Anne Helene Barsnes

Transkript

1 TBT4170 Terms Begreper og biologiske prosesser i Bioteknologi Anne Helene Barsnes

2 Innholdsfortegnelse 1. Tree of life/cell biology/basic chemistry of life... 4 Livets tre Enzymes Membran transport Membran Membran transport: Transcription Initiering og binding Elongering Terminering Translation (Proteinsyntese) Steg 1: Aktivering av aminosyrer Steg 2: Initiation (Innføring) Steg 3: Elongation Steg 4: Terminering og Ribosom resirkulering Steg 5: Folding og etter-terminering prosessering DNA Replication: DNA mutation, repair and recombination: DNA lesion (skade) Mismatch repair Strand invasion Oppsummering av de syv prosessene som påvirker konsentrasjonen av et protein Metabolisme Catabolisme Anabolisme Glycolysis citric acid cycle Regulation negative regulation Positive regulation Recombinant DNA technology DNA cloning Miscallenous

3 3

4 1. Tree of life/cell biology/basic chemistry of life Livets tre Figuren viser det antatte slektskapet mellom kjente livsformer. Utformingen er basert på viten om det molekylære slektskapet organismne imellom. I tillegg antas det at alt liv bygger på enklere former for liv og det vil derfor finnes en universell stamfar. Det antas at det fantes en felles ursuppe i perioden hvor uorganisk materiale gikk over til organiske forbindelser. Denne overgangen ga spontant opphav til liv og det antas at det hele startet med organiske molekyler som kunne replikere seg selv. Figuren viser kun cellulære organismer og virus er derfor ikke tatt med. Biotechnology definition Prokaryotes Any technologiacal application that uses biological systems, living organisms, or derivatives therof, to make modify products or processes for specific use Bacteria and archaebacteria Lack a cell nucleus and membrane-bound organelles single-cell small lite DNA Kun m-rna Sirkulært DNA Koblet transkripsjon og translasjon Potensial for mye store vekst Ofte encellede Binær fisjon 1 RNA polymerase Ingen postranslatoriske modifikasjoner 4

5 Eukaryotes gram-positive Organism whose cells contain complex structures enclosed within membranes DNA i kjernen Organeller Introns Stort DNA store 3 RNA-polymerase m-rna, t-rna r-rna Lineært DNA Diploid, to kopier av hvert kromoson Histoner bundet til DNA mer omfattende pakking av DNA Multicellulære og undergår omfattende differensiering Alternativ spleising Post-translatoriske modifikasjoner Transkribsjon i kjernen Proteinsyntesen i cytoplasma Kun en ytter membrane peptidoglycan gram-negative To ytter membrane peptidoglycan og ytter membrane Archae exponential growth Gruppe av mikroorganismer med kun en celle Ingen cellekjerne eller andre membran organeller Prokaryote Mange celler vil gro eksponentialt inntil en grense er oppnådd. Gjelder også virus 5

6 virus A small infectious agent that can replicate only inside living cells Virus enter the cells they infect and release their genetic material. The viral genes direct the synthesis of the components required for the assembly of new virus parricides which escape from the cell Sammenlignbare med et stort protein Har enten DNA eller RNA arvematerial DNA-virus: transkriberes DNA til mrna som instruerer cellens ribosomer til å produsere nye virus RNA-virus: Enten umiddelbart lesbart av verstcellens ribosomer eller avhengig av å kopieres før translasjon til proteiner kan skje Retrovirus: De sprøyter inn RNA som transkriberes tilbake til DNA av et enzym. Etter replikasjon spleises virusets DNA inn i vertens arvemateriale av et integrase-enzym slik at det kan replikeres som om det var vetens eget. double and singlestranded DNA/RNA in viruses bacteriophage universal Arvematerialet til et virus kan bestå av både en trå og to tråer Én trå: ssrna- eller ssdna-virus To tråer: dsrna- eller dsdna-virus Virus som infiserer bakterier. En organisme alle levende organismer stammer fra 6

7 ancestor organelles nucleoid supercoiling Is a specialized subunit within a cell that has a specific function, and is usually separately enclosed within its own lipid bilayer. Only in eukaryote cells. Mitochondria Chloroplast Nucleus Golgi An irregularly-shaped region within the cell of prokaryotes which has nuclear material without a nuclear membrane and where the genetic material is localized. Storage of the genome within a nucleoid can be contrasted against that within eukaryotes, where the genome is packed into chromatin and sequestered within a membrane-enclosed organelle called the nucleus. Vridning av et helikalt molekyl på seg selv. nucleosomes histones The basic unit of DNA packaging in eukaryotes, consisting of a segment of DNA wound around a histone protein core. form the fundamental repeating units of eukaryotic chromatin, which is used to pack the large eukaryotic genomes into the nucleus while still ensuring appropriate access to it. Folded through a series of successively higher order structures to eventually form a chromosome compacts DNA and creates an added layer of regulatory control which ensures correct gene expression. Highly alkaline proteins found in eukaryotic cell nuclei that package and order the DNA into structural units called nucleosomes. The chief protein components of chromatin, acting as spools around which DNA winds Play a role in gene regulation. Without the unwound DNA in chromosomes would be very long 7

8 mitochondria chloroplasts organelle DNA nucleus packaging cell wall A membrane-enclosed organelle found in most eukaryotic cells. Generate most of the cell's supply of adenosine triphosphate (ATP), used as a source of chemical energy. Involved in a range of other processes, such as signaling, cellular differentiation, cell death, as well as the control of the cell cycle and cell growth. The number of mitochondria in a cell varies widely by organism and tissue type Organelles found in plant cells and other eukaryotic organisms that conduct photosynthesis. Capture light energy to conserve free energy in the form of ATP and reduce NADP to NADPH through a complex set of processes called photosynthesis DNA contained in organelles. A membrane-enclosed organelle found in eukaryotic cells. Contains most of the cell's genetic material, organized as multiple long linear DNA molecules in complex with a large variety of proteins, such as histones, to form chromosomes. The genes within these chromosomes are the cell's nuclear genome The function of the nucleus is to maintain the integrity of these genes and to control the activities of the cell by regulating gene expression the nucleus is, therefore, the control center of the cell. The movement of larger molecules such as proteins is carefully controlled, and requires active transport regulated by carrier proteins. The interior of the nucleus does not contain any membrane-bound subcompartments, its contents are not uniform, and a number of subnuclear bodies exist, made up of unique proteins, RNA molecules, and particular parts of the chromosomes. The bestknown of these is the nucleolus, which is mainly involved in the assembly of ribosomes. After being produced in the nucleolus, ribosomes are exported to the cytoplasm where they translate mrna. Manfiactures all the RNA of the cell (apart from that in mitochondria and chloroplast) Alle celler pakker arvmaterialet og proteiner Usually flexible but sometimes fairly rigid layer that surrounds some types of cells. It is located outside the cell membrane and provides these cells with structural support and protection Acts as a filtering mechanism. A major function of the cell wall is to act as a pressure vessel, preventing overexpansion when water enters the cell. Found in plants, bacteria, fungi, algae, and some archaea prokaryote Animals and protozoa do not have cell walls. In plants, the strongest component of the complex cell wall is a carbohydrate called cellulose, which is a polymer of glucose. In bacteria, peptidoglycan forms the cell wall. 8

