molekularna izpitna 2024

razlika med bakterijsko topoizomerazo 1 in 2

1: cepi verigo 1x, zvija v + smer (razvija dodatna zvitja), ne rabi ATP

2 (DNA giraza): cepi verigo 2x, zvija v - smer (uvede dodatna zvitja), rabi ATP.

na sliki označi vodilno verigo, elemente, ki sodelujejo pri podvajanju DNA (prokarionti)

na sliki označi vodilno verigo, elemente, ki sodelujejo pri podvajanju DNA (evkarionti)

transpozon

je genetski element, ki se lahko premakne iz enega mesta v genomu na drugo. lahko prinese mutacije, lahko pa tudi antibiotik rezistenco itd.

Bakterijski transpozoni: insercijska zaporedja (IS), na koncih imajo IR- inverzne ponovitve, vmes imajo gen za transpozazo. Sestavljeni transpozoni: ko se IS vrinejo na en ali oba konca enega ali več genov.

Evkariontski:

-tip I - retrotranspozoni, vsebujejo RNA intermediat za izvedbo transpozicije. Retrotranspozone razvrščamo v dve skupini: LTR in ne-LTR (LTR = dolge končne ponovitve)

-tip II - delujejo po načelu »samo DNA«, podobni bakterijskim.

razlika med spliceosomom in samoizrezovalnim intronom

Spliceosom: RNA-proteinski kompleks (iz snRNP-jev in prot.), rabi ATP, reže evk mRNA večinoma

Samoizrezovalni int: ne rabijo proteinov - RNA kot ribocim, ne rabijo ATP, režejo tudi v organelih, prok

skupne značilnosti intronov, evolucijska funkcija

Ne kodirajo genov, najdemo jih v DNA molekuli, imajo jih pretežno evkarionti, ponavadi so daljši od eksonov, vsebujejo 5’ in 3’ sekvence za splicing in razvejitveni nukleotid in polipirimidinski trakt

evolucijska funkcija:

• alternativno spajanje: nastane iz 1 pre-mRNA več različnih kombinacij eksonov in posledično več različnih polipeptidov → evolucija genov

• podpirajo RNA World hipotezo: samoizrezovalni introni mRNA ima katalitično funkcijo) so dokaz, da je verjetno na začetku razvoja življenja RNA mol nosila gensko info in tudi katalizirala biološke procese

3 stopnje mehanizma ligacije

1. adenilacija - aktivacija encima (AMP vezan na Lys),

2. prenos AMP na fosfatno sk. na 5’-koncu (DNA-adenilatni kompleks) → aktivacija 5' fosfata,

3. nukleofilni napad 3’-OH skupine na aktivirani fosfor → AMP se odcepi, DNA se zlepi

mehanizem vezave aminokisline na tRNA

reakcijo kataliziraaminoacil-tRNA sintetaza:

1. aktivacija aminokisline (adenilacija) - v aktivno mesto se poleg ak veže ATP → aminoacil-AMP + PPi

2. tvori se kovalentna vez med ak in tRNA (3’ koncem, CCA zaporedje) - aminokislina je estrsko vezana na 3' (razred II) ali 2' (razred I) -OH skupini končnega adenozina

3. na aminoacil-tRNA se veže elongacijski faktor Tu (EFTu) s kofaktorjem GTP - sodeluje pri vnosu v ribosom in prepreči spontano hidrolizo vezi med tRNA in aminokislino.

terminacija translacije

1. RF-ji prepoznajo stop kodone na mRNA (UAA, UAG, UGA) v mestu A na ribosomu in se vežejo gor (1, 2, 3 pri pro, evk brez 2) - konformacijska sprememba akt. mesta - postane hidrolaza

2. polipeptid se hidrolitično odcepi iz tRNA v P mestu

3. veže se RF3 in GTP, RF1 se odcepi

4. hidroliza GTP v GDP → RF3 se odcepi, vežejo se RRF (rybosome recycling factor) in EF-G → podenote oddisocirajo

psevdouracil, ribotimidin se nahajata na verigi----------, ki prenaša-----------------na aktivno mesto------------ in tvori------------------vezi.

tRNA, aminokislino, ribosoma, peptidne

opiši mehanizem odstranjevanja baze in encime, ki pri tem sodelujejo (BER)

1. odcep baze in razcep verige (glikozilaza ali

glikozilaza/liaza in endonukleaza) - hidroliično odstrani bazo, dobimo abazično mesto

2. zamenjava nukleotida in ligacija:

• zamenjava segmenta - DNApol delta/epsilon sint nov segment, ki izpodrine starega, flap endonukleaza ga odstrani, DNA ligaza poveže segmente

• zamenjava enega nukleotida - DNApol beta sint en nukleotid, ligaza poveže

licenčni faktorji

skrbijo, da se DNA pri evk vsake cel samo enkrat na cel. cikel podvoji (S faza)

• ORC (ori recognition complex) - iniciator, prvi se veže se na ori

• Cdc6 (cell division cycle protein) - veže se na ORC v M7zgodnji G1 fazi, ima ATPazno aktivnost, po iniciaciji gre dol

