College 1: RNA 6-9-2021
Het leven is gestart met een ‘RNA wereld’. De totale hoeveelheid RNA in de cel is groot maar een
klein deel ervan is coderend DNA → mRNA en vervolgens eiwit.
DNA → RNA → Intronen eruit splicen geeft mRNA → Eiwit.
RNA isolatie uit cellen op een agarose gel geeft ribosomaal RNA. Elk gen maakt een RNA van een
specifieke lengte.
snRNA: Small nuclear
snoRNA: Small nucleolar
miRNA: Micro RNA’s
Complementaire strengen binnen RNA zorgt voor matching.
Matches in RNA:
- A-U
- G-C
- G-U
Pseudouridine synthase, moet specifiek zijn omdat niet elke uridine moet worden veranderd.
De base aan de suikergroep wordt gedraaid, dit zorgt voor een net andere conformatie en dus een
andere manier van vouwen van het RNA.
Op mRNA is er een veelvoud modificaties:
- MEthylaties
- Pseudouridinatie
Modificaties op het RNA spelen een rol in regulatie van processen als splicing, processing of translatie
efficiency etc. Modificaties hebben een effect op de activiteit van mRNA.
De hypothese van de RNA wereld
Leven op aarde is gestart in een RNA wereld. Deze molecule konden
zichzelf repliceren en hadden zelf activiteit. Hieruit zijn cellen ontstaan
en later is er DNA ontstaan.
RNA is ooit spontaan ontstaan.
Self splicing of Group I intron: intron gaat vanzelf uit het RNA door een
reactie op de 5’ intron splice site. Deze is aan de vrije guanine
gekoppeld en de vrije positie in het exon voert een hydroxyl attack uit
op het eind van het intron en een gespliced RNA maakt.
In groep II intronen hydroxyl attack van een nucleotide in het intron.
,Ribosoom is een rybozym.
40S: Klein deel
60S: Groot deel
80S: Klein en groot samen.
Hoe groter een complex hoe groter het door een gradiënt sedimenteerd. Daarom een grotere
sedimentatiesnelheid.
Hammerhead ribozymes:
Bevinden zich in een RNA virus. Dit virus repliceert zich door een roling circle replicatie. Vouwing leidt
tot de vorming van een katalytische site en dan wordt het een ribozym genoemd.
Zelf in het lab RNA moleculen met een bepaalde activiteit te selecteren. Methode die gebruikt wordt
is de SELEX methode.
RNA moleculen vinden met een bepaalde activiteit (bijv. binding), sucrose immobiliseren, RNA erover
laten gaan en de RNA die mogelijk wat affiniteit hebben filteren.
Van RNA DNA maken met behulp van een reverse transcriptase. → Amplificeren met PCR.
DNA schrijf je af in RNA met behulp van RNA polymerase. Dit enkelstrengs RNA kan je weer matchen
met de suiker oid.
RNA dat zichzelf zou kunnen repliceren: RNA polymerase ribozyme.
Selex methode wordt ook gebruikt om medicijnen te ontwikkelen. Deze RNA moleculen worden
aptameren genoemd.
Aptameren zijn oligonucleotiden, dit zijn synthetische stukjes RNA. Aptameer bindt met een specifiek
molecuul: Riboswitches.
Riboswitches zijn RNA moleculen met een bepaalde
bindingsaffiniteit. Hebben een invloed op de vertaalbaarheid van
het RNA. Zijn ookwel aptameren.
Aanwezigheid van een metaboliet, bindt aan het RNA, anti
terminaterloop wordt verstoord en vervolgens wordt de RNA
polymerase verstoord.
Aptameer: Sequentie die een ligand bindt. (RNA)
SD sequentie vrij wanneer er geen metabolieten aanwezig zijn.
In bacteriën kan daarom translatie plaatsvinden.
SAM riboswitch: Detecteerd S-adenosylmethionine.
In eukaryoten is er ook regulatie van translatie.
Humane genen blijken vaak uORFs te hebben. Liggen net voor het 5’ deel van het ORF.
uORF codeert voor een heel klein peptide.