9 nuclear membrane Archaean cell walls have various compositions, and may be formed of glycoprotein S- layers, pseudopeptidoglycan, or polysaccharides. The wall gives cells rigidity and strength, offering protection against mechanical stress. In multicellular organisms, it permits the organism to build and hold its shape (morphogenesis). Limits the entry of large molecules that may be toxic to the cell. Permits the creation of a stable osmotic environment by preventing osmotic lysis and helping to retain water. The composition, properties, and form of the cell wall may change during the cell cycle and depend on growth conditions. The nuclear envelope (NE) (also known as the perinuclear envelope, nuclear membrane, nucleolemma or karyotheca) is a double lipid bilayer that encloses the genetic material in eukaryotic cells. Serves as the physical barrier, separating the contents of the nucleus (DNA in particular) from the cytosol (cytoplasm). Many nuclear pores are inserted in the nuclear envelope, which facilitate and regulate the exchange of materials (proteins such as transcription factors, and RNA) between the nucleus and the cytoplasm. The existence of a separate nuclear compartment means that there is intensive traffic across the membrane between the nuclear and cytoplasmic compartments two way traffic of proteins and protein-rna complexes. Why a membrane? Not separate in prokaryotes Eukaryotes separate the act of transcripton of DNA in both time and space from translation of the mrna in cytoplasm. provides opportunities for the mrna to be modified before the translation splicing mechanism inner membrane cytoplasmic membrane plasma membrane outer membrane Samme som plasma membran? Den utvendige membranen rundt cytoplasma i en celle. 9

10 lipid bilayer To lipid monolag (leaflets) danner et todimensjonalt lag. Dannelsen er favorisert om tverrsnittsarealet av hodegruppen og acyls-sidegruppene er like. Siden de hydrofobiske regionene på endene er i kontakt med vann, bilayer er ganske ustabile og folder seg tilbake spontant til en hul sfære, vescile. Ca 3 nm (30Å) tykk peptidoglycan cytosol cytoplasm flagellum chromatin chromosome En hovedkomponent i bakterielle cellevegger. Kontinuerlig vandigfase med dens oppløste stoffer. Ekskluderer organeller. Alt i cellen utenfor kjernen med innenfor plasma membranen. Inkluderer organeller A tail-like projection that protrudes from the cell body of certain prokaryotic and eukaryotic cells There are some notable differences between prokaryotic and eukaryotic flagella, such as protein composition, structure, and mechanism of propulsion. Bacterial flagella are helical filaments that rotate like screws. They provide two of several kinds of bacterial motility. Archaeal flagella are superficially similar to bacterial flagella, but are different in many details and considered nonhomologous. Eukaryotic flagella - those of animal, plant, and protist cells - are complex cellular projections that lash back and forth. A Gram-negative bacterial flagellum. A flagellum (plural: flagella) is a long, slender projection from the cell butt body, whose function is to propel a unicellular or small multicellular organism. The depicted type of flagellum is found in bacteria such as E. coli and Salmonella, and rotates like a propeller when the bacterium swims The combination of DNA and other proteins that make up the contents of the nucleus (protein complex). Primary protein component of chromatin is histones which act to compactly package the DNA. Only found in eukaryotic cells. Package DNA into a smaller volume to fit in the cell Strengthen the DNA to allow mitosis and meiosis Prevent DNA damage Control gene expression and DNA replication Structure depends on a combination of several factors; the overall structure depends on the stage of the cell cycle. An organized structure of DNA and protein that is found in cells. 10

11 Single piece of coiled DNA containing many genes, regulatory elements and other nucleotide sequences. Contain DNA-bound proteins, which serve to package the DNA and control its functions. genome tissue macromolecules nucleic acids mrna All genetisk informasjon kodet i en celle eller virus A cellular organizational level intermediate between cells and a complete organism. An ensemble of cells, not necessarily identical, but from the same origin, that together carry out a specific function Very large molecule commonly created by some form of polymerization. In biochemistry, the term is applied to the four conventional biopolymers (nucleic acids, proteins, carbohydrates, and lipids), as well as non-polymeric molecules with large molecular mass such as macrocycles. The constituent molecules from which macromolecules are assembled are called monomers (mono=single, meros=part). Biological molecules essential for life, and include DNA (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid). Together with proteins, nucleic acids make up the most important macromolecules Linear polymers of nucleotides. Each nucleotide consists of three components: a purine or pyrimidine nucleobase, a pentose sugar; and a phosphate group and are arranged in a specific order. Dannes ved transkripsjon Koder aminosyre sekvensen av et eller flere polypeptider spesifisert av et gen eller et sett av gener Molecule of RNA encoding a chemical blueprint for a protein product. Bærer på kodet informasjon til ribosomet i protein syntesen. Genetisk informasjon er kodet i sekvenser av nukleotidet som er regulert i koder med tre baseparer hver. rrna Bestanddeler av ribosomer, den intrikate cellulare maskinen som syntetiserer proteiner Provides a mechanism for decoding mrna into amino acids and interacts with trna during translation Brings the necessary amino acids corresponding to the appropriate mrna codon Kan ha katelytisk funksjon 11

12 trna Leser informasjonen kodet i mrna og overfører den rette aminosyren til en voksende polypeptidkjede under protein syntese. Dannes ved transkripsjon Has a 3 terminal site for amino acid attachment Kan kun binde seg til en type aminosyre Inneholder en tre base region kalt anticodon som kan basepare med codon regionen i mrna Svarte dotter: nukleotidrester blå linjer: baseparing karakteristiske rester er markert i rosa På slutten av anticodearmen er den en anticode loop som alltid inneholder syr uparede nukleotider proteins right- and lefthanded helix beta-sheet 3D structure protein folding and denaturation Consisting of one or more polypeptides typically folded into a globular form in a biologically functionally way. Sequence of amino acids is defined by the sequence of a gene, which is encoded in the genetic code Second form of regular secondary structure in proteins, a little less common than the alpha helix. consist of beta strands connected laterally by at least two or three backbone hydrogen bonds, forming a generally twisted, pleated sheet. A beta strand (also β strand) is a stretch of polypeptide chain typically 3 to 10 amino acids long with backbone in an almost fully extended conformation The physical process by which a polypeptide folds into a characteristic and functional threedimensional structure from random coil. Each protein exists as an unfolded polypeptide or random coil when translated from a sequence of mrna to a linear chain of amino acids. This polypeptide lacks any developed three-dimensional structure (the left hand side of the figure). Amino acids interact with each other to produce a well-defined three-dimensional structure, the folded protein (the right hand side of the figure), known as the native state. The resulting three-dimensional structure is determined by the amino acid sequence The correct three-dimensional structure is essential to function, although some parts of functional proteins may remain unfolded Failure to fold into native structure produces inactive proteins that are usually toxic. 12

