T4B3 - Transcriptie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Th 4 DNA BS 3 Transcriptie

Begrippen B3 Transcriptie

- RNA
- Ribose
- RNA-polymerase
- Uracil
- transcriptie
- mRNA
- promotor
- transcriptiefactoren

- template streng

- matrijsstreng

- coderende streng

- pre-mRNA

- RNA processing

- spliceosoom

- splicing

- intron 

- exon

Functie RNA

Transcriptie en translatie

Alle vormen van RNA spelen een rol bij de productie van eiwitten in een cel volgens de informatie in het DNA.

• mRNA (messenger / boodschapper RNA): brengt informatie van DNA sequentie (kopie) over naar ribosoom.
• tRNA (transfer RNA): bindt aminozuren uit het cytoplasma en vervoert die naar een ribosoom.
• rRNA (ribosomaal RNA): bestanddeel van ribosomen.

Ontvouwing DNA

1) Compact DNA moet eerst worden ontvouwd,

anders kunnen er geen transcriptiefactoren binden die de genexpressie starten

2) Histonen worden geacetyleerd (COCH3),

waardoor DNA toegankelijk wordt voor

transcriptiefactoren.

Start transcriptie 

Binas 71 F

Transcriptiefactoren binden aan TATA-box (TATAAA) 10 basenparen vanaf coderend DNA (-10).

RNA-polymerase kan door transcriptiefactoren binden aan DNA (de promotor).

transcriptiefactoren nodig voor het starten van transcriptie

Stap 1

• De twee DNA-strengen breken gedeeltelijk van elkaar af. 
• Hierdoor kan het RNA-polymerase koppelen aan de promotor, de TATA-box, dit is het begin van de promotor.
  
• De promotor voor transcriptie zit altijd aan de matrijsstreng.                                                 Binas 71E

Stap 2 

• Het RNA-polymerase schuift langs het DNA in de afleesrichting 3’ > 5’.
  
• Het gevormde mRNA heeft dezelfde code als de coderende streng, alleen zijn de T’s vervangen door U’s.
  
• Ieder gen begint op de matrijsstreng met de volgorde TAC. Het coderende deel in mRNA begint daardoor altijd met AUG. 

In dit plaatje is te zien dat RNA-polymerase langs de DNA-streng schuift in de richting 3' > 5', dit is de afleesrichting. mRNA wordt dus gevormd in de 5' > 3' richting. In het groene vierkant zie je het startcodon van mRNA. 

Stap 3

• De transcriptie stopt bij het eindsignaal: 3’-TTATTT-5’.
  
• Door dit eindsignaal wordt RNA-polymerase en de mRNA-keten losgekoppeld van de matrijsstreng. 
• Er is nu een compleet gen overgeschreven naar mRNA.  

Op deze afbeelding zie je een schematische weergave van het begin van de promotor, de TATA-box, en wat er voor zrogt dat de trincriptie stopt. Het eindsignaal wat er voor zorgt dat de transcriptie stopt is 3'-TTATTT-5'. Hierdoor koppelen RNA-polymerae en de mRNA-keten van de matrijsstreng en uiteindelijk is er een compleet gen overgeschreven naar mRNA. 

Bewerking van pre-mRNA tot mRNA (Binas 71H)

Binas 71H introns en exons

• Het gevormde mRNA door transcriptie is nu nog pre-mRNA. 
• De pre-mRNA-streng krijgt een poly-A-staart aan het 3'-einde.
• Tijdens de transcriptie verbinden enzymen een CH3-groep aan het 5'-einde van het mRNA: de 5'-cap.
• Daarna volgt nog het verwijderen van introns. Hierbij blijven alleen de exons over. Dit proces heet splicing.

Een korte uitleg over de bewerking van pre-mRNA tot mRNA door middel van het plaatje in de Binas. 

Hier zie je dat er transcriptie heeft plaatsgevonden en dat het coderende DNA is overgeschreven tot pre-mRNA.

Vervolgens verbinden enzymen tijdens de transcriptie aan het 5'-einde van het mRNA met een CH3-groep: de 5'-cap. Dit maakt het mRNA stabieler en hierdoor kan mRNA uit de celkern vervoert worden. Daarnaast krijgt de pre-mRNA-streng aan het 3'-einde een poly-A-staart. 

