התא של דור זמן

החלבונים – סינטזת הגנים התבטאות בתהליך האחרון השלבטרנסלציה

ספירת מלאי

אמינית חומצה מבנה

קבוצת צד

וקצה פפטידי קשר Cל Nמבנה

N C

N to C terminal

5 ’to 3’

CDS

של – קומפלקסים וחלבון RNAריבוזומים

עוברות מבנה שניוניRNAמולקולות

C לקצה ה-Nחלבונים מסונטזים מקצה ה-

קודון- אנטי

tRNA קשור לחומצה אמינית

tRNA

•Aminoacyl-tRNA synthetase ( 20)שונים

–one for each amino acid

–NEEDS ENERGY !

64- ל . 20קומבינציות אמינו חלטרמינציה 3ו- קודונים

טרנסלציה סרט

Crick’s Wobble Hypothesis

• mRNA 3rd nucleotide can either be U or C

• tRNA 1st nucleotide guanine )purine( will still pair with either mRNA pyrimidine uracil or cytosine

• Consequence is single tRNA species will bring in same amino acid for both UCC and UCU codons.

TR11

אחד קודון רק יש למתיונין

- ל זאת קודונים 6יש LEUלעומתשל 4מתוכם CUNקודונים

פוליציסטרוני

Disease-Associated Mutations

A mutation is a change in the normal base pair sequence

Commonly used to define DNA sequence Commonly used to define DNA sequence changes that alter protein functionchanges that alter protein function

PolymorphismDNA sequence changes that do DNA sequence changes that do notnot alter alter

protein function )common definition, protein function )common definition, not technically not technically correctcorrect( (

Functional proteinFunctional protein Functional proteinFunctional protein

Single nucleotide polymorphisms )SNP( )in the coding sequence(

NormalNormalmRNAmRNA

ProteinProtein

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G C

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A A

Gln

C

Silent DNA sequence polymorphism

SequencSequence variante variant

mRNAmRNA

ProteinProteinA U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G U

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A A

Gln

C

G

סינונימי ולא-סינונימי

Missense Mutations

MissenseMissense

Missense: changes to a codon for another amino Missense: changes to a codon for another amino acid )can be harmful mutation or neutral acid )can be harmful mutation or neutral

polymorphism(polymorphism(

mRNAmRNA

ProteinProtein

NormalNormalmRNAmRNA

ProteinProtein

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G C

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

A G C

Ser

G C A

Ala

U U G

Leu

A A

Gln

C

A A

Gln

C

Nonsense Mutations

Nonsense: change from an amino acid codon to a Nonsense: change from an amino acid codon to a stop codon, producing a shortened proteinstop codon, producing a shortened protein

NonsenseNonsense

mRNAmRNA

ProteinProtein

NormalNormalmRNAmRNA

ProteinProtein

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G C

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A U G

Met

U A G U U U G G C G C A U U G

A A

Gln

C

A AC

Frameshift Mutations

FrameshiftFrameshift U G C A AA U G

Met

A A G

Lys

G C G

Ala

C A UU U

U

G

Leu

Frameshift: insertion or deletion of base pairs, producing Frameshift: insertion or deletion of base pairs, producing a stop codon downstream and )usually( shortened proteina stop codon downstream and )usually( shortened protein

mRNAmRNA

ProteinProtein

NormalNormalmRNAmRNA

ProteinProtein

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G C

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A A

Gln

C

Pre-mature stop codon

Missense mutation

mutation

. אמינו – ח של רצף פפטיד . פעילות – בעל אמינו ח של יותר או אחד רצף ביולוגית חלבון

+eIF3

eIF3

טראנספראז פפטידיל

Life cycle of mRNA movie

elongation

termination

Lodish Fig 4-38

Eukaryotic translation initiation can occur at IRES

Translation

Translation II

Ada Yonat Movie

פוליזום

טרנסלציה בפרוקריוטים

mRNA turnover

NMDExon junction complex )EJC(

A little terminology…

– RNA Interference )RNAi( – • The phenomenon whereby small RNA can induce

efficient sequence-specific silence of gene expression.

– Micro-RNA )miRNA( – • Single-stranded RNAs of 22-nt that are processed

from ~70-nt hairpin RNA precursors by Rnase III nuclease Dicer. miRNAs can silence gene activity.

– Small Interfering RNA )siRNA(– • Similar to miRNA, but dsRNA – originally found in

plants, prevent transcription of viral products

Illustration Illustration of miRNA of miRNA

processingprocessing

Differences in miRNA Mode of Differences in miRNA Mode of ActionAction

miRNA RegistrymiRNA Registry

http://www.sanger.ac.uk/Software/Rfam/http://www.sanger.ac.uk/Software/Rfam/mirna/index.shtmlmirna/index.shtml

Latest release contains 4584 predicted Latest release contains 4584 predicted and verified miRNAs (May 2007)and verified miRNAs (May 2007)

321 predicted and 223 experimentally 321 predicted and 223 experimentally verified in verified in Homo sapiensHomo sapiens

Mouse and human are highly conservedMouse and human are highly conserved

Human is not conserved with plantsHuman is not conserved with plants

בקרה על התפתחות ומעורבות בסרטן

וירלית התקפה שעוברים מתאים ומופרש מיוצר אינטרפרון

- לפרוקריוטים או בין השונים הטרנסלציה במערכת הפקטורים על פועלות אנטיביוטיקות

סרט

Endoplasmic Reticulum )ER(

ER+ movieטרנסלציה ל-

סוכרים הוספת – גליקוזילציות

Chaperonsצפרונים = חלבונים

שעוזרים לקיפול נכון של חלבוני המטרה

שלהם

פרוטאוזוםמערכת הפרוק של חלבונים בתא

צחנובר והרשקו קיבלו על כך פרס

נובל

FD - Familial DysautonomiaRiley-Day Syndrome

Gil Ast

FD- Familial Dysautonomia • An autosomal recessive congenital neuropathy• Poor development and progressive

degeneration of sensory and autonomic nervous system

• Common in Ashkenazi Jewish population – carrier: 1:30 (1:18 in Polish Jews), live births: 1:3,600

• Symptoms: decreased sensitivity to pain and temperature, cardiovascular instability, gastrointestinal dysfunction, postural hypotension, and more

• 50% of patients die before the age of 30

Major mutation in FD

Exon 19 Exon

20

Exon 21

Intron 19

Intron 20

IKBKAP pre-mRNA

gtaagt c

Normal splicing

FD mis-splicing

Exon 19 Exon

20

Exon 20

Exon 21

mRNA

Exon 19

Exon 21

IKAP Protein

Normal, 1,332aa, 150kD

Truncated, 714aa, 79kD

The splicing pattern of IKBKAP in FD is tissue specific

IKBKAP acceptor site strength )bits(: -2.5 – 15.8, average 9.47IKBKAP donor site strength )bits(: 3.2 – 13.0, average 8.94

2119 20tggtgtgtttagCAT…CAGgtaagc….aatttatttaagATG..CAAgtaagt…gtcttctcacagACT…AAGgtaact

-2.5 bits 10.8 4.3 10.1 14.3 8.1

8.7 FD

c

Why does this mutation cause aberrant splicing, particularly in neural tissue?

Examination of splice site quality

Figure 1