13 primary secondary and teriary structure of proteins, Primary refers to the amino acid sequence of the polypeptide chain held together by covalent or peptide bonds, which are made during the process of protein biosynthesis or translation the two ends are referred to as the carboxyl terminus and the amino terminus determined by the gene corresponding to the protein Secondary: refers to highly regular local sub-structures alpha-helix and beta sheet defined by patterns of hydrogen bonds between the main chain peptide groups Tertiary: refers to the three dimensional structure of a single protein molecule alpha helix and beta sheet are folded into a compact globul structural protein, regulatory protein peptide polypeptide enzyme membrane protein Proteins with primary purpose of producing the essential structural components of the cell Et regulerende protein Short polymers of amino acids linked by peptide bonds. Amino and carboxyl end A single linear chain of amino acids bonded together by peptide bonds. Protein molecules consist of one or more polypeptides put together typically in a biologically functionally way Proteins that catalyze a chemical reaction The molecules at the beginning, called substrates, are converted into different molecules, called products Selective for their substrates Set of enzymes made in a cell determines which metabolic way occur in that cell Inhibitors are molecules that decrease enzyme activity; activators are molecules that increase activity. Activity is also affected by temperature, chemical environment (e.g., ph), and the concentration of substrate A protein that is attached to, or associated with the membrane of cell of or an organelle Can be divided into several categories 13

14 membranespanning part of membrane protein enzyme nomenclature X-ray crystallography NMR Lipids Polysaccharides Aldose Ketose Proteiner som går gjennom membranen og kan dermed frakte molekyler gjennom membranen. Each enzyme is described by a sequence of four numbers preceded by "EC". The first number broadly classifies the enzyme based on its mechanism. The top-level classification is EC 1 Oxidoreductases: catalyze oxidation/reduction reactions EC 2 Transferases: transfer a functional group (e.g. a methyl or phosphate group) EC 3 Hydrolases: catalyze the hydrolysis of various bonds EC 4 Lyases: cleave various bonds by means other than hydrolysis and oxidation EC 5 Isomerases: catalyze isomerization changes within a single molecule EC 6 Ligases: join two molecules with covalent bonds. A method of determining the arrangement of atoms within a crystal, in which a beam of X- rays strikes a crystal and diffracts into many specific directions. From the angles and intensities of these diffracted beams, a crystallographer can produce a three-dimensional picture of the density of electrons within the crystal. From this electron density, the mean positions of the atoms in the crystal can be determined, as well as their chemical bonds, their disorder and various other information. Teknikk for å studere strukturen og dynamikken av molekyler. Broad group of naturally occurring molecules which includes fats, waxes, fat soluble vitamins, glycerides. Main function include energy storage, as structural components of cell membranes and as important signaling molecules defined as hydrophobic or amphiphilic small molecules; the amphiphilic nature of some lipids allows them to form structures such as vesicles, liposomes, or membranes in an aqueous environment. Hydrophobic Are polymeric carbohydrate structures, formed of repeating units joined together by glycosdic bonds. Structures are often linear, but may contain various degrees of branching General formula of Cn 1( H2O) n A monosaccharide containing of one aldehyde group per molecule General formula of Cn( H2O ) n Have at least one asymmetric carbon centre A monosaccharide containg one ketone per molecule Can transform into aldose and vice versa Diastereomers that differ in configuration of only one stereogenic center. Epimer sugar ring and linear form triglyceride Ester derived from glycerol and three fatty acids lipopolysaccharides Known as lipoglycans, are large molecules consisting of a lipid and a polysaccharide joined by a covalent bond; they are found in the outer membrane of Gram-negative bacteria 14

15 lipoprotein Et lipidprotein som frakter lipider som er uløselige i vann i blodet Enzymes, transportes, structural proteins, antigens phospholipid Et lipid som inneholder en eller flere fosfatgrupper. Hodet på bilayer. polar head carbohydrates Organic compound with the formula Cm( H2O ) n Synonym of saccharide Serve as storage of energy amino acids Molecules containing an amine group, a carboxylic acid group and a side-chain that varies (L and D between different amino acids. forms) Many function in metabolism Serve as building blocks for proteins 20 are encoded by the universal genetic code 8 are essential for humans R-groups in amino acids, disulfide bridge Substituenter I aminosyrer A covalent bond usually derived by the coupling of two thiol groups pk and pi values in amino acids pi: isoelectric point, the ph at which a particular molecule or surface carries no net electric charge pk: 15

16 The ph at the midpoint of each curve, where 50% of the acid or base has been used up purins A heterocyclic aromatic organic compound consisting of a pyrimidine ring fused to a imidazole ring. Purines and pyrimidines make up the two groups of nitrogenous bases, including the two groups of nucleotide bases. Two of the four deoxyribonucle otides and two of the four ribonucleotides, the respective building blocks of DNA and RNA, are purines Significant compound in ATP, GTP, NADH and coenzyme A Purine (1) has not been found in nature, but can be produced by organic synthesis Synthesized as nucleosides pyrimidines A heterocyclic aromatic organic compound similar to benzene and pyridine. Finnes i nukleotider og nukleosyre. three nucleobases found in nucleic acids, cytosine (C), thymine (T), and uracil (U), are pyrimidine derivatives In DNA and RNA, these bases form hydrogen bonds with their complementary purines. Thus, the purines adenine (A) and guanine (G) pair up with the pyrimidines thymine (T) and cytosine (C), respectively. 16

