Recommended
More Related Content
Similar to The_Transcription.pptx
More from hakim hassan
More from hakim hassan (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
The_Transcription.pptx
- 1. The Principals of Genetic Lectures Kafrelsheikh University Faculty of Agriculture Genetics Department Dr. Abdel-Hamid Ali Prof. Of Cyto-biochemical Genetics & Plant Biotechnology
- 2. النسخ Transcription الجيني التعبير خطوات أول هو
- 3. Gene expression • الجيني التعبير عملية تتم Gene expression بنقل الـ النووي الحامض جزيئات من الوراثية المعلومات DNA الـ النووي الحامض جزيئات إلي RNA ، الـ من ثم RNA البروتين جزيئات إلي .
- 4. Proposed by Francis Crick 1958 Central Dogma
- 5. Transcription and translation in eukaryotic cells are separated in space and time. Extensive processing of primary RNA transcripts in eukaryotic cells.
- 6. What is a gene? “The entire nucleic acid sequence that is necessary for the synthesis of a functional polypeptide or RNA molecule”. لتخليق ضروري النووي الحمض من تتابع عن عبارة .RNA أوجزئ الببتيد متعددة وظيفية سلسلة
- 8. II. Transcription: RNA from DNA What is the enzyme that can direct RNA synthesis? RNA polymerase - first isolated in liver of rats - requires NTPs with ribose as sugar - NO primer is needed n(NTP) (NMP)n + n (Ppi) DNA enzyme RNA polymerase well characterized in E. coli - 6 subunits
- 9. Making Sense of the Strands • DNA coding strand = Sense Strand • DNA template strand = Antisense Strand • mRNA formed = Sense Strand 3’ 5’ 3’ 5’ mRNA 5’ 3’ Coding or Partner strand Template strand
- 10. Components of Prokaryotic Transcription 3 main steps of transcription: initiation, elongation, termination
- 11. NO primer required 5’ to 3’ 50 nt/second
- 12. Prokaryotic Promoter Lies Just Upstream (5’) of Transcribed Region -10 TATA Box -35 Region Two Consensus sequences Effect of mutations here?
- 16. إنزيم RNA polymerase • اإلنزيم المسئول عن عملية النسخ فى الـ Prokaryotes هو إنزيم RNA polymerase وهو إنزيم واحد فقط معقد التركيب وزنه الجزيئى حوالى 480.000 دالتون واإلنزيم المعزول من بكتريا القولون يتكون من ست تحت وحدا ت من عديدات الببتيد , ω 1 β̀, 1β, 2α, σ ويسمى باإلنزيم الكامل ( hole enzyme ) وتحت الوحدة للعامل σ يكون دورها فقط فى التعرف على البداية الصحيحة للنسخ على الـ DNA (binding site) من منطقة الـ promotor
- 17. DNA Sequences Important to Transcription in Prokaryotes Promoter • • Pribnow Box (also called the -10 element) – TATAAT • -35 element - TTGACA
- 18. core enzyme holoenzyme Holoenzyme The holoenzyme of RNA-pol in E.coli consists of 5 different sHoloenzyme ubunits: 2 . Holoenzyme
- 19. subunit MW function 36512 Determine the DNA to be transcribed 150618 Catalyze polymerization 155613 Bind & open DNA template 70263 Recognize the promoter for synthesis initiation RNA-pol of E. Coli
- 20. RNAP - RNA pol. • • أوميجا ω هي أصغر الوحيدات من الحمض النووي الريبي بوليميراز الب كتيري RNAP على الرغم من أن البحوث التي ت م تحديدها في RNAP في وقت ،مبكر وظلت وظيفتها غامضة ويكتنفها من الجدل لف ترة طويلة . وفيما بعد تبين أن هذا البروت ين له دورا تركبيا في الحفاظ على التشكل ألكبر ،الوحيدات β ' ، وتساعد β' إلى تجمع االنزيم . والحفاظ على هذه الوظيفة في جميع أشكال الحياة يدل على أهمية دورها . وقد اقترح مؤخرا عدة مالحظات ألدوار وظيفية إضافية لهذا البروتين .
