הגרעין והכרומוזומים

Question 1

מה הצורה הפעיל של הכרומוזום ומה התצורה הסגורה?

Answer 1

הטרוכרומטין – דנ”א דחוס במיוחד שלא ניתן לשעתק ממנו חלבונים – בערך 10% מהכרומטין

יוכרומטין – הדנ”א הפעיל, כלומר זה שניתן לשעתק ממנו גנים והוא אינו דחוס לגמרי

(יש puffs)

Question 2

מה זה קריוטיפ? מה אפשר לראות ובאיזה רזולוציה?

Answer 2

זוהי שיטה המאפשרת לנו להתבונן על המבנה של הכרומוזומים במלואם. אנחנו יודעים לסמן באופן פלורסנטי את הכרומוזומים ויכולים לזהות אותם על פי רצפים וגודל הכרומוזום.

הזיהוי של הרצפים והצביעה (ספקטראל-קריוטיפ) נעשה על ידי חשיפה של הכרומוזומים לרצפי דנ”א הומולוגים להם.

מימין – סידור ממוחשב המיישר את הכרומוזומים.

למה זה טוב? השיטה הזו מאפשרת לנו לזהות פגמים קשים ונרחבים בכרומוזום – כמו למשל טראנסלוקציות משמעותיות (רואים חתיכה צהובה בתוך אזור בעל צבע אחר) , מחיקות ענק, היעדר או עודף של כרומוזומים, מין הזוויג. אך היא לא מאפשרת לנו לזהות מוטציות נקודתיות או פגמים מיניאטוריים, אפילו אם הם חמורים.

עם יש עוד כרומוזום 21 זה תסמונת דאון, אם נראה רק X בלי כרומוזום Y נגיד שיש פה תסמונת טרנר, ניתן לזהות גם X שביר

איך צובעים את הכרומוזומים? לא רואים בתמונה אבל יש קריוטים שלכל זוג כרומוזומים יש צבע משלו. איך זה נעשה? לוקחים מקטע DNA קצר בן 30 נוקלאוטידים בערך מתוך הנחה שהסיכוי שאותו רצף ימצה בכרמוזום אחר הוא מאוד זניח הסיכוי הוא 1/4³⁰- כי יש 4 נוקלאוטידים בDNA , בקיצור לוקחים DNA קצר, מלא כאלה, ולמעשה ממפים את הכמרוזומים באמצעותם ומשתמשים בהם כדי לצבוע את הכרומוזומים. כל הDNA הקומפלמנטרי שהצמדתי לכרומוזום מסויים יזוהו ע”י מחשב ויצבעו את אותו כרומוזום.

Question 3

איך מפיקים את הDNA לקריוטיפ?

איך חומר סביר שתשמש לשם כך?

Answer 3

• חייבים לעשות את זה בזמן המטאפזה של המיטוזה כי שם הכרומוזומים דחוסים מספיק ואפשר לעבוד איתם. כדי לעצור את התאים בשלב המטפאזה נשתמש בכולכיצין- חומר מייצב מיקרוטובולי כך הם לא מתפרקים במיטוזה (הם הכרחיים להפרדתם).*
• -חומרים אפשריים נוספים הם:*

נוקזדול- מעכב פילמור מיקרוטובולי לא יכולים להתארך

טקסול – מייצב מיקרוטובולי- לא מתאפשר להתקצר

Question 4

מה זה פוליטן?

Answer 4

פוליטן הוא בעצם מגה כרומוזום, לא רק ששני ההומולוגים (של כל כרומוזום) דחוסים ביחד במקרה הזה, אלא גם שכל הומולוג עובר מחזורים רבים של רפליקציה בלי הפרדה. זה יוצר מגה כרומוזום כמו שרואים בתמונה.

נראה כמו היידרה

Question 5

כמה שכבות יש לממברנת הגרעין

Answer 5

2 שכבות

4 עלעלים סכה

Question 6

מהי הלמינה הגרעינית ומה תפקידה?

3~

Answer 6

הלמינה הגרעינית היא אוסף של סיבי ביינים שתפקידיה הם:

לייצב את ממברנה הגרעין עי תמיכה מכאנית

יצירת הטרוכרומטין באזורים שקשורים אליה

בקרה- זרחון על גבי הלמינה משנה את שלמות מעטפת הגרעין כמו שקורה במיטוזה

בנוסף יש לה תפקידון ברפליקצית הדנא היא מסייעת הדחיסת כרמוזומים עי קישור חלבונים המעגנים את הכרמוזומים לממברנה

Question 7

לחלבונים שצריכים להיכנס ולצאת מהגרעין יש את הרצפים וחומצות האמינו:

Answer 7

• NLS- כניסה לגרעין-מכיל בעיקרון חומצות אמינו כמו פרולין וליזין(בעיקר חיוביות)
• NES- יציאה מהגרעין- מכיל בעיקר חומצות אמינו שליליות

Question 8

כדי להיכנס ל

nuclear pore complex

חלבון חייב תמיד רצף NLS

נכון/לא נכון?