17 Nucleosides In RNA, the complement of A is U instead of T and the pairs that form are adenine:uracil and guanine:cytosine Some minor bases can occur in nucleic acids Glycosylamines consisting of a nucleobase bound to a ribose or deoxyribose sugar Examples of nucleosides include cytidine, uridine, adenosine Can be phosphorylated by specific kinases in the cell on the sugar s primary alcohol group producing nucleotides, the molecular building-blocks of DNA and RNA nucleotides bases (in nucleic acids) ribose, deoxyribose, Molecules that, when joined together, make up the structural units of RNA and DNA Composed of a nucleobase and one of the three phosphate groups they play a central role in metabolism Serves as a source of chemical energy Participate in cellular signaling Can be synthesized in vitro and in vivo Nucleobase: Primary are cytosine, guanine, adenine (DNA and RNA), thymine (DNA) and uracil (RNA) Adenine and guanine belong to the purines Cytosine, thymine and uracil are pyrimidines Ribose: An aldopentose, that is a monosaccharide containing five carbon atoms that, in its open chain form, has an aldehyde functional group at one end Deoxyribose: is a monosaccharide with idealized formula H-(C=O)-(CH2)-(CHOH) 3 -H The DNA (deoxyribonucleic acid) molecule consists of a long chain of deoxyribose-containing units called nucleotides, linked via phosphate groups 5 - and 3 -end, amino- and carboxyterminal end peptide bond NTP Endene på aminosyre og DNA og RNA A covalent chemical bond formed between two molecules when the carboxyl group of one molecule reacts with the amino group of the other molecule, thereby releasing a molecule of water (H2O). This is a dehydration synthesis reaction (also known as a condensation reaction), and usually occurs between amino acids. The resulting C(O)NH bond is called a peptide bond, and the resulting molecule is an amide. The four-atom functional group -C(=O)NH- is called a peptide link. Polypeptides and proteins are chains of amino acids held together by peptide bonds, as is the backbone of PNA. A nucleoside with three phosphate containing ribose ATP 17

18 dntp phospho-diester linkage A nucleoside with three phosphate containing deoxyribose datp A group of strong covalent bonds between a phosphate group and two pentoses over two ester bonds make up the backbone of the strands of DNA major groove minor groove Contents in the double helix in DNA. The major groove is wider than the minor groove coiling supercoiling negative and positive supercoling transmission electron microscopy scanning electron microscopy Oppvikling av DNA DNA som vrir seg oppå seg selv pga at det under- eller overwound relativt til å danne B-formet DNA Retningen på hvilken vei DNA er snurret opp. A beam of electrons is transmitted through an ultra thin specimen, interacting with the specimen as it passes through. An image is formed from the interaction of the electrons transmitted through the specimen; the image is magnified and focused onto an imaging device, such as a fluorescent screen, on a layer of photographic film, or to be detected by a sensor such as a CCD camera. It enables the instrument's user to examine fine detail even as small as a single column of atoms Type of electron microscope that images a sample by scanning it with a high-energy beam of electrons in a raster scan pattern. The electrons interact with the atoms that make up the sample producing signals that contain information about the sample's surface topography, composition, and other properties such as electrical conductivity. 18

19 central dogma Kompromisserer de tre hovedprosessene i cellular bruk av genetisk informasjon Replication: the copying of parental DNA to form daughter DNA molecules with identical nucleotide sequences. Transcription: the process by which parts of the genetic message encoded in DNA are copied precisely into RNA Translation: the genetic message encoded in messenger RNA is translated on the ribosomes into a polypeptide with a particular sequence of amino acids Kan også finne sted reversibelt, særlig virus med kun RNA kan gjøre dette metabolism anabolism catabolism. Summen av alle kjemikaliske transformasjoner som finner sted i en celle eller organisme. Occurs through a series of enzyme-catalyzed reactions that constitute metabolic pathways. Each of the consecutive steps in a metabolic pathway brings about a specific, small chemical change, usually the removal, transfer, or addition of a particular atom or functional group. Regulated at several levels, within the cell and from the outside Availability of substrate, concentration of substrate Allosteric regulation by a metabolic intermediate or coenzyme that signals the cell s internal metabolic state In julticellular organisms: Growth factors and hormones that act from outside the cell Also called biosynthesis, small simple precursors are built up into larger and more complex molecules, including lipids, polysaccharides, proteins, and nucleic acids. Require an input of energy, generally in the form of the phosphoryl group transfer potential of ATP and the reducing power of NADH, NADPH and FADH 2 The degradative phase of metabolism in which organic nutrient molecules are converted into smaller, simpler end products. Release energy, some of which is conserved in the formation of ATP and reduced electron carriers (NADD, NADPH, FADH 2 ). The rest is lost as heat Meiose En type celledeling av vanlige celler til kjønnsceller som kun tar med halvparten av kromosomene 19

20 Mitose Binær fusjon Vanlig celledeling av celler i eukaryote celler (ink. Organeller) Celledeling i prokaryote celler 2. Enzymes Enzymer er proteiner som har i oppgave å katalysere kjemiske reaksjoner i cellene. Catalysis active site substrate substrate specificity conformation free energy transition state Vmax Vo Senker aktiveringsenergien til en reaksjon Where the enzyme-catalyzed reaction takes place The surface is lined with amino acid residues with substituent groups that bind the substrate and catalyze its chemical transformation The molecule that is bound in the active site and acted upon by the enzyme The enzyme has given an ability to discriminate between a substrate and a competing molecule Of a protein: include any structural state it can achieve without breaking cocalent bonds. A change could occure by rotation about single bonds ' Have a biochemical standard free-energy chance G which change at ph 7.0 The equilibrin between S and P reflects the difference in free energies of their ground states A state with high energy, preferable at the activation energy, where the S or P state is equally probable Not a chemical species with any significant stability Do not confuse with a reaction intermediate Maximum velocity of the enzyme. Only reached at high concentrations of [S] Initial velocity as a function of [S]. Measured in a short amount of time to ensure that the concentration on S can regarded as constant V. Km Substrate concentration midway between V 0 and max Km [ S] when V 1 0 V 2 max activation energy Michaeli Mentens equation mono-meric and mulitimeric proteins, Difference between the energy levels of the ground state and the transition state Vmax [ S] V0 K [ S] m 1 Km 1 V V [ S] V 0 max max Multimeric proteins: Multisubunit protein Few subunits oligomer Multienzymes: multiple catalytic domains are found in one single polypeptide chain 20

21 3. Membran transport Membran Membraner er ugjennomtrengelige for de fleste polare eller ladete oppløste stoffene. De er gjennomtrengelige for ikke-polare komponenter. Fosforlipider danner en bilayer hvor de ikke-polare regionene av lipidmolekylet i hvert lag vender mot kjernen av bilayer og de polare hodegruppene vender mot utsiden. De polare hodegruppene interact med den vandige fasen på begge sidene Proteiner er innebygde og er holdt av de hydrofobiske interaksjonene mellom membran libidene og de hydrofobiske områdene av proteinene. Noen proteiner stikker kun fram på en side, andre har områder som er avdekket på begge sider Orienteringen av proteinene er asymmetriske og gir membranet en ensidighet: Protein områdene som stikker frem på den ene siden er ikke lik de på den andre siden Membranet kan forandre seg konstant og er flytende pga at de fleste interaksjonene blant komponentene er ikke-kovalente Membran transport: Noen få ikke-kovalente komponenter kan løses i lipid bilayer og krysse membranen uten hjelp. Hvert polart komponent trenger hjelp av et membran protein for å krysse membranen. I noen tilfeller støtter et membran protein kun diffusjonen av et oppløst stoff nedover konsentrasjonsstigningstallet (passiv transport). Transport kan også forekomme mot konsentrasjonsstigningstallet, men denne formen av transport krever energi (aktiv transport). Ioner kan forflytte seg gjennom membranen ved hjelp av ionekanaler 21