- 22. البداية Initiation : • وتكون البداية بارتباط إنزيم RNA polymerase بالسلسلة المزدوجة من الـ DNA وذلك حتى تصبح سلسلة القالب مت احة لعملية ازدواج القواعد مع القواعد الريبونيوكليوتيدي ة لتكوين سلسلة RNA ، وبناء عليه فأن سلسلتى الـ DNA البد أن يتم فصلهما وفك الحلزنه ويحدث ذلك فقط فى المنطقة ال مرتبطة بإنزيم الـ RNA Pol و تكتمل مرحلة البداية عندما تنضم أو ل ،ريبونيوكليوتيدة . وأول تتابع DNA مطلوب لهذا التفاعل يسمى Promoter والموقع الذى يتم فيه ادخال أول نيوكليوتيده يسمى Start site أو Start point
- 23. تابع • الـــ تخليق في فقط تدخل RNA الريبونيوكليوسيــدات 5َ - الفوسفات ثالثي (ribonucleoside 5'-triphpsphates) لسلسة مكونة ريبونيكليوتيدة أول وتكون RNA النوع من هي الفوسفات ثالثي triphosphate ) . ) مجموعة وتكون 3 ' - OH ف وهكذا ، التالية بالنيوكليوتيدة االرتباط نقطة هي النهاية إن 5 ' الفوسفات بثالثي مرتبطة تكون . ال الشكل في كما تالي :
- 25. Transcription initiation by prokaryotic RNA polymerase Core enzyme Holoenzyme ’ Promoter -35 -10 “sliding and scanning” Open complex; initiation ’ Closed complex rNTPs PPi ’ 5’pppA mRNA Sigma separates from the core once a few phosphodiester bonds are formed
- 27. اإلستطالة Elongation الـ سلسلة RNA من هجين مكونة DNA, RNA المحلزنه غير المنطقة فى
- 28. تابع • 3 - الـ جزئ في النيوكليوتيدات تتابع تحديد يتم RNA الـ حامض في النيوكليوتيدات تتابع بواسطة DNA . وتضاف الـ لسلسة النامية النهاية إلي جديدة نيوكليوتيدة كل RNA ، النيوكل مع توافقها حسب النيوكليوتيدة هذه وتختار يوتيدة الـ شريط علي الموجودة المقابلة DNA علي قدرتها وحسب ثنائية رابطة اقامة base-pair القاعدة مع . علي الموجودة الـ شريط DNA ، القواعد أن أي C و T و G و A الموجودة الـ شريط علي DNA القواعد تواجد تحدد G و A و C و U ، الـ سلسلة في ، التوالي علي RNA حديثا المخلقة .
- 30. تابع • 5 - سلسلة تنمو RNA اإلتجاه في الجديدة 5 ' 3 ' أن أي، النهاية إلي فقط ضافُت الجديدة النيكليوتيدات 3 ' - OH في سلسة RNA سلسة بنمو الخاص االتجاه هذا ، النامية RNA تخليق اتجاه نفس هو النامية DNA . • 6 - انزيم ان وجد RNA polymaerase بدء علي قادر انزيم عكس علي وذلك السلسلة نمو DNA polymerase انزيم ان أي RNA polymerase بادئ إلي يحتاج ال primer.
- 31. Elongation • Polymerase is accurate - only about 1 error in 10,000 bases • Elongation rate is 20-50 bases per second - slower in G/C-rich regions (why??) and faster elsewhere.
