Translation og tRNA funktion

Okay, her er dine detaljerede studienoter, som du har bedt om:

Cellen

• Cellen er den strukturelle og funktionelle enhed af alle kendte levende organismer
• Celler er i stand til at "kopiere" eller reproducere sig selv
• Cellenreparerer sig selv ved at erstatte dele af sig selv, der ikke fungerer

Begreber i cellen

• Nucleus er cellens kontrolcenter/cellekerne, hvor DNA'et er placeret, og regulerer cellens aktiviteter gennem transskription og DNA-replikation
• Outer layer of the cell envelope adskiller kernen fra cytoplasmaet og regulerer molekylers passage ind og ud af kernen; her sidder ribosomer i forbindelse med ru endoplasmatisk reticulum
• Inner layer of the cell envelope arbejder tæt sammen med den ydre membran for DNA beskyttelse og for at opretholde kernens struktur, og her findes laminer
• Nuclear Pores i kernemembranen regulere transporten af molekyler som RNA og proteiner mellem kernen og cytoplasmaet
• Lamins er strukturelle proteiner, der hjælper med at opretholde kernens form og integritet
• Ribosomer er cellens proteinfabrikker, hvor mRNA oversættes til aminosyrekæder for at danne proteiner og er opbygget af proteiner og rRNA, og består af to subunits, hvor det i eukaryote celler er en lille subunit på 40s og det store på 60s
• Ribosomer findes ofte frit i cytoplasmaet eller knyttet til ru endoplasmatiske reticulum, hvor de er involveret i proteinsyntese
• Nucleolus er centrum for ribosombiogenese/rRNA-syntese i cellen, hvor rRNA og ribosomale proteiner kombineres for at danne pre-ribosomer. Ribosomale underenheder bliver færdig lavet i både rER og Golgi-apparatet

Endoplasmatisk Reticulum

• Laminer er primært lokaliseret i cellekernen på det indre lag af kernemembranen (nuclear envelope). og hjælper med at opretholde kernens strukturelle integritet.
• Eukromatin (aktivt DNA) er løst pakket og ofte involveret i transskription, mens heterokromatin (inaktivt DNA) er tæt pakket og inaktivt
• Transskription af DNA foregår indeni cellekernen
• Endoplasmatisk reticulum består af to dele, det ru (rER) og det glatte (sER). Det ru sidder i direkte kontakt med cellekernen, hvor det glatte sidder i forlængelse af det ru
• rER er den del af endoplasmatiske reticulum, hvor ribosomer er fastgjort, og hvor proteinsyntese og post-translational modifikation finder sted
• sER er en del af endoplasmatiske reticulum, og er involveret i lipidmetabolisme, calciumlagring og detoxifikation af stoffer i cellen
• mRNA fra nukleus bliver translateret i det ru ER, specifikt proteiner som lysosomer, membran proteiner og proteiner som skal ud af cellen
• Det ru ER har bundet ribosomer til overfladen
• Proteinsyntese: mRNA fra nukleus bliver translateret her, specifikt proteiner som lysosomer, membran proteiner og proteiner som skal ud af cellen
• Protein foldning: proteiner får deres sekundære eller tertiære struktur.
• Protein modifikation: Proteiner undergår N-glycolation, som aktivere proteiner (og får tilføjet et sukkermolekyle på deres N-terminale ende).
• Lipid syntese: indeholder mange enzymer, som tager del i lipid syntese - danner fedtsyrer, phospholipider og kolesterol.
• Biotransformation: nedbrydelse af toxiner ved brug af enzymet CYP450
• Glukose-6-fosfat metabolisme
• Calcium depot
• Sarcoplasmic retikulum (sarkoplasmatisk retikulum) er en type endoplasmatiske retikulum, der er findes specielt i muskelceller, og det lagrer calciumioner, som er afgørende for muskelkontraktion
• Produkter fra både det ru og glatte ER transporteres ved brug af vesikler, der oftest sendes videre til golgi-apparatet, men det glatte ER kan også sende vesikler direkte hen til membranen eller det ekstracellulære miljø (exocytose)

Golgi-apparatet

• Funktion:
  • Post-translational modificering af proteiner og lipider, der kommer fra ER, fx N-glycolation og O-glycolation
  • Sortering og pakning af proteiner og lipider i vesikler til transport til forskellige steder i eller uden for cellen
  • Produktion af lysosomer og andre membranbundne organeller
• Cis-Golgi-netværket er den del af Golgi-apparatet, der modtager vesikler fra det endoplasmatiske retikulum, og fungerer som en indgangszone for vesikler, der bringer proteiner og lipider til Golgi-apparatet for yderligere behandling
• Trans-Golgi-netværket sender ud vesikler med færdige produkter til deres endelige destinationssteder. Det fungerer som en udgangszone, færdige proteiner og lipider pakkes og sorteres til transport til andre steder inde i cellen eller til ekstracellulære destinationer
• Golgi-apparatet transporterer sine produkter ved hjælp af vesikler, som knopskyder fra Golgis membranstakke og transporterer proteiner, lipider og andre molekyler til deres specifikke destinationssteder inde i eller uden for cellen