22 dannet av proteiner. Alternativt kan de bli fraktet over av ionephores, små molekyler som kamuflerer ladningen til ionet og lar dem dermed diffusere gjennom bilayeren Små molekyler fraktes over av proteiner som transmembrane kanaler, bærere eller pumper. Det finnes ulike muligheter for transport gjennom membranen Uniport: kun en komponent fraktes Symport: to komponenter fraktes samtidig i samme retning Antiport: to komponenter fraktes samtidig i forskjellig retning Cotransport system: frakter to komponenter samtidig gjennom membranen passive diffusion facilitated and active transport ion channel, ionophore receptor signal transduction. Membrane proteins lower the activation energy for transport of polar compounds and ions by providing an alternative path through the bilayer for specific solutes Active transport: Can drive substrates across the membrane against a concentration gradient, some using energy provided directly by a chemical reaction and some coupling uphill transport of one substrate with downhill transport of another Provide another mechanism for moving inorganic ions across membranes Determine a plasma membrane s permeability to specific ions and the membrane potential. Distinct from ion transporters in at least three ways The rate of flux though channels can be several orders of magnitude greater than the turnover number for a transporter Not saturable: rates to not approach a maximum at high substrate concentration Gated in response to some cellular event Små molekyler som frakter ioner gjennom membrane ved å kamfulere deres ladning. Dette er nødvendig for å unngå at ladningen dreper cellen Molecule found on the surface of a cell which receives specific chemical signals from neighboring cells or the wider environment within an organism Information, signal, that is detected by specific receptors and converted to a cellular process. 4. Transcription Veldig lik replikasjon av DNA i de fundamentale kjemiske mekanismene, polariteten og dens bruk av en mal. Mekanismen har en initierings-, elongenerings- og termineringsfase. Ulik replikasjon, trenger transkripsjon ikke en primer og involverer kun begrensede segmenter av DNA-molekylet. I tillegg brukes kun en DNA-kordel som mal. 22

23 Syntesen initieres av at RNA polymerase binder seg en spesiell DNA sekvens kalt promoter. Denne regionen sitter fra ca -70 til + 30 bp. RNA polymerase holoenzymer som inneholder 70 binder seg til vanlig i et område -10 til -35. Selv om sekvensen for bakterielle promotere ikke er helt like inneholder de visse nukleotider like og danne såkalte consensus (overensstemmelses) sekvenser. I -10 regionen er det (5 )TATAAT(3 ) og ved -35 regionen (5 )TTGACA(3 ). I tillegg finnes det en upstream promoter (UP) i område -40 og -60 som er en rik AT gjenkjennelseselement. UP elementet bind segt til 70 subenheten av RNA polymerase. Effektiviteten til binding av RNA poymerase som inneholder til promotoren og dermed også initiering av transkripsjon bestemmes av UP elementet. Variasjon i consensus sekvensen påvirker effektiviteten av binding til RNA polymerase og transkripsjons initiering. En forandring i kun et base par kan sette ned hastigheten til bindingen med mange hakk. Initiering og binding Initiering består av to store deler; binding og initiering. Polymerasen dirigeres av sigmafaktoren til riktig promotor og binder seg til den. Et lukket kompleks (hvor DNA fortsatt er intakt) og et åpent kompleks (hvor DNA er intakt med åpnet nær -10 sekvensen) dannes i rekkefølge. Deretter initieres transkripsjon i komplekset ved en konformasjonsendring som endrer komplekset til elongeringsformen, samtidig som transkripsjonskomplekset beveger seg bort fra promotoren (promoter clearance). subenheten faller fra vilkårlig når polymerase går inn i elongeringsfasen. Hvert av disse stegene kan påvirkers av den spesielle promotor sekvensen. 23

24 Elongering NusA binder seg til RNApolymerase under elongering. RNA polymerase leser av DNA kordelen og produserer RNA vha innkommende nukleotider som brukes som byggesteiner. Terminering Ved visse sekvenser i DNA gjør RNA polymerase en pause og ved noen av disse sekvensene termineres transkripsjonen. Her finnes det klasser av termineringssignaler: den ene avhenger av (rho), de andre er uavhengige av rho. Den avhengige terminering har to regioner med særtrekk. Den første regionen produserer en RNA transkript med selv-komplementære sekvenser som tillater dannelsen av en hårnål struktur ved 15 til 20 nukleotider før den planlagte enden av RNA kordelen. Det andre særtrekket er en i stor grad konservert streng av tre A rester i mal kordelen som transkriberes til U reser nær 3 enden av hårnålen. Når polymerase kommer til termineringssiden med denne strukturen stanser den opp. Dannelsen av hårnålstrukturen i RNA forstyrrer flere A=U basepar i RNA-DNA hybridsegmentet og kan forstyrre viktige interaksjoner mellom RNA og RNA polymerase og legger til rette for dissosiering av transkriberingen. Den avhengige terminator mangler sekvensen av følgende A rester i malen men har istedenfor en CA-rik sekvensen kalt et rut element. proteiner assosierer med den RNA spesifikke bindingssiden og migrer i 5 3 retningen til den når transkripsjonskomplekset som har stanset ved termineringssete. proteinet har en ATP-avhengig RNA-DNA helikase aktivitet som promoterer translasjonen av proteiner langs RNA. Gene Cistron Et kromosomalt segment som koder for en enkel funksjonal polypeptid kjede eller RNA molekyl En enhet av DNA eller RNA korresponderende til et gen. 24