• MCM2-7 (helikaza) in Cdt1 also del predreplikacijskega sistema

celoten mehanizem sproži replikacijo, nato se odstrani - ne more priti do re-iniciacije do naslednjega cel cikla

3 motivi (oblike) , ki omogočajo vezavo na DNA

1. HTH - heliks-turn-helix, za gene, ki sodelujejo pri razvoju, 2 alfa heliiksa in kratek zavoj med njima - vmes se usede DNA

2. cinkovi prsti - v jedrnih receptorjih (TF), rabijo ligand, 2 tipa (tipI - v odsotnosti liganda v citosolu, tipII - v odsotnosti liganda v jedru vezani na DNa ampak neaktivni), notr Zn vezan na 4 Cys

3. levcinska zadrga - proteini, ki regulirajo cel. delitev, bazična domena heliks, ki sede v veliki žleb

nukleosom

evkarionti, kromatin navit okrog oktamera histona (1,65x → 170-240 bp, širok 110A, visok 55A). vsebuje 8 prot. kompleksov: 2x H2A, 2X H2B, 2X H3, 2X H4 plus H1 histon vezan na DNA gor - interakcije med nukleosomom in H1 → kromatosom. Dosti + nabitih ak, da vežejo DNA , ki je negativno dodatno zvita. Histoni se dodatno pakirajo v kromatinske filamente (heterokromatin)

mehanizem homologne rekombinacije

prokarionti:

1. RecBCD (B in D helikaze, C nukleaza) kompleks se veže na prosti konec, ki nastane zaradi preloma verig in razgrajuje DNA dokler ne pride do mesta chi (crossover hotspot instigator site)

2. RecD aktivnost (5’→3’) se upočasni, RecB (3’→5’) pa pospeši, hidrolizira se samo še 5’, dobimo izpostavljen 3’ konec, Rec BCD oddisocira

3. na 3’ se veže/ovije RecA - poišče dsDNA in izpodrine starševsko verigo → D zanka, nato oddisocira

4. nastane Hollidayevo križišče - križna struktura DNA, RuvA in RuvB katalizirata premik HJ naprej po DNA (branch migration)

5. RuvC je resolvaza - rezcepi križišče, ligaza poveže proste konce

evkarionti:

• namesto RecBCD so MRN kompleks (nukleaza), CtlP (5’→3’ degradacija), Bloom helikaza + DNA2 nukleaza ali EXO1 za 3’ konec exposat

• Rad51 namesto RecA, sodeluje tudi BRCA2

dokaz nastanka okazakijevih fragmentov

E.coli so gojili v timidinu s tritijem, vzeli vzorce po različnih časih, iz grafa radioaktivnosti v odvisnosti od potovanja fragmentov določili razmerje daljših in krajših fragmentov ob določenem času. Zgledalo je, kot da je vsa DNA najprej v manjših frag. ki se zlepijo skupaj (zaradi popravljalnega mehanizma je zgledalo, da so obe verige tako)

nariši primarni transkript

3 kovalentne modifikacije

1. formacija 5’-kape: kotranskripcijsko (ko je 20-30 nukleotidov dolg), doda se metilirana gvaninska kapa - ščiti RNA pred RNazami, pospeši translacijo, vpliva na procesiranje mRNA

2. acetilacija (npr. histonov): ponavadi na Lys → spremeni se neto naboj histona, DNA se odvija dol in je tako dostopna za transkripcijo - izražanje genov. Lysine acetyltransferases katalizirajo

3. metilacija (npr. DNA): ponavadi C-ji → transkripcijski faktorji se ne morejo vezat na DNA → utišanje genov. DNA methyltransferases katalizirajo (S-adenosylmethionine (SAM) je donor metilne skupine)

interferenčna RNA- 2 možna zaključka

• inhibira sintezo proteinov (mikro RNA): se veže na mRNA - ji je komplementarna → ne morejo se vezati mol. za translacijo

• utišanje genov (siRNA): veže se na mRNA again, ne pride do translacije, gen se ne izraža, lahko tudi uniči mRNA, ker jo cel s siRNA prepozna kot tujo

značilnosti bakt. promotorja

• prinbow-ova škatla (-10)

• -35 škatla

• sigma faktor prepozna promotorsko zaporedje (škatle) → gor se veže RNApol → konformacijska sprememba DNA (se ovije okrog transkrippcijske mašinerije, -12 do +2 se odvije)

• UP element - navzgor od -35 škatle, pospeši biosintezo RNA

v čem se telomeraza razlikuje od polimeraze

• polimeraza: DNA matrica za sint DNA, sinteza cele DNA, rabi RNA primer, lahko kontrolno branje in popravljanje napak, vse celice

• telomeraza: RNA kot matrica, deluje le na 3’ koncih kromosomov (preprečuje njihovo krajšanje), podaljša obstoječi 3’ previs(ne rabi primerja), dodaja ponovitve sekvenc, ni kontrolnega branja, imajo jo le nekatere celice (zarodne, rakave nekatere)

transkripcija RNA- virusov