Vertaling van uORF wordt beïnvloedt door de metabolieten
in de cel.
Ribosomen kunnen op alternatieve manieren transleren,
inplaats van 1 eiwit transleren.
lncRNA: long non-coding RNA. Kunnen verschillende
functies hebben: →
, Stappen in de mRNA synthese
- Initiation
o Preinitiatiecomplex wordt geassenbleerd in de Promotor in het gen waar de RNA
synthese plaatsvind, 5’ wordt gevormd.
o Promotor wordt geactiveerd voor transcriptie en de polymerase wordt geactiveerd
om te elongeren.
- Elongation
o RNA polymerase bevat een C terminale staart en hier vinden modificaties plaats die
helpen het RNA polymerase te activeren.
- Capping (during transcription)
o 5’ wordt gevormd
o Capping in eukaryoten, wat het 5’ beschermd. Wordt ook herkend door het
ribosoom om te scannen op het mRNA.
o De laatste base van het mRNA wordt gekoppeld aan een GTP via een 5’ 5’ binding, en
de fosfaten worden aan elkaar gezet. De omgekeerde GTP wordt gemethyleerd en
dit is de beschermende cap.
- Polyadenylation (during transcription)`
o Toevoegen van een poly-A-staart.
o Gebruiken om RNA te isoleren. Poly-A-staart hybridiseerd aan oligoDT.
o Signaalsequentie wordt herkend door de CPSF factor, en recruteert de enzymen om
de poly-A staart te vormen. RNA wordt geknipt en een poly-A-polymerase wordt
gebruikt om een poly-Astaart van 50-200 base toe te voegen aan het RNA
o Betere bescherming tegen afbraak.
- Splicing (during transcription)
o Alles over intronen: Er zijn vele verschillende soorten intronen, wij kijken vooral naar
de GU-AG intronen. De signaalsequenties zitten aan de 3’ en aan de 5’ kant. Het
grootste deel van een RNA bestaat uit intonen.
o
o Intron splicing lijkt op self-splicing intron.
o Hydroxyl attack van een nucleotide uit het intron zelf.
Het leven is gestart met een ‘RNA wereld’. De totale hoeveelheid RNA in de cel is groot maar een
klein deel ervan is coderend DNA → mRNA en vervolgens eiwit.
DNA → RNA → Intronen eruit splicen geeft mRNA → Eiwit.
RNA isolatie uit cellen op een agarose gel geeft ribosomaal RNA. Elk gen maakt een RNA van een
specifieke lengte.
snRNA: Small nuclear
snoRNA: Small nucleolar
miRNA: Micro RNA’s
Complementaire strengen binnen RNA zorgt voor matching.
Matches in RNA:
- A-U
- G-C
- G-U
Pseudouridine synthase, moet specifiek zijn omdat niet elke uridine moet worden veranderd.
De base aan de suikergroep wordt gedraaid, dit zorgt voor een net andere conformatie en dus een
andere manier van vouwen van het RNA.
Op mRNA is er een veelvoud modificaties:
- MEthylaties
- Pseudouridinatie
Modificaties op het RNA spelen een rol in regulatie van processen als splicing, processing of translatie
efficiency etc. Modificaties hebben een effect op de activiteit van mRNA.
De hypothese van de RNA wereld
Leven op aarde is gestart in een RNA wereld. Deze molecule konden
zichzelf repliceren en hadden zelf activiteit. Hieruit zijn cellen ontstaan
en later is er DNA ontstaan.
RNA is ooit spontaan ontstaan.
Self splicing of Group I intron: intron gaat vanzelf uit het RNA door een
reactie op de 5’ intron splice site. Deze is aan de vrije guanine
gekoppeld en de vrije positie in het exon voert een hydroxyl attack uit
op het eind van het intron en een gespliced RNA maakt.
In groep II intronen hydroxyl attack van een nucleotide in het intron.
,Ribosoom is een rybozym.
40S: Klein deel
60S: Groot deel
80S: Klein en groot samen.
Hoe groter een complex hoe groter het door een gradiënt sedimenteerd. Daarom een grotere
sedimentatiesnelheid.
