BIOCHEMIE
8 RNA SYNTHESE EN VERWERKING
Introductie
DNA slaat genetische informatie op in een stabiele vorm die gemakkelijk kan worden gerepliceerd.
Expressie van deze genetische info = DNA à RNA à eiwit
RNA-synthese of transcriptie = maken van een RNA-transcript met de overdracht van een deel info
van een DNA-sjabloon (= gen info van DNA naar RNA)
à gebeurt dankzij grote complexe enzymen = RNA-polymerasen
De RNA synthese bestaat uit 3 fasen: initiatie, elongatie en terminatie
3 stadia van transcriptie/RNA-synthese:
- promotorbinding en initiatie
- verlenging van het ontluikende RNA-transcript of elongatie
- terminatie
RNA-polymerasen vervullen meerdere functies in dit proces:
1. Ze zoeken DNA voor initiatie-sites, ook wel promotersites of simpelweg promoters
2. Ze wikkelen een kort stuk (ongeveer 17 basenparen) dubbel-helix-DNA los om enkelstreng
DNA-sjablonen te produceren waaruit de volgorde van basen gemakkelijk kan worden
uitgelezen = transcriptiebel.
3. Ze selecteren het juiste ribonucleoside-trifosfaat (basen) en katalyseren de vorming van een
fosfodiesterbinding. Dit proces wordt vele malen herhaald als het enzym langs de DNA-
sjabloon beweegt. RNA-polymerase is volledig processief - een transcript wordt van begin tot
eind gesynthetiseerd door een enkel RNA-polymerasemolecuul
4. Ze detecteren stopsequentie die specificeren waar een transcriptie eindigt
5. Ze interageren met activator- en repressoreiwitten die de snelheid van transcriptie-initiatie
over een breed bereik moduleren. Genexpressie wordt in hoofdzaak op het niveau van
transcriptie geregeld.
De chemie van RNA-synthese is identiek voor alle vormen van RNA, inclusief messenger-RNA's,
transfer-RNA's, ribosomaal RNA's en kleine regulerende RNA's.
RNA polymerase katalyseren de transcriptie
De fundamentele reactie van RNA-synthese is de vorming van een fosfodiesterbinding. De 3'-OH groep
van het laatste nucleotide in de gevormde keten valt de a-fosforylgroep van het binnenkomende
nucleoside-trifosfaat aan met de gelijktijdige afgifte van een pyrofosfaat (PPi).
, RNA keten worden ‘de novo’ gevormd en groeien in de 5’ – 3’ richting
We hebben een DNA streng die dubbelstrengig is, de eerste nucleotide NA de startcodon van deze
strengs wordt genoteerd als +1, de volgende als +2 enz. De eerste nucleotide VOOR de startcodon
wordt als -1 genoteerd.
De sequentie van de template/matrijs streng van DNA is complementair aan de RNA transcriptie
streng.
De coderende streng van DNA heeft dezelfde sequentie als de transcriptie streng van RNA, behalve
dat T vervangen wordt door U.
De coderende streng is ook bekend als de sense (+) - streng en de matrijsstreng als de antisense (-)
streng.
In tegenstelling tot de DNA-synthese kan de RNA-synthese
de novo beginnen, zonder dat er een primer voor nodig is.
De meeste nieuw gesynthetiseerde RNA-ketens dragen een
sterk onderscheidend label aan het 5'-uiteinde: de eerste
base aan dat uiteinde is ofwel pppG of pppA.
Nadat de initiatie heeft plaatsgevonden verlengt RNA-polymerase de nucleïnezuurketen op de
volgende wijze (Figuur). Een ribonucleoside trifosfaat bindt op de actieve plaats van het RNA-
polymerase, direct grenzend aan de groeiende RNA-keten. Het binnenkomende ribonucleoside
trifosfaat vormt een Watson-Crick basenpaar met de matrijsstreng. De 3'-OH groep van de groeiende
RNA-keten, georiënteerd en geactiveerd door het strak gebonden metaalion, valt de a-fosforylgroep
aan en vormt een nieuwe fosfodiesterbinding, waarbij pyrofosfaat wordt verdrongen.
Om door te gaan naar de volgende stap moeten nieuw gevormde RNA en DNA bewegen tov het
polymerase om het 3'-uiteinde van het nieuw toegevoegde nucleotide in de juiste positie te brengen
voor het volgende toe te voegen nucleotide.
