Limited time offer 20% OFF StudySoup Subscription details

UD - BISC 403010 - Exam 3 Stud Guide - Study Guide

Created by: Udbluehen03 Elite Notetaker

> > > > UD - BISC 403010 - Exam 3 Stud Guide - Study Guide

UD - BISC 403010 - Exam 3 Stud Guide - Study Guide

0 5 3 91 Reviews
This preview shows pages 1 - 6 of a 38 page document. to view the rest of the content
background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
Gene Expression: The Flow of Information from DNA to RNA to Protein  Gene expression   -  The means by which genetic information can be interpreted as phenotype   Triplet Codons of Nucleotides Represent Individual Amino Acids  -  The language of nucleic acids is written in  four  nucleotides  o  A, G, C, and T for DNA  
o  A, G, C, and U for RNA  
o  While the language of proteins is written in amino acids 
-  Each nucleotide triplet is called a  codon   o  Each codon, designated by the bases defining its three nucleotides, specifies one  amino acid  o  3 nucleotide code = 4 3  =  64  combinations  o  For example, GAA is a codon for glutamic acid (Glu)  Evidence for a triplet code  -  Each gene has a single starting point 
-  This starting point establishes a 
reading frame  -> a way of dividing the sequence of  nucleotides in a nucleic acid (DNA or RNA) molecule into a set of consecutive, non-
overlapping triplets 
-  Changes that alter the grouping of nucleotides into codons are called  frameshift  mutations  -> are nucleotide insertions or deletions that alter the genetic instructions for  polypeptide construction by changing the reading frame  Cracking the code: Which codons represent which amino acids?  -  Technological breakthroughs in the 1950s and 1960s  o  Discovery of mRNA 
o  In vitro translation of synthetic mRNAs 
  With the addition of mRNA, biochemists were able to obtain  cellular  extracts  that synthesized polypeptides in a test tube    Developed techniques to synthesize  artificial  mRNAs   with known nucleotide sequence    Allowed synthesis of simple polypeptides  Using synthetic mRNAs and in vitro translation to crack the genetic code  -  In 1961, Marshall Nirenberg and Heinrich Mathaei added a synthetic (artificial)  Poly-U  mRNA to a cell-free translational system derived from E. coli  -  With the Poly-U mRNA, phenylalanine (Phe) was the only amino acid incorporated into  the resulting polypeptide 
background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
-  They created other scenarios for example, CCC which is Proline   Genetic code is almost, but not quite, universal  -  Virtually all cells alive now use the  same  basic genetic code  o  In vitro translational systems from one organism can use mRNA from another  organism to generate protein  o  Comparisons of DNA and protein sequence reveal perfect correspondence  between codons and amino acids among all organisms  -  The universality of the code is an indication that it  evolved very early  in the history of life  Exceptional  genetic codes found in other organisms such as ciliates, mitochondria, and  some prokaryotes  o  For example,     Mitochondria UGA=Stop codon 
  Drosophila UGA=Tryptophan 
Polarities: 5' to 3' in mRNA corresponds to N to C in the polypeptide  -  Template strand   o  One of the two strands that serves as a template for the mRNA 
o  Also called the antisense strand or the noncoding strand 
-  RNA-like strand  o  The other strand 
o  It has the same polarity and sequence as the RNA 
o  Also called sense strand or coding strand  
Nonsense codons and polypeptide chain termination  -  Stop codons  o  UAA    Ochre codon  o  UAG    Amber codon  o  UGA    Opal codon  -  Initiation codon   o  AUG 
o  The amino acid methionine wherever it appears in the reading frame 
o  Marks where in an mRNA the code for a particular polypeptide begins 
-  Nonsense mutation  o  Changes a codon that signifies an amino acid (a sense codon) into one that does  not (a nonsense codon)  o  Results in a premature termination of the synthesis of a polypeptide  
background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
Transcription in Prokaryotes (Important Points)   -  RNA polymerase  catalyzes  transcription  -  DNA sequences near the beginning of genes, called  promoters , signal RNA polymerase  where to begin transcription  -  RNA polymerase adds nucleotides in 5’-to-3’ direction  o  Formation of phosphodiester bonds using ribonucleotide triphosphates (ATP,  CTP, GTP, and UTP)  o  Hydrolysis of bonds in NTPs provides energy for transcription   -  Sequences in the RNA products, known as  terminators , tell RNA polymerase where to  stop transcription  Transcription in Prokaryotes (Steps)   -  Initiation  o  Step 1    RNA polymerase binds to the double-stranded DNA at the beginning of  the gene to be copied     The RNA polymerase binds specifically to the promoter  
  RNA polymerase contains a 
σ (sigma)  subunit     The σ subunit reduces RNA polymerase’s affinity for DNA and increases  RNA polymerase’s affinity for the promoter    As a result of this RNA polymerase is able to bind tightly to the  promoter forming a close promoter complex   o  Step 2     After binding to the promoter, RNA polymerase unwinds the double- stranded DNA    The complex that forms after RNA polymerase binds to the  promoter is called open promoter complex    The enzyme identifies the template strand and scans for two nucleotides  
  The ribonucleotides form complementary base pairing with the template 
strand    RNA polymerase then catalyzes the formation of a phosphodiester bond  between the first two ribonucleotides    Then the RNA polymerase releases the σ subunit    This release marks the end of initiation  -  Elongation   o  Step 1    When the σ subunit separates from the RNA polymerase, the enzyme  loses its enhanced affinity for the promoter sequence and regains its 
strong generalized affinity for any DNA 
background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
