Molekulinė. DNR

Molekulinė biologija tiria

saugojimo, dauginimo, perdavimo ir raiškos mechanizmus

Biologijos dogma

DNR (transkripcija/atvirkštinė transkripcija) - RNR (transliacija) - Baltymas

Atvirkštinė transkripcija

retrovirusuose arba eukariotuose retrotranspozonų ir telomerų sintezėje

RNR replikacija

virusuose, eukariotuose RNR nutildyme

E. coli

greitai auga, nesudėtingos auginimo sąlygos, neturi potransliacinių modifikacijų, baltymai greitai degraduoja

C. elegans

parankus apoptozės tyrimuose

Drosophila M.

genetikos ir biotechnologijų tyrimuose, sparčiai dauginasi, greitai bręsta

Mus musculus

naudojama antikūno-antigeno, motinos-vaisiaus sąveikai in utero ir vėžio genetikos tyrimuose

A. thaliana

genų mutacijos atitinka žmogaus paveldimas ligas

pirimidinai

T, C, U, sujungiami per N1 atomą

purinai

A, G, sujungiami per N9 atomą

Heterociklinės bazės susijungusios

beta-N-glikozidiniu ryšiu

nukleotidai susijungia per

3, 5 fosfodiesterinę jungtį

nukleino rūgšties graandinės karkasą sudaro

fosforo rūgšties ir cukraus liekanos

antrinė DNR struktūra

dvi grandinės susivijusios į dešinę pusę, antiparalelios

DNR destabilizavimą slopina

vienvalenčiai ir dvivalenčiai katijonai, poliaminai, baltymai

Hugstyno sąveika

dalyvauja purinų imidazolo ir pirimidino žiedų atomai

Stekingą lemia

hidrofobinė sąveika, dispersinis efektas

Stekingas

stabilizuoja DNR

ribozės konformacija

C2 C3 atomų išsidėstymas monosacharido žiedo plokštumoje

B spiralės DNR deoksiribozė

C2 endo

Torsiniai kampai

nusako atomų padėtis nelinijinėje atomų grandinėje

N-glikozilinto ryšio konformacija

nusako heterociklinės bazės orientaciją ribozės atžvilgiu

B ir A formų DNR

anti (pirimidinai) ir sin

B dgDNR randama

gyvosiose sistemose, ląstelėse

A ir Z dgDNR randamos

in vitro sąlygomis

B formos DNR

apvija 10 bazių, išorėje yra 2 deoksiribozės su neigiamo krūvio fosforo rūgšties liekanomis

neigiamą DNR krūvį neutralizuoja

Na ir K jonai - in vitro, druskų jonai ir baltymai - in vivo

Didysis griovys

purino C5 C8 atomai ir pirimidino C4 C6 atomai

mažasis griovys

purino C2 N3 ir pirimidino C2 atomai

A formos DNR spiralė

ribozės yra C3 endo, gamtoje įgyja heterodupleksai, susiformuoja esant drėgmei

RNR fragmentai B tipo spiralės sudaryti negali

dėl 2 OH grupės trukdžio

Z formos DNR spiralė

nestabili ir trumpaamžė, spiralė kairinė ir ilgesnė, susidaro esant pasikartojimams

Z formos DNR in vivo svarbi

RNR redegavime, imuniniame atsake, bakterijų genų promotorių srityse

tripleksas jungias ties

dvigrandinės DNR didžiuoju grioviu Hugstyno sąveika

Kryžiaus formos DNR struktūros

susidaro esant neigiamai DNR superspiralizacijai

Paslinkta DNR

susidaro esant DNR tri arba tetra nukleotidų pasikartojimams, susijus su neuro ligomis

i-motyvas

dalyvauja citozinai, susidaro rūgštinėje aplinkoje, reguliuoja genų raišką onkogenuose

tetrapleksas

stabilizuoja metalų katijonai, telomeros, netoli replikacijos vietų

Superspiralizacija

kai molekulėje atsiranda torsinė įtemptis

Sankibos laipsnis Lk nurodo

kiek kartų DNR grandinės sukibę apie vieną kitą

Tw

Sūkių skaičius erdvinės struktūros ir ilgio

Wr

superspirališkumo laipsnis - vijų skaičius

Jei grandinės sukasi į

dešinę - teigiama, kairę - neigiama

Savitas sankibos skirtumas nusako

kiek DNR molekulė superspiralizuota palyginus su relaksuota DNR

Superspiralizacijos tankis - sigma

apibūdina konkretaus ilgio DNR molekulės superspiralizacijos laipsnį

Toroidinė superspiralizacija

nukleosomos, dnr sukasi apie šerdies histonus į kairę

Etidžio bromidas

interkaliuoja į DNR, mažina Tw, didina Wr, molekulė superspiralizuojasi

Topoizomerazės

keičia Lk, skelia vieną arba dvi DNR grandines, sujungia skeltus galus, relaksuoja