Bij mRNA van eukaryoten volgt nog het verwijderen van introns: delen die niet coderen voor een eiwit. Dit proces heet splicing. De overblijvende exons koppelen aaneen en vormen samen met de cap en de poly-A-staart het definitieve mRNA dat naar het grondplasma gaan. 

1 =                                                                     A' = 

2 =                                                                    B' = 

3=                                                                     C' = 

4 = 

5 = 

6 =

7 = 

8 =

1 = Transcriptiefactoren                         A' = 5' einde 

2 = Promotor                                               B' = 3' einde 

3=  pre-mRNA                                             C' = 5' einde 

4 = Coderende streng 

5 = Template streng 

6 = RNA-polymerase 

7 = Eindsignaal

8 = Dubbelstrengs DNA 

Aan de slag!

Wat?	Maak opdracht 17 t/m 21
Hulp nodig? Meer hulp nodig?	Lees basisstof 3 Steek je vinger omhoog
Klaar?	Lees basisstof 4: translatie en eiwitsynthese

Aan de slag!

Welk stukje mRNA is complementair aan het volgende stukje DNA?
ATTACGCAGATACG

1. UAAUGCGUCUAUGC
2. TAATGCGTCTATGC
3. ATTACGCAGATACG
4. GCATAGACGCATTA

Wat is het verschil tussen pre-mRNA en mRNA?

1. mRNA is nog niet bewerkt, pre-mRNA wel
2. Pre-mRNA bevat intronen, mRNA niet
3. pre-mRNA bevat exonen, mRNA niet
4. pre-mRNA bevat uracil, mRNA bevat thymine

https:

Translatie

Binas 71J schema translatie, eiwitsynthese 

• Translatie is het aflezen en vertalen van een mRNA-molecuul naar een eiwit.
• Dit gebeurt aan de ribosomen buiten de celkern.
• Uiteindelijk vormt er een polypeptideketen van aminozuren in een volgorde die door mRNA-codons wordt bepaald. 

Stap 1

• Het ribosoom koppelt aan mRNA en schuift vervolgens in de 5' > 3' richting.
• Het startcodon (AUG) is het eerste codon van een mRNA-molecuul dat codeert voor het eerste aminozuur, hier begint de translatie. 

Op dit plaatje zie je dat een ribosoom gekoppelt is aan het mRNA. Ook zie je het startcodon, AUG, dat codeert voor het aminozuur methionine. Hier begint de translatie.

Stap 2

• tRNA transporteert aminozuren naar het ribosoom.
• Aan het startcodon (AUG) van het mRNA koppelt een tRNA met een anticodon (UAC).
• Door middel van een anticodon koppelt tRNA aan een passend mRNA-codon.

Hier zie je dat een ander tRNA koppelt aan het codon GUU, dit codeert voor het aminozuur Val. Methionine vormt nu een dipeptide met het nieuwe aangevoerde aminozuur. Op deze manier groeit de peptideketen / het eiwit. 

Stap 3

• Het ribosoom schuift op langs het mRNA.
  
• Er hecht een nieuw tRNA aan mRNA. Het ribosoom koppelt het aminozuur los van het vorige tRNA en verbindt het met het nieuwe aangevoerde aminozuur. 
• Zo schakelen aangevoerde aminozuren aan elkaar door de mRNA-codons bepaalde volgorde.

Een nieuw tRNA met een aminozuur hecht aan het volgende mRNA-codon. In het plaatje is dat codon GGG. Het tRNA heeft het passende anticodon, CCC. Dit nieuwe tRNA brengt het nieuwe aminozuur, Gly, naar het mRNA en zo wordt de polypeptideketen langer.  

Stap 4

• Het lege tRNA laat los van het ribosoom en kan een nieuw aminozuur koppelen. Het ribosoom schuift vervolgens drie nucleotiden op.
  
• Dit proces herhaald zich en er wordt een polypeptideketen/eiwit gevormd.
  
• Zodra een van de stopcodons afgelezen wordt bindt een ontkoppelingseiwit aan het mRNA. Hierdoor komen het polypeptideketen en het mRNA los van het ribosoom.
  

Het ribosoom schuift elke keer drie nucleotiden op, dit gebeurt in de 5' > 3' richting. Elke keer laat een leeg tRNA los van het ribosoom en koppelt er weer een nieuwe tRNA aan dat een nieuw aminozuur met zich meebrengt. Uiteindelijk wordt er een stopcodon bereikt, hier bindt een ontkoppelingseiwit aan het mRNA. De translatie stopt en er is een eiwit gevormd.