  The core enzyme now moves along the chromosome, unwinding the  double helix to expose the next single-stranded region of the template    As the enzyme extends the mRNA in the 5’-to-3’ direction, it moves in the  antiparallel 3’-to-5’ direction along the DNA template strand    The region of DNA unwound by RNA polymerase is called the  transcription bubble     Within the bubble, the nascent RNA chain remains base paired with the  DNA template, forming a DNA-RNA hybrid  o  Step 2    Once an RNA polymerase has moved off the promoter, other RNA  polymerase molecules can move in to initiate transcription  -  Termination   o  RNA sequences that signal the end of transcription are known as  terminators   o  There are two types of terminators    Intrinsic terminators    Cause the RNA polymerase core enzyme to terminate  transcription on its own    Extrinsic terminators    Require proteins other than RNA polymerase—particularly a  polypeptide known as rho—to bring about termination  o  Terminators often form hairpin loops in which nucleotides within the mRNA pair  with nearby complementary nucleotides  o  Upon termination, RNA polymerase and a completed RNA chain are both  released from the DNA  Transcription initiation varies between prokaryotes and eukaryotes  -  Eukaryotic genes often have enhancers (prokaryotes don’t)  o  Can be thousands of base pairs away from the promoter 
o  Required for efficient transcription 
HIV and Reverse Transcription   -  Compared to the central dogma (DNA – RNA – Protein), HIV is RNA – DNA – RNA –  Protein   -  The virus next uses  reverse transcriptase  to copy its RNA genome into double-stranded  DNA molecules in the cytoplasm of the host cell  -  The double helixes then travel to the nucleus where another enzyme, called integrase inserts them into a host chromosome  -  Once integrated into a host-cell chromosome, the viral genome can do one of two  things 
background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
o  It can commandeer the host cell's protein synthesis machinery to make  hundreds of new viral particles that bud off from the parent cell, taking with 
them part of the cell membrane and sometimes resulting in the host cell's death 
o  Alternatively, it can lie latent inside the host chromosome, which then copies  and transmits the viral genome to two new cells with each cell division  -  Reverse transcriptase is a remarkable DNA polymerase that can construct a DNA  polymer from either an RNA or a DNA template  The product of transcription is a single-stranded primary transcript  -  In prokaryotic, the RNA produced by transcription is the actual messenger RNA that  guides protein synthesis  -  In eukaryotes, the primary transcript is processed to make an mRNA  o  5’ methylated cap 
o  3’ poly-A tail 
o  Introns removed by RNA splicing 
Adding a 5' methylated cap  -  Capping enzyme connects a backward G to the first nucleotide of the primary transcript  through a triphosphate linkage  -  Methyltransferase enzymes then add  methyl  groups to this G and to one or two of the  nucleotides first transcribed from the DNA template, forming a methylated cap   -  The capping protects mRNA from degradation during protein synthesis   Adding a 3’ Poly-A tail   -  Most 3’ of eukaryotes mRNA consists of 100-200s As, referred to as poly-A tail  
-  A ribonuclease cleaves the primary transcript to form a new 3' end 
o  Cleavage depends on the sequence AAUAAA, which is found in poly-A-containing  mRNAs 11–30 nucleotides upstream of the position where the tail is added  -  Next, the enzyme  poly-A polymerase  adds As onto the 3' end exposed by cleavage  -  Prevents degradation   RNA splicing removes introns  -  Exons   o  Sequences found in a gene’s DNA and mature mRNA (expressed regions)  -  Introns   o  Sequences found in DNA but not in mRNA (intervening regions)  -  Some eukaryotic genes have many introns 
-  Mature mRNAs have sequences at their 5' and 3' ends that are not translated, but that 
nevertheless play important roles in regulating the efficiency of translation 
background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
o  These sequences, called the  5'  and  3' untranslated regions  (5’ and 3' UTRs), are  located just after the methylated cap and just before the poly-A tail  -  Cells first make a primary transcript containing all of a gene’s introns and exons, and  then they remove the introns from the primary transcript by  RNA splicing , the process  that deletes introns and joins together successive exons to form a mature mRNA 
consisting only of exons 
The Mechanism of RNA Splicing  -  Three types of short sequences within the primary transcript—splice donors, splice  acceptors, and branch sites—help ensure the specificity of splicing  o  Splice-donor site    Occurs where the 3' end of an exon abuts the 5' end of an intron 
  In most splice-donor sites, a 
GU  dinucleotide that begins the intron is  flanked on either side by a few purines (Pu; that is, A or G)  o  Splice-acceptor site    The 3' end of the intron where it joins with the next exon 
  The final nucleotides of the intron are always 
AG   o  Branch site    Located within the intron about 30 nucleotides upstream of the splice  acceptor, must include an A and is usually rich in pyrimidines  -  The mechanism of splicing involves two sequential cuts in the primary transcript  o  The first cut is at the splice-donor site, at the 5' end of the intron    After this first cut, the new 5' end of the intron attaches, via a novel 2'–5'  phosphodiester bond, to an A at the branch site located within the 
intron, forming a so-called lariat structure  
o  The second cut is at the splice-acceptor site, at the 3' end of the intron; this cut  removes the intron    The discarded intron is degraded, and the precise splicing of adjacent  exons completes the process of intron removal  snRNPs and the Spliceosome   -  Splicing normally requires a complicated intranuclear machine called the  spliceosome ,  which ensures that all of the splicing reactions take place in concert   -  The spliceosome consists of four subunits known as small nuclear ribonucleoproteins, or  snRNPs   -  Each snRNP contains one or two small nuclear RNAs (snRNAs) 100–300 nucleotides long,  associated with proteins in a discrete particle  -  Certain snRNAs can base pair with the splice donor and splice acceptor sequences in the  primary transcript, so these snRNAs are particularly important in bringing together the 
two exons that flank an intron 

