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Haven't started (10)

(1) Nennen Sie 6 Beispiele für nicht-kodierende RNAs. Welche davon sind regulatorische RNAs? Was sind Funktionen der anderen RNAs?
1.rRNA (ribosomal): Aufbau und Funktion von Ribosom (Translation)
2.tRNA(Transfer): Aminosäuren werden zum Ribosom befördert (Translation)
3.snRNA(small nuclear): Splicing regulatorisch (RNA Prozessierung)
4.gRNA(guide): RNA-Editing (z.B. CRISPR), regulatorische (RNA Prozessierung)
5.7SL RNA(SRP): Transport der Proteine
6.sRNA(small RNA): Genexpression, regulatorisch
(2) Was ist ein Riboswitch und wie ist das Funktionsprinzip? Wie wird Genexpression dadurch reguliert? Nennen Sie zwei Beispiele für Liganden von Riboswitches.
-Riboswitch ist eine RNA-Elemente in den untranslatierten Regionen der mRNA, die niedermolekulare Metabolite binden und daraufhin die Genexpression regulieren
-Prinzip: alternative Sekundärstrukturen (mit/ohne Ligand) -> beeinflusst Genexpression: Initiation der Translation (RBS) oder Termination der Transkription
-Aufbau; Aptamer (kurze Nukleinsäure, die Ligand über 3D-Struktur binden kann) + Expressionsplattform
-Beispiele: Purine (Guanin), Vitamine und andere Cofaktoren (SAM: S-Adenosyl-Met)

(3) Beschreiben Sie das Prinzip der Attenuation am Beispiel des Trp-Operons von E.coli. (Drei Situationen: viel Tryptophan, wenig Tryptophan, kein Tryptophan in der Zelle).
Viel Tryptophan – kurzes Transkript codiert für Leader Peptid, Leader Peptid wird schnell gelesen, es können keine alternativen Strukturen gebildet werden, Transkription wird durch Bildung einer terminalen Schleife beendet.
Wenig Tryptophan – langes Transkript codiert für Leader Peptid und Trp-Enzym. Trp-RNA ist nicht vorhanden und muss noch eingebaut werden. Während das passiert, bleibt das Ribosom durch eine Anti-Terminator-Schleife beim Trp-Codon stecken. Typtophan werden synthetisiert
Kein Tryptophan – kurzes Transkript, kein Leader Peptid, das Ribosom bleibt früher stecken, keine Proteinsynthese

(4) Welche Funktionen können regulatorische RNAs in E. coli übernehmen (2 Regulationsmechanismen)? Was unterscheidet diese bakteriellen von eurkayotischen regulatorischen RNAs (2 Unterschiede)?
1.Kontrolle der Translation
-Aktivierung/Repression der ribosomalen Bindungsstelle (RBS) durch sRNAs
-> sRNAs: Kontrolle der RNA-Stabilität (RNAase)

2.Transkriptionskontrolle durch 6S-RNA
-> inhibiert die 70S-sigma-UE

Unterschiede:
Prokaryot: keine Prozessierung, länger (80-100Nt)
Eukaryot: Prozessierung, kürzer (20-30Nt)
5) Wie können Sie bei C.elegans ein Gen ausschalten? Wie schützt der Pilz N. crassa sein Genom (nennen Sie zwei Beispiele)?
-Gene, die abgeschaltet werden sollen, werden als dsRNA oder shothairpin (sh) RNA in E.coli eingebaut
-> Wurm frisst E.coli -> gen wird abgeschaltet

-N.crassa: Schutz vor Transposons durch:
Kaum verdoppelte Bereiche
Ehemaligen Transposons inaktiviert über Mutationen -> methyliert
6) Was sind miRNAs und siRNAs bei Eukaryoten und wie unterscheiden sie sich. Wie entsteht eine eukaryotische miRNA? Was sind Argonauten?
miRNA: microRNA
-Wichtige Rolle der Genregulation, insbesondere Gene Silencing
-aus pri-mRNA(Kern) und dann aus pre-mRNA (Cytoplasma)
siRNA: small interfering
-aus dsRNA
-inhibieren Genexpression
Entstehung miRNA: Gene für miRNAs befinden sich im Genom-> werden von RNA-Polymerase II oder III transkribiert -> pri-mRNA -> lagert sich in Schleife zusammen->　durch Mikroprozessor-KOmplex -> pre-mRNA-> in Cytoplasma durch DICER und weitere Bindeprotein-> miRNA
Argonauten:
-Proteine, deren Vertreter evolutionär stark konserviert sind. Die sind an mRNA Abbau und dem post-transkriptionellen Gen -Silencing der Pflanzen beteiligt
-wichtige Rolle bei Aktivierung /Regulation von Genen
7) Über welche Mechanismen kann Genexpression durch RNAi kontrolliert werden (drei Mechanismen)? Nennen Sie zwei Beispiele von RNAi Regulation in Eukaryoten?
Mechanismen: RNA-Abbau, Chromatin-Modifiktaion, Amplifikation

RISC-Komplex: RNAi silencing complex
-> Argonaut-Protein + RNA
-> sucht nach komplementären RNA
-> hohe Homologie (Komplementarität): Abbau der mRNA
Geringe Homologie: Inhibition der Translation

-Beispiele:
Zentraler-Silencing (S.pombe)
Quelling (N.crassa)
Unterregulierung eines weiblichen Chromosoms (Säugetiere)
8) Warum kann selbst eine kleine dsRNA-Menge (kleines Signal) eine grosse Wirkung entfalten (Amplifikatonsmechanismus)? Was ist ein Slicer?
Amplifikationsmechanismus: Der Antisense-Strang dient als Vorlage für neue dsRNA, welche dann zu siRNAs prozessiert wird
-> aus kleine Abschnitte von dsRNA können große Menge von miRNA und so RNA gewonnen werden
Slicer: Teil des Argonauts mit Endonuklease-/RNAse-Funktion -> spaltet mRNA, die komplementär zur miRNA ist
Slicer: guide-mi/siRNA + Argonaut bei Abbau
9) Nennen Sie drei eukaryotische RNA-Polymerase-Typen, die sich in ihren Substrattypen unterscheiden. Wie unterscheiden sie sich?
Pol I: Bildung von rRNA 18S, 5.8S, 28S
Pol II: Prä-mRNA, snoRNA, manche snRNA, siRNA, miRNA
Pol III: tRNA, 5S rRNA, 7SL-RNA
10) Beschreiben Sie das Prinzip von a) dem Silencing des Centromers bei der Spalthefe S. pombe und b) wie Säugetiere eine gleiche Gendosis für Gene des X-Chromosoms bei den Geschlechtern erreichen? Was ist gemeinsam?
A) silencing bei S.pombe
RITS: RNA-induced transcriptional Silencing
-inaktivierte RITS + siRNA (aus dsRNA)
-RITS besteht aus Ago, Tas3, und Chp1
-bindet an Transkripte aus zentromerischen Chromatin
-> führt zum transkriptionellen Silencing, indem es Chromatin-Markierungen setzt und den RNA-abhängigen RNA-Polymerase-Komplex rekrutiert.

B ein X-Chromosom wird inaktiviert (im 32 bis 64 Zellenstadium)
Zufallsprinzip, ob väterliches oder mütterliches Chromosom inaktiviert wird

Gemeinsamkeiten: beides sind Chromatin-Modifikationen, Rekrutierung der Expressionsmaschinerie, durch RNA eingeleitetes Gene-Silencing