I tipo topoizomerazė

kerpa tik vieną grandinę

II tipo topoizomerazė - girazė

kerpa abi grandines

IA tipas

viengrandinis trūkis, kartu su RecQ helikaze TOP3 sudaro rezolvasomą

IB IC tipas

perskelia DNR, sudaro kovalentinį ryšį su 3 galu, o 5 išsisuka

II A tipas

randama visuose organizmuose, reikia ATP

II B tipas

randama archėjose, augaluose, bakterijose, reikia ATP

DNR mazgai

in vitro formuoja plazmidės DNR, juos sukuria topoizomerazės, gali susidaryti replikacijoje, transkripcijoje

DNR katenanai

susidaro DNR replikacijoje

Baltymus koduojanti RNR

iRNR, matricos baltymų biosintezei ribosomose

Baltymus nekoduojančios

ilgos, sintetina RNR Pol II, 5 kepurės struktūra, 3 poliA galas, splaisingas

RNR antrinė struktūra

dėl vidumolekulinės sąveikos, dvigrandis stiebas (A spiralės), plaukų segtukas

Pupsas

nesuporuotas vienas ar keli nukleotidai RNR dvigrandiniame stiebe

Tretinę RNR struktūrą stabilizuoja

stekingas tarp heterociklinių bazių, vandeniliniai ryšiai, katijonai, poliaminai

RNR tretinės struktūros elementai

pseudomazgas, besibučiuojantys plaukų segtukai, segtukas-pupsas

Stiebų stekingas

16S rRNR

Pernašos RNR elementai

antikodono stiebas ir kilpa, antikodonas komplementarus kodonui iRNR, 5 galas fosforilintas, akceptorinis stiebas, o 3 gale 5RCCA3OH iškyšą, T D ir kintamoji kilpos

A minorinis motyvas

keli šalia esantys mukleotidai su adenino bazėmis, RNR tripleksas, 50S ribosomos subvienete

A minorinis motyvas svarbus

iškodavimui A srityje ribosomoje

Ribozimas

katalitiškai aktyvi RNR (ribonukleazė P)

HDV ribozimas

ribozimas žmogaus ląsteles infekuojančioje satelitinėje RNR, susilanksto į pseudomazgą

VS ribozimas

RNR molekulėje, kuri kopijuojama nuo N.c mitochondrijų plazmidės

Viroidai

viengrandinės žiedinės RNR molekulės, be baltymų kapsidės, užkrečia augalus

Ribojungiklis

iRNR molekulė, koduojanti baltymč, sąveikauja su ligandais, gali keisti raišką

Ribojungiklį sudaro

aptameras ir raiškos platforma

Eukariotų chromatinas - nukleoproteinas

Sudaro DNR, histonai, nehistoniniai baltymai, RNR

Nukleosomos baltymų histonų šerdį sudaro

H2A, H2B, H3, H4

Histonų klostės domeną sudaro

3 alfa spiralės, sujungtos L1 ir L2

Histonų šerdis

10-15 kDa baltymai, daug lizino (H1) arginino (H3)

Kanoniniai šerdies histonai

sintetinami replikacijoje, dalyvauja chromatino supakavime ir genų veiklos valdyme

Histonų baltymų molekulėse nestruktūrizuoti

N-galai

Centrinis tetrameras sudarytas iš

H3 ir H4

Rūgštinį taką nukleosomoje sudaro

6 H2A ir 2 H2B, neigiamas krūvis tarp asparto ir glutamo

Archėjų histonai

H3 ir H4, neturi nestruktūrizuotų galų, turi histonų klostę

DNR, turinčią AT

lenkti lengviau nei turinčią GC

Histonų variantai

koduoja atskiri genai, sintezė nepriklauso nuo replikacijos

Mažiausiai/daugiausiai variabilus

H4/H2A

Chromosomų centromeros turi nukleosomas, kurios

sudaro kinetochorą

Centromerose

savitos DNR sekos, nukleosomose - CenH3

H2A.X

yra konservatyvus baltymas, turi S-Q motyva C gale, kuriame fosforilinama Ser

H2A.X fosforilinimas

vienas ankstyviausių atsakų į DNR pažaidas, fosforilina ATM/ ATR DNA-PK kinazės

10 nm siūlas

nukleosomų grandinėlė, kurioje nukleosomas skiria tarpai - jungties DNR

30 nm siūlas

reikia šerdinių histonų N-galų, sąveikauja nukleosomos

H1 histonas

sintetinama somatinėse, spermos ląstelėse, kiaušialąstese, sudaro NTD, G, CTD

30 nm siūle sąveikauja

nukleosomų H4 histon N galai su rūgštinio tako aminorūgštimis

chromatino kilpos tvirtinasi

prie pastolių

pastolių komponentai

SMC baltymai, topoizomerazė IIa, katijonai Ca, Mg

SMC baltymai

yra kohezinų, kondensinų, dozės kompensavimo kompleksuose

SMC baltymų

N ir C galuose - A ir B Volkerio motyvai už ATP, C gale - C motyvas ATP hidrolizei

Kohezinų kompleksai

per mitozę laiko dukterines chromatides

Chromatino struktūrinių barjerų įveikimas

šerdinių histonų variantai, histonų modifikacijos, chromatino struktūrą pertvarkantys baltyminiai kompleksai

Gcn5p, mielių transkripcijos aktyviklis

pasižymi histonų acetiltransferazės aktyvumu