8 RNA SYNTHESE EN VERWERKING
Introductie
DNA slaat genetische informatie op in een stabiele vorm die gemakkelijk kan worden gerepliceerd.
Expressie van deze genetische info = DNA à RNA à eiwit
RNA-synthese of transcriptie = maken van een RNA-transcript met de overdracht van een deel info
van een DNA-sjabloon (= gen info van DNA naar RNA)
à gebeurt dankzij grote complexe enzymen = RNA-polymerasen
De RNA synthese bestaat uit 3 fasen: initiatie, elongatie en terminatie
3 stadia van transcriptie/RNA-synthese:
- promotorbinding en initiatie
- verlenging van het ontluikende RNA-transcript of elongatie
- terminatie
RNA-polymerasen vervullen meerdere functies in dit proces:
1. Ze zoeken DNA voor initiatie-sites, ook wel promotersites of simpelweg promoters
2. Ze wikkelen een kort stuk (ongeveer 17 basenparen) dubbel-helix-DNA los om enkelstreng
DNA-sjablonen te produceren waaruit de volgorde van basen gemakkelijk kan worden
uitgelezen = transcriptiebel.
3. Ze selecteren het juiste ribonucleoside-trifosfaat (basen) en katalyseren de vorming van een
fosfodiesterbinding. Dit proces wordt vele malen herhaald als het enzym langs de DNA-
sjabloon beweegt. RNA-polymerase is volledig processief - een transcript wordt van begin tot
eind gesynthetiseerd door een enkel RNA-polymerasemolecuul
4. Ze detecteren stopsequentie die specificeren waar een transcriptie eindigt
5. Ze interageren met activator- en repressoreiwitten die de snelheid van transcriptie-initiatie
over een breed bereik moduleren. Genexpressie wordt in hoofdzaak op het niveau van
transcriptie geregeld.
De chemie van RNA-synthese is identiek voor alle vormen van RNA, inclusief messenger-RNA's,
transfer-RNA's, ribosomaal RNA's en kleine regulerende RNA's.
RNA polymerase katalyseren de transcriptie
De fundamentele reactie van RNA-synthese is de vorming van een fosfodiesterbinding. De 3'-OH groep
van het laatste nucleotide in de gevormde keten valt de a-fosforylgroep van het binnenkomende
nucleoside-trifosfaat aan met de gelijktijdige afgifte van een pyrofosfaat (PPi).
, RNA keten worden ‘de novo’ gevormd en groeien in de 5’ – 3’ richting
We hebben een DNA streng die dubbelstrengig is, de eerste nucleotide NA de startcodon van deze
strengs wordt genoteerd als +1, de volgende als +2 enz. De eerste nucleotide VOOR de startcodon
wordt als -1 genoteerd.
De sequentie van de template/matrijs streng van DNA is complementair aan de RNA transcriptie
streng.
De coderende streng van DNA heeft dezelfde sequentie als de transcriptie streng van RNA, behalve
dat T vervangen wordt door U.
De coderende streng is ook bekend als de sense (+) - streng en de matrijsstreng als de antisense (-)
streng.
In tegenstelling tot de DNA-synthese kan de RNA-synthese
de novo beginnen, zonder dat er een primer voor nodig is.
De meeste nieuw gesynthetiseerde RNA-ketens dragen een
sterk onderscheidend label aan het 5'-uiteinde: de eerste
base aan dat uiteinde is ofwel pppG of pppA.
Nadat de initiatie heeft plaatsgevonden verlengt RNA-polymerase de nucleïnezuurketen op de
volgende wijze (Figuur). Een ribonucleoside trifosfaat bindt op de actieve plaats van het RNA-
polymerase, direct grenzend aan de groeiende RNA-keten. Het binnenkomende ribonucleoside
trifosfaat vormt een Watson-Crick basenpaar met de matrijsstreng. De 3'-OH groep van de groeiende
RNA-keten, georiënteerd en geactiveerd door het strak gebonden metaalion, valt de a-fosforylgroep
aan en vormt een nieuwe fosfodiesterbinding, waarbij pyrofosfaat wordt verdrongen.
Om door te gaan naar de volgende stap moeten nieuw gevormde RNA en DNA bewegen tov het
polymerase om het 3'-uiteinde van het nieuw toegevoegde nucleotide in de juiste positie te brengen
voor het volgende toe te voegen nucleotide.