25 RNA polymerase (how many in proand eukrayotes?) TAATA-box Transkriberes i RNA polymerase Trenger DNA mal, alle fire energikildene (ATP, GTP, UTP og CTP) som forstadium av nukleotid enheten av RNA. I tillegg trens Mg 2+ regionen binder til seg forbigående til kjernen og leder enzymet til den spesifikke binding siden av DNAet Mangler en separat proofreading 3 5 exonuclease aktiv side (slik DNA polymerase har) 4 5 Feil for ca hvert ribonukleotid inkorporet (blandet inn) i RNA Siden mange kopier av RNA lages fra et enkelt gen og at alle RNAer eventuelt blir nedverdiget eller erstattet er en feil i RNA molekylet ikke like alvorlig som en feil i den permanente informasjonen som er lagret i DNA molekylet Sekvenser RNA polymerase II (Pol II) I eukaryote celler har tilfelles ved ca -30 bp 70 minus 10 and minus Vanlig bindingssted for RNA polymerase med et holoenzym som inneholder. Dvs at 35 region promotoren ligger i dette området på DNA sekvensen -10: (5 )TATAAT(3 ) -35: (5 )TTGACA(3 ) transcription Et enzymsystem konverterer den genetiske informasjonen i et segment av DNA på en RNA kordel med en base sekvens komplementært til den i DNA mrna, trna og rrna produseres selektiv ved at kun spesielle gener eller gruppe av gener er transkribert på en hvilken som helst tid noen deler av DNA genomet blir aldri transkribert spesielle regulatoriske sekvenser marker starten og slutten av DNA segmentet som skal transkiberes og utpeker hvilken kordel i duplex DNA som skal brukes som mal har en inition, elongation og en termination fase trenger ikke en primer (slik regulering trenger) involverer kun begrensede segmenter av DNA molekylet DNA kordelen brukes som mal for et spesielt RNA molekyl og kopieres i 3 5 retningen I eukaryote celler kan noen mrna transkripte kun produsere et mrna som gir kun et polypeptid mens andre kan produsere mange forskjellige mrna som gir opphav til mange forskjellige polypeptider Det primære transkriptet inneholder molekylære signaler for alle alternative veier og den favoriserte veien velges transcriptional start Starter ved +1 posisjonen av (5 ) UTR point DNA melting Prosessen hvor dobbel kordel DNA separeres til to enkle kordeler Initiation (innføring) Oppstår nå RNA polymerase binder seg til en spesifik DNA sekvens, promoter. 25

26 closed complex open complex binding affinity promoter promoter clearance strong and weak promoter accessory proteins transcription factors transcription bubble unwinding and rewinding template and nontemplate strand direction of transcription transcript UTR NTP channel Binder seg til DNA og danner først et closed kompleks og deretter et åpent kompleks Transkripsjon innføres inni komplekset og leder til konformasjonale endringer som konvertere komplekse til den elongation form Fører deretter komplekset bort fra promoteren (promoter clearance) Mest regulering - forskjelligheter i promotor sekvensen - binding av proteiner kan enten aktivere eller undertrykke aktiviteten til polymerasen DNA som er bundet til RNA polymerase er intakt DNA some r bundet til RNA polymerase er intakt med splittet nær -10 sekvensen 70 Bindings effektivitet for RNA polymerase som innholder til en promoter og initiering av transkripsjon bestemmes av i stor grad av baseparsekvensene før selve promoteren Mellomrommet mellom de spesielle sekvensene Avstanden fra transkriberingsstartpunktet Områdene og Promoteren har derfor utviklet grunnleggende sekvenser som kan varier fra gen til gen Punktet hvor RNA polymerase binder seg til DNA sekvensen og dirigerer transkriberingen av den nærliggende DNA sekvensen (genet). Ligger et sted mellom 70 bp før transkripsjonsstart og 30 bp etter den -70 til +30 Transkripsjonskomplekset føres bort fra pormoteren etter initiation. Går på bindingsaffiniteten mellom RNA polymerase og promotoren. Tilbehør proteiner, SSB, ribosomproteiner Forskjellige proteiner RNA polymerase II trenger for å danne en aktiv transkripsjons kompleks Bobblen som oppstår ved transkribering Skjer vha topoisomerase Template strand: Kordelen som funker som mal for RNA syntesen Non-template strand: DNA kordelen som er komplementær til malen og er identisk i basesekvensen til RNA som transkriberes med unntak av U istedenfor T i RNA DNA transkriberes i 3 5 retningen (se figur) Nylig syntetisert RNA molekyl Start signalet for syntetiseringen NTP trengs for å stabilisere RNA, tilføres derfor i transkriberingen 26

27 RNA polymerase composition (subunits) sigma factors Nukleinsyrer og proteiner Ved å bruke forskjellige subenheter kan cellen koordinere fremstillingen av sets med gener og dermed gjøre store endringer i cellens fysiologi Hvilke typer gener som fremstillingen avhenger av tilgjengligheten til de forskjellige subenhetene, som igjen reguleres av forskjelige faktorer sigma 70 termination constitutive and inducible promoter Elongation(forlengelse) polyadenylation Mest vanlige subenheten til RNA polymerase i E.coli ( Housekeeping ) E.coli har to faktorer som er med på å bestemme termination independent Constitutive: En uregulert promoter som tillater kontinuerlig transkripsjons av dens tilhørende gen. Genet trengs kontinuerlig, for eksempel housekeeping protein. Inducible: Deres aktivitet avhenger av andre faktorer rundt dem, f.eks. proteiner som er bundet til sekvensen etc. Promotoren blir slått av og på regulering Den voksende enden av det nye RNAet kordelen baseparer seg midlertidig med DNA malen for å danne en kort hybrid RNA-DNA dobble helix ( 8bp langt) RNA peller seg av kort tid etterpå (se figur) Addisjon av poly(a) hale til et RNA molekyl Tjener som bindingssted for en eller flere spesifikke proteiner Beskytter mrna fra å bli destruert fra enzymer 27

28 splicing Prosessen hvor introns blir fjernet fra det primære transkribtet og exons blir bundet sammen for å danne en kontinuerlig sekvens som spesifiserer en funksjonell polypeptid. Både introns og exons transkriberes i første omgangen Intron exon Ikke-kodene områder som deler opp det kodede området. Finnes i eukaryote celler Kodede områder i DNA i eukaryote celler 28

29 5. Translation (Proteinsyntese) Steg 1: Aktivering av aminosyrer Forenklet For syntesen av et polypeptid med definert sekvense må to fundamentale kjemiske kriterer være oppfylt 1. karboksyl gruppen av hver aminosyre må være aktivert for å gjøre det lettere for å danne peptid bindinger 2. en forbindelse mellom hver ny aminosyre og informasjonen som er kodet i mrna må være etablert Begge disse betingelsene oppfylles ved å henge aminosyrene på et trna i det første steget av protein syntesen. Her er det viktig å binde den rette aminosyren til det rette trna. Reaksjonen foregår i cytosol og krever ATP. Etter at aminosyrene er hengt på trna, sier man at trna er ladet. Detaljert I cytosol: Aminoacyl-tRNA syntetase forestrer de 20 aminosyrene til deres tilhørende trnas. Hvert enzym er spesifikt for en aminosyre og en eller flere tilhørende trnas. De fleste organismene har en aminoacyl-trna syntetase for hver aminosyre. 29