This is the end of the preview. Please to view the rest of the content
Join more than 18,000+ college students at University of Delaware who use StudySoup to get ahead
School: University of Delaware
Department: Biology
Course: Genetic and Evolutionary Biology
Professor: Erica Selva
Term: Fall 2015
Tags: Genetics
Name: Exam 3 Stud Guide
Description: These notes cover what's going to be in our next exam
Uploaded: 04/24/2017
38 Pages 25 Views 20 Unlocks
  • Better Grades Guarantee
  • 24/7 Homework help
  • Notes, Study Guides, Flashcards + More!
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to UD - BISC 403010 - Study Guide
Join with Email
Already have an account? Login here
Log in to StudySoup
Get Full Access to UD - BISC 403010 - Study Guide

Forgot password? Reset password here

Reset your password

I don't want to reset my password

Need help? Contact support

Need an Account? Is not associated with an account
Sign up
We're here to help

Having trouble accessing your account? Let us help you, contact support at +1(510) 944-1054 or

Got it, thanks!
Password Reset Request Sent An email has been sent to the email address associated to your account. Follow the link in the email to reset your password. If you're having trouble finding our email please check your spam folder
Got it, thanks!
Already have an Account? Is already in use
Log in
Incorrect Password The password used to log in with this account is incorrect
Try Again

Forgot password? Reset it here