- 33. Two termination models in E. coli • • Two termination models in E. coli involve palindromes • 1- الـ أن core enzyme أى غياب فى محددة مواقع عند ينهى أن يمكنه آخر عامل In vivo الغيرمعتمدة اإلنهاء أنهاعوامل يقال والتى المواقع هذه الـ على rho factor rho- independent terminators) ) يطلق أو عليها .Simple terminator • ** تركيبيتين صورتين ذات البسيطة اإلنهاء عوامل : - • أ – hair pin المنهيات لكل شامل terminators) ) • ب – الـ من تكرار u حوالى ( 4 - 6 ) السلسلة نهاية فى RNA تمثل والتى run of u . • 2- الـ على المعتمدة اإلنهاء عوامل rho factor إلى باحتياجها عرفت الـ إضافة rho factor ذكره سبق كما الخلية خارج . الطفرات دراسة وأن العامل أن أظهرت rho النسخ إلنهاء ًامتضمن يكون in vivo.
- 34. FIGURE 27: Bacterial termination occurs at a discrete site
- 35. 19.15 Bacterial RNA Polymerase Terminates at Discrete Sites • Intrinsic termination requires recognition of a terminator sequence in DNA that codes for a hairpin structure in the RNA product. • The signals for termination lie mostly within sequences already transcribed by RNA polymerase, and thus termination relies on scrutiny of the template and/or the RNA product that the polymerase is transcribing. FIGURE 28: An intrinsic terminator has two features
- 36. rho factor • اكتشف الـ rho factor كبروتين عندما يضاف فى النظم خارج الخلية يسمح لإلنزيم أن ينهى عند مواقع محددة من ًاتج جزئيات من الـ RNA بنهايات فريدة من 3̀ كما سبق ذكره وهذا الفصل أو التحرر يطلق عليه rho-dependent termination ووجود الـ rho-dependent term داخل النظم الخلوية يكون نشط بوجود هذه النهايات ذات الـ hairpin والتى ال تحتوى على تتابعات غنية فى ال ـ G C وال يوجد أى تتابع عام عرف داخل أو قريب من الـ hairpin وال يوجد تكرار الـ U أو أى مناطق غنية بالـ A- T.
- 38. FIGURE 29: Rho terminates transcription
- 40. النواة حقيقية الكائنات في النسخ Transcription in eukaryotes • ب الكائنات في النسخ عملية كبير حد إلي تتشابه النواة دائية حامض تركيب وكذلك ، النواة حقيقية والكائنات RNA ، هي فروق خمس هناك ولكن : • 1 - ثال علي النواة حقيقية الكائنات خاليا تحتوي أنواع ثة انزيم من RNA polymerase تصنيع عن مسئولة وهي أحماض RNA وتسمي المختلفة RNA polymerase I, II, III
- 41. ع النواة حقيقية الكائنات خاليا وتحتوي لي ثالثة من أنواع انزيم RNA polymerase • التالي الجدول يوضحة كما خاصة جينات بنسخ تقوم حيث
- 42. النو وحقيقة النواة أولية في النسخ بين الفروق تابع اة • 2 - تكون كال من نهايتي 5 ' و 3 ' مختلفتين ، فيوجد تركي ب معقد طلقُي عليه اسم cap وهو موجود عند نهاية 5 ' في mRNA. وتحتوي النهاية 3 ' علي تتابعات عديدة ( تصل إل ي 200 نيوكليوتيدة ) من حامض polyadenylic acid أو poly (A) ، وذلك في أغلب جزيئات mRNA. • 3 - متداخلة تتابعات توجد intervening sequences اسم عليها لقُطأ ما أو introns الـ جزئ في mRNA ج من طردها يتم التتابعات وتلك ، تكوينه اثناء وذلك الـ زئ mRNA الباقية المناطق لحم إعادة يتم ثم . عمل وتسمي ية واإللتحام القطع splicing أو processing
- 43. LE 17-10 5 Exon Intron Exon Intron Exon 3 Pre-mRNA 1 30 31 104 105 146 Coding segment Introns cut out and exons spliced together 1 146 5 Cap 5 Cap Poly-A tail Poly-A tail 5 3 UTR UTR (mature) mRNA 5’ cap and 3’ poly (A) ends of eukaryotic mRNA 5’ end capping 3’ end poly(A) tail