Endocytose og Exocytose

• Exocytose frigiver cellen indhold, der er frigivet ved at fusionere vesikler med cellemembranen
• Der er tre primære typer af endocytose: fagocytose, pinocytose og receptor-medieret endocytose
• Fælles for alle former for endocytose er at cellen optager eksterne materialer ved at indkapsle dem i vesikler, der dannes fra cellemembranen
• Fagocytose optager faste partikler eller større væskedråber ved at indkapsle dem i en membranblære (fagocytisk vesikel)
• Pinocytose indfanger og optager væske og opløste stoffer fra ekstracellulærrummet ved at danne små vesikler
• Receptormedieret endocytose indfanger specifikke molekyler fra ekstracellulærrummet ved hjælp af receptorer på overfladen

Andre celle bestanddele

• Cellemembranen består af fosfolipider, kolesterol og membranproteiner, og er en barriere for forskellige typer af transport
• Vesikulær transport refererer til transporten af molekyler eller proteiner i vesikler fra et membranbundet organel til et andet inde i cellen
• Lysosomer består af forskellige former for hydrolyserende enzymer, der nedbryder makromolekyler
• Autophagy er en cellemekanisme, hvor cellen nedbryder sine egne komponenter ved at omslutte dem med membraner (vesikel), og føre dem til lysosomer for nedbrydning
• Autolysis er en form for celledød, hvor en celle nedbryder sine egne komponenter, ofte som et resultat af skade eller programmeret celledød
• Peroxisomer indeholder enzymer som catalase, oxidaser og metabolske enzymer
• Den ydre mitokondriemembran er glat og porøs, har høj permeabilitet ift. passage af små molekyler ind og ud
• Den indre mitokondriemembran er tæt og består af mange foldninger kaldet cristae, der spiller en central rolle i ATP-produktionen og regulerer passage af molekyler
• Mitokondrie-matrix er det indre rum i mitokondrien, hvor mange af de enzymatiske reaktioner i cellulær respiration forekommer, og hvor ATP-produktionen finder sted

Cellulær Respiration

• Den proces, hvor celler producerer energi i form af ATP ved at nedbryde næringsstoffer, som glukose ved brug af ilt.
• De 5 trin i cellulær respiration:
  • Glykolyse: I cytoplasmaet nedbrydes et glukosemolekyle til to pyruvat molekyler, der giver en netto gevindst på 2 ATP og NADH.
  • Pyruvat-dehydrogenase-kompleks: De dannede pyruvat molekyler fra glykolyse transporteres ind i mitokondrie matrixet, hvor pyruvat-dehydrogenase-komplekset omdanner dem til acetyl-CoA, og frigiver NADH
  • Citronsyrecyklus: Fortsat inden i mitokondrie matrixet går acetyl-CoA sammen med oxaloacetat for at starte citronsyrecyklussen. For hver glukose molekyle (fra step 1) bliver der dannet 2 ATP, 6 NADH og 2 FADH2
  • Elektrontransportkæden (ETK): NADH og FADH2 donerer elektroner til ETK, som sidder i mitokondriets indre membran. Overførelsen af disse elektroner mellem proteinkomplekserne frigiver energi
  • ATP-syntase: Den elektrokemiske gradient, der dannes ved ETK driver protoner tilbage gennem ATP-syntasekanalen i mitokondriets indremembran; denne bevægelse frigiver energi, som bruger til at omdanne ADP til ATP