Hammerhead ribozymes:
Bevinden zich in een RNA virus. Dit virus repliceert zich door een roling circle replicatie. Vouwing leidt
tot de vorming van een katalytische site en dan wordt het een ribozym genoemd.
Zelf in het lab RNA moleculen met een bepaalde activiteit te selecteren. Methode die gebruikt wordt
is de SELEX methode.
RNA moleculen vinden met een bepaalde activiteit (bijv. binding), sucrose immobiliseren, RNA erover
laten gaan en de RNA die mogelijk wat affiniteit hebben filteren.
Van RNA DNA maken met behulp van een reverse transcriptase. → Amplificeren met PCR.
DNA schrijf je af in RNA met behulp van RNA polymerase. Dit enkelstrengs RNA kan je weer matchen
met de suiker oid.
RNA dat zichzelf zou kunnen repliceren: RNA polymerase ribozyme.
Selex methode wordt ook gebruikt om medicijnen te ontwikkelen. Deze RNA moleculen worden
aptameren genoemd.
Aptameren zijn oligonucleotiden, dit zijn synthetische stukjes RNA. Aptameer bindt met een specifiek
molecuul: Riboswitches.
Riboswitches zijn RNA moleculen met een bepaalde
bindingsaffiniteit. Hebben een invloed op de vertaalbaarheid van
het RNA. Zijn ookwel aptameren.
Aanwezigheid van een metaboliet, bindt aan het RNA, anti
terminaterloop wordt verstoord en vervolgens wordt de RNA
polymerase verstoord.
Aptameer: Sequentie die een ligand bindt. (RNA)
SD sequentie vrij wanneer er geen metabolieten aanwezig zijn.
In bacteriën kan daarom translatie plaatsvinden.
SAM riboswitch: Detecteerd S-adenosylmethionine.
In eukaryoten is er ook regulatie van translatie.
Humane genen blijken vaak uORFs te hebben. Liggen net voor het 5’ deel van het ORF.
uORF codeert voor een heel klein peptide.
Vertaling van uORF wordt beïnvloedt door de metabolieten
in de cel.
Ribosomen kunnen op alternatieve manieren transleren,
inplaats van 1 eiwit transleren.
lncRNA: long non-coding RNA. Kunnen verschillende
functies hebben: →
, Stappen in de mRNA synthese
- Initiation
o Preinitiatiecomplex wordt geassenbleerd in de Promotor in het gen waar de RNA
synthese plaatsvind, 5’ wordt gevormd.
o Promotor wordt geactiveerd voor transcriptie en de polymerase wordt geactiveerd
om te elongeren.
- Elongation
o RNA polymerase bevat een C terminale staart en hier vinden modificaties plaats die
helpen het RNA polymerase te activeren.
- Capping (during transcription)
o 5’ wordt gevormd
o Capping in eukaryoten, wat het 5’ beschermd. Wordt ook herkend door het
ribosoom om te scannen op het mRNA.
o De laatste base van het mRNA wordt gekoppeld aan een GTP via een 5’ 5’ binding, en
de fosfaten worden aan elkaar gezet. De omgekeerde GTP wordt gemethyleerd en
dit is de beschermende cap.
- Polyadenylation (during transcription)`
o Toevoegen van een poly-A-staart.
o Gebruiken om RNA te isoleren. Poly-A-staart hybridiseerd aan oligoDT.
o Signaalsequentie wordt herkend door de CPSF factor, en recruteert de enzymen om
de poly-A staart te vormen. RNA wordt geknipt en een poly-A-polymerase wordt
gebruikt om een poly-Astaart van 50-200 base toe te voegen aan het RNA
o Betere bescherming tegen afbraak.
- Splicing (during transcription)
o Alles over intronen: Er zijn vele verschillende soorten intronen, wij kijken vooral naar
de GU-AG intronen. De signaalsequenties zitten aan de 3’ en aan de 5’ kant. Het
grootste deel van een RNA bestaat uit intonen.
o
o Intron splicing lijkt op self-splicing intron.
o Hydroxyl attack van een nucleotide uit het intron zelf.