- 44. الفروق تابع • 4 - الـ جزيئات جميع ان وجد mRNA من ناتجة تكون واحد سسترون monocistronic حقيقي الكائنات في وذلك ة النواة • 5 - الـ جزيئات أغلب mRNA الكائنات في طويال تعيش النواة حقيقية . ع فيكون النواة بدائية الكائنات في أما هذه مر قليلة دقائق يتعدي ال الجزيئات
- 46. Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company In Prokaryotic Polycistronic coding sequence
- 47. In Eukaryotic monocistronic promoter coding sequence
- 48. Prokaryotic vs eukaryotic mRNA molecules
- 49. Structure of a typical prokaryotic mRNA molecule
- 50. “The Protein Players” - RNA polymerases, transcription factors, initiation factors, enhancers, repressors
- 51. Protein Synthesis: Translation Translation is the process of decoding a mRNA molecule into a polypeptide chain or protein. mRNA جزيء تشفير فك عملية هي الترجمة إلى بروتين أو ببتيد سلسلة . Each combination of 3 nucleotides on mRNA is called a codon or three-letter code word. Each codon specifies a particular amino acid that is to be placed in the polypeptide chain (protein). وتسمى كل تركيبة من 3 النيوكليوتيدات على mRNA كودون أو ثالثة أحرف كلمة الشفرة . يحدد كل كودون حمض أميني معين وهذا هو وضعها في سلسلة ببتيد ( بروتين ) .
- 55. 55 The Genetic Code Marshall Nirenberg identified the codons that specify each amino acid. RNA molecules of only 1 nucleotide and of specific 3-base sequences were used to determine the amino acid encoded by each codon. The amino acids encoded by all 64 possible codons were determined.
- 56. 56
- 57. 57 The Genetic Code stop codons: 3 codons (UUA, UGA, UAG) in the genetic code used to terminate translation start codon: the codon (AUG) used to signify the start of translation The remainder of the code is degenerate meaning that some amino acids are specified by more than one codon.
- 58. Transfer RNA • anticodon- 3’ to 5’ sequence that matches the complementary 5’ to 3’sequence (codon) on the mRNA • Acceptor arm - Amino acid code on 3’ end • T and D loops – provide structure for interface with aminoacyl-tRNA synthetase ?
- 60. tRNA Transfer RNA Bound to one amino acid on one end Anticodon on the other end complements mRNA codon. ولجزيئات الـ tRNA خصائص مشتركة عديدة فالطرف 3 ' يحمل في نهايته تتابع القواعد CCA مكان ارتباط الحامض االميني كما يحمل الجزئ أيضا تتابع ثالثي آخر بع رف بالكودون المضاد anticodon يسمح باإلرتباط المؤقت مع تتاب عات قواعد الكودون الموجودة علي الــ mRNA
- 61. Processing of pre-tRNAs RNase P cleavage site
- 64. Ribosomes 2 subunits, separate in cytoplasm until they join to begin translation Large Small Contain 3 binding sites E (exit). P (peptidyl) A (aminoacyl)
- 65. Assembly ) ( تجميع of ribosomes in Eukaryotes • 3 - حامض ر . ن . ا . الريبوسومي Ribosomal RNA (rRNA) • والذي يخلق من جينات في منطقة النوية في صورة منسوخ بحجم 45S مرتبط به البروتين الريبوسومي و من هذا المنسوخ األولي تتكون 3 أحجام من rRNA منها اثنان 28 S, 5.8 S يدخالن في بناء التحت وحدة الريبوسومية الكبري 60S ثم الحجم 5.8S تدخل في بناء التحت وحدة الريبوسومية الصغري .40S ثم يأتي الحجم االصغر من rRNA 5S من الجينوم النووي الي التحت وحدة الكب ري ليكتمل محتواها من rRNA
- 68. Transcription by RNA Polymerases I The ribosomal RNA gene
- 69. Large subunit does???? Small subunit does ?????