Principles of Cell Biology

• En holobiont er en samling af en vært og andre arter som tilsammen danner en diskret økologisk enhed gennem symbiose
• Celle er en membran-indkapslet samling af samarbejdende molekyler
• Plasmamembranen er en tynd dobbelt lag af lipider med intergrerede proteiner der adskiller cellens indre miljø fra det ydre
• Cytoplasmaet er en cellevæske der udgør det meste af cellens volumen med en gel konsinstens
• Homeostase refererer til en organismes opretholdelse af et stabilt indre miljø trods ændringer i det eksterne miljø
• Liv eller noget er levende, er defineret ud fra evnen:
  • "Kopiere" eller reproducere sig selv
  • "Fix" eller reparere sig selv
• Fosfolipider er lipider der er grundlæggende komponenter af cellemembranen
• Fosfoglycerid er en fosfolipid
• Steroler er organiske forbindesler der forekommer naturligt i både planter og dyr
• Kolesterol hjælper med at regulerer membranfluiditet og styrke cellemembranens struktur, samt er en forløber for steroid hormoner
• Triglycerider er fedtsyre-molekyler bundet til et glycerolmolekyle; deres primære funktion er lagring af energi
• Lipoproteiner er komplekse partikler der er transportører af lipider
• Et nukleotid er en grundlæggende byggesten af nukleinsyrer, bestående af base, sukkermolekyle og fosfatgrupper
• Nukleotider består af de tre hovedkomponenter: nitrogenholdige base, pentose sukker og fosfatgrupper
• Nukleinsyrer er biomolekyler der bærer genestisk information i celler; DNA og RNA er de to hovedtyper
• Membraner er komplekse fluide strukturer
• Integrale membranproteiner er indlejret helt eller delvis i lipiddobbeltlaget
• Lipidforankrede membranproteiner peneter ikke lipidlaget, mgen binder kovalent til det i stedet for til
• Periferier membranproteiner ikke kontakt med lipidlaget, mgen bindersig til integrale membranproteiner/lipidforankrede
• Cellemembraners vigtigste funktion er at separere molekyler og er selektiv
• 9 mest almindelige organeller i den eukaryote celle: Cellekerne, Mitokondrie, Endoplasmatiske reticulum (ru ER og glat) ==Start of OCR for page 20==

Proteiner

• Primær struktur refererer til den lineære sekvens af aminosyrer i en polypeptidkæde
• Sekundær struktur beskriver lokal folding i en polypeptidkæde og mest almindelige sekundære strukturer er alfa-helix og beta-fold
• Tertiær struktur refererer til samlede tredimensionelle folding af en enkelt polypeptidkæde grundet interaktioner mellem aminosyrer
• Kvaternær struktur gælder kun for proteiner der består af flere polypeptidkæder; det refererer til arrangement og interaktioner mellem underenhederne
  • De novo pathway refererer til biosyntesen af molekyler fra enkle forbindelser eller grundstoffer
  • Salvage pathway er en alternativ vej hvor allerede syntetiserede eller nedbrudte molekyler genanvendes for at danne nye molekyler.
  • Kovalente modifikationer på proteiner har en langvarende påvirkning

Typer af kovalente modifikationer

• Methylering refererer til processen, hvor en methylgruppe (CH3) tilføjes til et molekyle, ofte som en post-transkriptionel eller post-translational modificering
  • DNA-methylering methylgruppe tilføjes til cytosin-baser i DNA; for at regulere genekspression; kan påvirke cellulær funktion, udvikling og sygdomsrisiko.
  • RNA-methylering -RNA- molekyler modificeres ved at tilføje methylgruppe til specifikke nukleotider; kan påvirke RNA's stabilitet, oversættelseseffektivitet og funktion i cellen.
  • Protein-methylering - methylgrupper tilføjes til bestemte aminosyrer i proteiner;Kan påvirke proteiners struktur, funktion, interaktioner og cellulære signaleringsveje.
    • Disulfidbindingers danneses når to cystein-sidekæder covalent bindes i et protein; Dette definerer en proteins struktur

Cytoskelettets proteiner

• Proteiner, der skal danne polymere inde i cellen, der bestemmer cellens form, og som er mere fysisk modstandsdygtig
• Intermediære filamenter - mekanisk styrke
• Mikrotubili - transport inden i cellen
• Aktinfilamenter - bevægelse af cellen Intermediære filamenter er en klasse af cytoskeletale proteinfilamenter, der er større i diameter end aktinfilamenter men mindre end mikrotubuli Mikrotubuli er rørformede strukturer opbygget af proteinet tubulin; større i diameter end både aktinfilamenter og intermediære filamenter; involveret i opretholdelse af cellens form og intracellulær transport

DNA Replication

• formålet med replikation - nøjagtig kopi af DNA-molekylet før celledeling, der sikrer genetisk information og overføre den til nye celler.
• replikation forgår hovedsageligts i S-fasen (syntesefasen) af cellecyklussen.
• DNA-replikationen er semikonservativ
• 5' mod 3'
• i datterstrengen syntetiseres replikarer i retningen 5' enden mod 3', hvor forældrestrengen læses i retningen 3' til 5'; nukleotider tilføjes til OH-gruppen på 3' af datterstrengen
• enzymet helikase åbner DNA-dobbelthelixen ved at bryde hydrogenbindingerne mellem baserne og skaber en "replication fork".
• enzymet primase syntetiserer korte RNA-primere for at give et startpunkt for DNA-polymerase III.
• DNA--polymerase III læser de eksisterende DNA-strenge

Denne quiz udforsker tRNA's rolle under translation, fra antikodon baseparring med mRNA til specifikke armfunktioner (D-arm, T-arm). Den dækker også wobble-effekten og eukaryot transkription.