30 Steg 2: Initiation (Innføring) mrna som bærer på koden for polypeptidet som skal syntetiseres binder seg til det mindre av to ribosonale subenheter og til det initiere aminoacyl-trna. De store ribosonale subenhetene binder seg sammen og danner et initieringskompleks. Initiere aminoacyl-trna baseparer med mrnas startcodon AUG, som signaliserer begynnelsen av polypeptidet. Prosessen krever GTP og er promotert av cyosoliske proteiner kalt initieringsfaktorer. Detaljert Proteinsyntesen starter ved aminoterminalenenden og fortsetter ved stegvis tilføring av aminosyrer til karboksylterminalenden av det voksende polypeptidet. AUG er initierings koden, men koder også for Met. Derfor har alle organismer to trnaer, hvor dene kun er brukt dersom (5 )AUG koder initieringskoden i en proteinsyntese. De tre stegene av initiering: Initiering av polypeptid syntese i bacterier krever: S ribosomal subenhet 2. mrna koding for polypeptidet 3. initiering fmet-trna fmet 4. et sett med tre proteiner kalt initieringsfaktorer 5. GTP S subenheten 7. Mg 2+ Steg 1: 30S ribosomal subenheten binder seg til to initieringsfaktorer, IF-1 og IF-3. Faktoren IF-3 sørger for at 30S og 50S subenhetene ikke binder seg sammen permanent. mrna binder seg deretter til 30S subenheten. Den initierende (5 )AUG blir guidet til sin rette posisjon i Shine-Dalgarnoe sekvensen i mrna. Den overstemmende sekvensen er et initeringssignal og baseparer med den komplementære pyrimidin-rike sekvensen nær 3 enden av 16S rna og 30S subenheten Denne mrna-rrna interaksjonen posisjonerer initiereings sekvensen (5 )AUG av mrna i riktig posisjon av 30S subenheten for å kunne initiere translasjon. Bakterielle ribosomer har tre steder som binder trna; aminoacyl(a)siden, peptidyl(p) siden, og exit(e)siden. A og P siden binder aminoacyl-trnas mens E siden kun binder uladete trnas som er ferdig med deres oppgave på ribosomet. Både 30S og 50S subenhetene 30

31 bidrar til det karakteristiske ved A og P sidene. E siden er begrenset til 50S subenhet. Den initierende (5 )AUG er plassert på P siden, den eneste siden hvor fmet-trna fmet kan binde seg, den binder seg alltid først. Alle påfølgende sekvenser binder seg først til A siden og deretter til P og E siden. På E siden forlater de uladete trnane komplekset under elongation. IF-1 intieringsfaktoren hindrer at trna binder seg til denne siden under initiering. Steg 2: Initierende fmet-trna fmet og intieringsfaktorer binder seg komplekset. Antikoden av trnaet baseparer korrekt med mrna s intieringskode. Steg 3: Komplekset binder seg til 50S subenheten og GTP blir redusert til GDP og P i. Alle tre initeringsfaktorene forlater komplekset. Stegne produserer til sammen et funksjonelt 70S ribosom som kalles initierings kompleks, bestående av mrna og den initierende fmettrna fmet. Den korrekte binding av fmet-trna fmet til P siden blir kontrollert av minst tre gjenkjennings- og bindingspunkter. Codon-anticodon interaksjon med AUG fiksert på P siden Interaksjon mellom Shine-Dalgarno sekvensen i mrna og 16S rrna Bindingsinteraksjonen mellom P siden og fmet-trna fmet Initiering i Eukaryote celler: Minst ni initieringsfaktorer 60S og 40S subenhetene går sammen og danner et 80S kompleks Initieringen (5 ) AUG blir oppdaget inni mrna og ved sin nærhet til en Shine-Dalgarno lignende sekvens skanning prosess av mrna fra 5 enden til den første AUG oppdages (mest sannsynlig er noen initieringsfaktorer involvert) Steg 3: Elongation Det begynnende polypeptidet blir forlenget vha kovalente bindinger på rad følgende aminosyrer enheter. Hver aminosyreenhet blir fraktet til ribosome and posisjonert riktig av trnaet, som baseparer til sitt tilhørende condon i mrna 31

32 Elongation krever cytosoliske proteiner, kalt elongation faktorer, og GTP Detaljert Elongasjon i en bakterie krever: 1. initieringskomplekset 2. aminoacyl-trnas 3. et sett med tre løselige cytosoliske proteiner kalt elongasjon faktorer 4. GTP Tre steg: Steg 1: Binding av en innkommende aminoacyl-trna Den riktige innkommende aminoacyl-trna binder seg til et kompleks blant annet bestående av GTP. Det resulterende komplekset binder seg til A siden av det 70S initieringskomplekset. GTP hydrolyseres og GTD-komplekset forlater 70S ribosomet og brukes om igjen ved neste innkommende aminoacyl-trna. Steg 2: Peptidbinding dannelse En peptidbinding blir dannet mellom de to aminosyrene bundet til deres trna på A og P siden av ribosomet. Dette skjer ved overføring av N-formylmethionyl gruppe fra den første trna i P sete til aminosyregruppen av den andre aminosyre, som nå sitter på A siden. Samtidig inngår begge trna en hybrid tilstand ved at halene bøyer seg over (3 og 5 endene). Anticodon forblir i samme sete. Reaksjonen katalyseres av 23S rrna. Steg 3: Translokasjon Ribosomet beveger en codon mot 3 enden av mrna. Denne bevegelsen får anticodon av den aminosyre nr 2 (syren med peptidbindingen) til å skifte fra A til P sete. Det uladete trna skifter fra P til E sete og løslates ut i cytosolen. Reaksjonen katalyseres av et GTP-kompleks. A sete står nå ledig for å kunne ta imot en ny innkommende aminoacyl-trna. 32

33 For hver aminosyre som adderes til den voksende peptidbindingen brukes ti GTPs og ribosomet beveger seg fra codon til codon langs mrna mot 3 enden. Prosessen i eukaryote celler er ganske likt. Eukaryote ribosomer har ingen E sete, så de uladete trna blir kastet ut direkte fra P sete. GTP og GDP kompleksene har tid til å proofreader kun codon og anticodon interaksjonene, ikke om det er den riktige aminosyren som er lagt til. Steg 4: Terminering og Ribosom resirkulering Ferdiggjøringen av polypeptidkjeden er signalisert ved en termineringskode i mrna (UAA, UAG eller UGA). Det nye polypeptidet frigjøres fra ribosomet ved hjelp av proteiner som kalles realease faktorer. Ribosomet resirkuleres for bruk i en annen syntese. Detaljert: Terminering er signalisert av en av de tre termnineringskodene i mrna (UAA, UAG eller UGA) som følger umiddelbart etter den siste kodete aminosyren. Når et termineringskode opptar det ribosomale A sete i bakterier, vil de tre terminerings faktorene eller release faktorene (proteiner), bidra til 1. hydrolysen av terminal peptidyl-trna bindingen 2. løslate det frie polypeptidet og det siste uladete trna fra P sete 3. spaltingen av 70S ribosomet til 30S og 50S subenhetene, klar til å starte en ny polypeptid syntese syklus. I eukaryote celler er det kun en release faktor som kjenner igjen alle tre stoppkodene. I bakterier er transkripsjon og translasjon knytet tett sammen. mrna er syntetisert og translert i samme 5 3 retning. Ribosomet begynner transleringen av 5 enden av mrna før transkripsjonen er ferdig. Bakterielt mrna eksisterer vanligvis kun i noen minutter før det degenereres av nukleaser. I eukaryote celler må det nylige transkriberte mrnaet forlate kjernen før det kan translaters 33

