Sie funktionell wichtigen Regionen.

tRNA

Kleeblattstruktur

Übung 9

1. Nennen Sie die verschiedenen RNA-Typen, die bei der Translation wichtig sind. Erklären Sie die Funktion der verschiedenen RNA-Typen. Skizzieren Sie die Struktur der verschiedenen RNA-Typen und bezeichnen Sie funktionell wichtigen Regionen. rRNA

Übung 9

2. Nennen Sie die verschiedenen Proteine, die bei der Translation wichtig sind. Erklären Sie die Funktion dieser Proteine. Initiations Faktoren: IF1, IF2, IF3 IF1: verhindert Anlagerung von tRNAs an den Bereich der A-Stelle IF2: GTPase, interagiert mit 30S UE, IF1 und fMet-tRNAf IF3: verhindert Anlagerung der 50S UE Elongations Faktoren: EF-Tu, EF-G, EF-Ts EF-Tu: eskortiert Aminoacyl tRNA an die A-Stelle (GTP abhängig) EF-Ts: Austausch GDP zu GTP in EF-Tu EF-G: ‚schiebt‘ Ribosom weiter (GTP abhängig) Release Faktoren: RF1, RF2, RF3 RF1: erkennt UAA, UAG RF2: erkennt UAA, UGA

Erkennung des Stopcodons durch Tripeptid Hydrolyse der Peptidyl-tRNA Bindung

RF3: GTP bindendes Protein, Austausch von GDP durch GTP führt zur Ablösung von RF1/RF2

Übung 9

3. Erklären Sie warum weniger als 61 tRNAs ausreichen, um den gesamten genetischen Code zu entschlüsseln.

- bestimmte Aminoacyl-tRNAs erkennen Triplets mit unterschiedlichen Basen an der dritten Stelle Wobble (to wobble: schwabbeln, schwanken)

Übung 9

4. Erklären Sie die Begriffe: Peptidyltransferase, Aminoacyl-tRNASynthetase, prototroph, auxotroph. Peptidyltransferase: katalytische Aktivität des Ribosoms, Knüpfung der Peptidbindung Aminoacyl-tRNA-Synthetase: katalysieren die Beladung der tRNA mit Aminosäuren in einem 2 Schritt Mechanismus 1. Adenylierung (Carboxylgruppe der AS reagiert mit ATP, energiereiche Esterbindung) 2. tRNA Beladung: Transfer der AS auf 3‘ Ende der tRNA prototroph / autotroph: ist ein Begriff aus der Mikrobiologie und bezeichnet Bakterien-Stämme, die alle benötigten organischen Wachstumsfaktoren (Suppline) selbst synthetisieren können. Das Gegenteil von Prototrophie wird als Auxotrophie bezeichnet (Wikipedia)

Übung 9

5. Welchen Sinn hat die Formylierung von Methionin an der Initiator-tRNA? •Schützt die Aminogruppe und gibt die Syntheserichtung der Peptidkette vor •Stellt Wechselwirkung mit IF2 her und bindet direkt an die P-Stelle des Ribosoms

Übung 9

6. Sie haben aus dem Bakterium Bacillus thuringiensis ein Protein (B.t.-Toxin) gereinigt, das nach Verfütterung an Insektenlarven deren Darmwand beschädigt und somit die Insektenlarven abtötet. Sie möchten das entsprechende Gen aus Bacillus thuringiensis isolieren, damit dieses dann ins Genom der Maispflanze eingebracht werden kann zur Herstellung einer Maissorte, die resistent ist gegen Maiszünslerraupen. Nach Fragmentierung des Proteins liefert Ihnen ein Biochemiker die Aminosäuresequenz, die er im Falle von zwei verschiedenen Proteinteilfragmenten (Peptiden) ermitteln konnte: Raupe des Maiszünslers Ostrinia nubilalis, schwächt durch seine Fraßgänge die Standfestigkeit der Maispflanze

2009 erfolgt in den USA der Anbau von Gv-Maist auf einer Fläche von 29,9 Millionen Hektar, was einem Anteil von rund 85% entspricht. Dabei entfallen 17% auf insektenresistente, 22% auf herbizidresistente Sorten und 46% auf eine Kombination aus beidem.

Peptid A: NH2-Ser-Leu-Arg-Arg-Ser-Leu-COOH Peptid B: NH2-Trp-Met-Glu-Asp-His-Trp-COOH Ihre Aufgabe besteht nun darin beim Chemiker eine Sonde (markiertes DNAOligonukleotid) zu bestellen, mit der Sie das gewünschte Gen aus einer Bacillus thuringensis Genbibliothek durch Koloniehybridisierung isolieren können. Von welchem Peptid, A oder B, kann die zuverlässigere Sonde abgeleitet werden? Geben Sie die Sequenz des DNA-Oligonukleotids an, das Sie bestellen. Im Prinzip könnten Sie auch einen Teil des Gens durch enzymatische Amplifikation (d.h. durch PCR) isolieren. Wie würden Sie in diesem Fall vorgehen?

Übung 9

Peptid A: NH2-Ser-Leu-Arg-Arg-Ser-Leu-COOH Peptid B: NH2-Trp-Met-Glu-Asp-His-Trp-COOH

Übung 9

7. Folgendes DNA-Segment ist gegeben: 5’-GCTTCCCAA-3’ 3’-CGAAGGGTT-5’ Der obere Strang ist der template Strang, der bei der Transkription von der RNA-Polymerase benutzt wird. Zeichnen Sie die transkribierte RNA mit 5’ / 3’ Markierung. Zeichnen Sie die zugehörige Aminosäurekette mit Amino- und Carboxylterminus.

5’- UUG GGA AGC -3’ NH3- Leu Gly Ser -COOH

Übung 9

8. Sie haben eine mRNA synthetisiert mit einer zufälligen Anordnung der Basen U und C im Verhältnis 1 : 5. Geben Sie an, welche Aminosäuren mit welcher Wahrscheinlichkeit bei einer in vitro Translation dieser mRNA in ein Polypeptid eingebaut werden.