34 Ser at transkripsjon og translasjon kan skje samtidig i prokaryote celler. Transkripsjon leser av i 3 5 og produserer dermed en mrna i 5 3 retning. Ser også at aminoenden lages først i polypeptidet. Steg 5: Folding og etter-terminering prosessering For å kunne oppnå en biologisk aktivitet må proteinet foldes i sin riktige tre dimensjonale konfirmasjonen. Før eller etter foldingen kan proteinet undergå enzymisk prosessering, inkludert fjerning av en eller flere aminosyrer (vanligvis fra enden), tilføyelse av acetyl, fosforyl, metyl, karboksyl, eller andre grupper til spesifikke aminosyrerester, proteolytisk spalting (spalter proteiner), og/eller festing av oligosakkarider eller protesegrupper. Translation Generelt Ribosome Overall prosessen av mrna guidet protein syntese Veldig energikrevende, kan bruke opp til 90 % av den kjemiske energien - hver dannelse av aminoacyl-trna bruker to GTP - hver feil aktiverte aminosyre bruker opp én ATP (proofreading) Syntetiseres ganske kjapt Likt i eukaryote og bakterielle celler, med de fleste forskjellene i mekanismene i initieringen. Påvirkes negativt av antibiotika og toxins Bakterielle ribosomer består av ca 65% rrna og 35 %proteiner Diameter på 18 nm Består av to ulike subenheter med sedimenteringskoeffisienter av 30S og 50 S og en kombinert med en sedimenteringskoeffisient 70S Komplekset som er ansvarlig for protein syntesen Ribosomale subenheter er store RNA molekyler riboenzym 5S Danner kjernen til 50S 16S and 23S rrna 23S danner kjernen til 50 S og katalyserer dannelsen av peptidbindingen i steg 2 av elongasjon 30S 40S 50S 60S Bindes til mrna Subenhet til 80 S i eukaryot celler 5S og 23S rrnaene danner strukturen til kjernen. Proteinene sitter i hovedsak på overflaten, men ingen innenfor 18 Å ved det aktive sete for peptidbindinger subenhet av 70 S i bakteriell ribosom Subenhet til 80 S i eukaryote celler 34

35 70S and 80S subunits S-Svedberg enhet Ribosomale subenheter er identifisert ved deres S verdier og sedimenteringskoeffisientene. Koeffisientene adderes ikke når to subenheter adderes pga at sedimenteringen avhenger av flere faktorer Shine-Dalgarno (SD) sequence A and P site exit site charged trna aminoacyl trna initiation and elongation initiation complex initiation and release factors Bestemt sekvens som baseparer med 16S rrna Sider som binder til seg aminoacyl-trnas Binder til seg kun uladete trnas som er ferdig med oppgaven sin på ribosomet Aminosyren og trna bundet sammen (Aktivering) Aminosyrene blir aktivert av ATP i cytosolen og binder seg til trna og danner varmeresistent aminoacyl trna. Brukes i PCR siden den tåler varmebehandlingen. Initiation: Komplisert prosess som avhenger av initiation codon og andre signaler i mrna. De store ribosonale subenhetene binder seg sammen til et 70 S ribosom (Initiation) Initieringsfaktorer: Cytosoliske proteiner som promoterer initieringen vha GTP (dette gjeldet også elongasjon) Flere i eukaryote enn i prokaryote formylmethionine genetic code stop codon synoymous codons Release faktorer: Proteiner som kjenner igjen stoppkodene Nesten universal underbygger teorien om en felles stamfar En aminosyre kan være spesifisert ved flere enn en codon koden er degenerate forskjellen ligger ofte i den tredje bokstaven, den tredje posisjonen er wobble Men hver codon spesifiserer bare en aminosyre UAA, UAG og UGA signaliserer vanligvis enden av polypeptidens syntese or koder ikke for noen kjente aminosyrer 35

36 aminoacyl trna synthetase codon anticodon 2 Mg AMinosyre trna ATP AMinoacyl trna AMP PP i Aktiverer en aminosyre for peptidbindinger Spesifikk med hensyn på aminosyrer og trna Sørger for riktig plassering av aminosyren i den voksende polypeptidkjeden proofreading vha aminoacyl-trna syntetase En triplett av nukleotider som koder for en spesifikk aminosyre Leses etter hverandre i en ikke-overlappende rekkefølge trnas basepar med mrnas codons i en trebasesekvens på trna Den første basen i mrnas codon pares med den siste basen i trnas anticodon start codon/initiation codon direction of translation phosphorylation glycosylation posttranslatoric modification misfolding chaperone refolding. AUG er det mest vanlige startsignalet for et polypeptid i alle celler Translateres I 5 3 retningen overordnet regulering som kommer fra hjernen Henge på et sukkermolekyl Noen proteiner oppnår ikke sin biologiske aktive konformasjon før de gjennomgår prosesserings reaksjoner (posttranslatoriske modifikasjoner) Chaperone kan folde proteiner til riktig struktur dersom det har foldet seg feil Proteiner som folder proteiner til riktig struktur, avventer folding av proteiner (ved transport) og kan hjelpe til med å folde proteinet riktig chaperone 6. DNA Replication: Semiconservative replication hver DNA kordel er en mal for syntesen av en ny kordel som produserer to nye DNA molekyler hvert med en ny kordel og en gammel kordel kan bevises ved å innføre isotoper i det orginale DNA-et 36

37 Parent strands Original DNA daugther strands DNA som inneholder en helt ny kordel og en gammel kordel replication fork Foreldre DNA blir viklet opp and sperate kordler blir kjapt duplisert. Syntetiseres alltid i 5 3 retningen origin of replication uni- and bidirectional replication Dupliseringen begynner alltid på et unikt punkt i sirkulært DNA møter de to replication forks på et punkt i sirkelen motsatt av origin. duplisering i bakterielle kromosoner kan være toveis: begge endene i det sikulære DNA-et har aktive dupliserings gafler 37