Answer 8

לא נכון

כניסה לגרעין לחלבונים עד 40 קילודלטון היא חופשית לחלוטין

Question 9

כדי לצאת מ

nuclear pore complex

חלבון חייב תמיד רצף NES

נכון/לא נכון?

Answer 9

נכון, כדי לצאת תמיד צריך סיגנל

Question 10

מהו קצב העברת המולקלות ל NPC?

(nuclear pore complex)

ולמה הוא חייב להיות כזה?

Answer 10

• קצב העברת מולקולות – 5000 בשניה. זה מלאאאא! למה? כי זה נותן אפשרות להגיב היטב למה שקורה בתוך ומחוץ לתא.

Question 11

איזה מערכת מתווכת העברה של חלבונים בעלי רצף NLS?

Answer 11

ההובלה לגרעין של חלבונים הגדולים מ40 KD היא העברה אקטיבית ונעשית על ידי מערכת ה -GTPRan

Question 12

חלבונים שאחראיים להכנסת חלבונים עם רצף כניסה לגרעין נקראים:

חלבונים שאחראיים להוצאת חלבונים עם רצף יציאה מהגרעין נקראים:

Answer 12

אימפורטינים (כניסה

אקספורטנים (יציאה

Question 13

חלבוני RAN

הם חלבונים קושרי….

וגם מי אחראי “לתדלק” אותם?

Answer 13

חלבוני RAN

שייכים למשפחת חלבוני G-חלבונים שהם פעילים כשהם קושרים GTP, ואינם פעילים כשהם קושרים* *GDP.

פעילותם של חלבונים אלו תלויה באספקה מתמדת של GTP,החלבונים שאחראיים לאספקת הGTP נקראים ג’פים*** ***GEF’S.**

GEF=GDP/GTP Exchange Factor

Question 14

הג’פים של מערכת RAN

נמצאים על….

Answer 14

הג’פים של המערכת מעוגנים לכרומטין

Question 15

תאר את מנגנון הפעולה של הבסיסי של מערכת RAN

להכנסת חלבונים בעלי רצף מתאים לגרעין

Answer 15

נתאר את מנגנון פעולתו באופן כללי:

1. אימפורטין, משייט בציטוזול ומזהה חלבון עם רצף NLS, קושר אותו ומכניס אותו דרך ה NPC לתוך הגרעין
2. ברגע שאימפורטין+חלבון חדרו לגרעין אנו רוצים לעשות 2 פעולות: לשחרר את החלבון מאיפורטין, ולמחזר את אימפורטין לציטוזול כדי שיוכל לשאת עוד חלבונים לפי הצורך

פעולת השחרור של החלבון מאיפורטין: RAN-GTP מתנתק הקשר בין הNLS לאימפורטין ונקשר אליו במקום החלבון. (כל זה קורה בתוך הגרעין)

פעולת מחזור האימפורטין: עכשיו RAN-GTP קשור לאימפורטין, הוא יוצא החוצה מהגרעין ושם בתיווך החלבון GAP חלה הידרוליזה של הGTP ומתאפשר שחרור הקשר בין אימפורטין לRAN/

3. RAN חוזר בעצמו לגרעין, שם הג’ף שלו יטעין אותו מחדש בGTP

Question 16

נכון או לא נכון

לחלבוני RAN

יכולת אינטרנזית לעשות הידרוליזה ל GTP

Answer 16

לא נכון,יש חלבון עזר שנקרא

GAP

שתפקידו לעשות הידרוליזה לנוקלאוטיד הקשור

GAP=GTPase-activating proteins

Question 17

תאר את מנגנון הפעולה של הבסיסי של מערכת RAN

להוצאת חלבונים בעלי רצף מתאים מהגרעין

Answer 17

1. בתוך הגרעין נקשר החלבון אקספורטין לרצף ה NES של החלבון.
2. . החלבון+אקספורטין עוברים דרך ה nuclear pore complex ויוצאים מהגרעין לציטוזול ובנוסף נקשר RAN-GTP שמוציא אותם ביחד החוצה
3. שם חלבון GAP יזרחן את RAN ויאפשר את שחרורם של החלבון בציטוזול וגם של RAN ומאקספורטין.
4. אקספורטין מחזיר את עצמו לגרעין

Question 18

קלציניורין הוא ….

Answer 18

קלצניורן הוזכר כדוגמא לפעילות מערכת RAN

, קצלניורן הוא פופסטאז שמשופעל ע”י סידן שתפקידו להסיר זרחונים מהפקטור

NF-AT

ועכשיו בפירוט:

כאשר תא טי של מערכת החיסון פוגש את האנטיגן שלו לראשונה הוא חייב לעבור אקטביציה שבמהלכה יש עלייה בסידן.

הסידן גורם להפעלה אלוסטרים של קלציניורין. הקלציניורין מסיר בציטוזל זרחונים מNFAT (נוקלאר פקטור של אקטיבייטינג טי סלס) והפאקטור חושף כתוצאה מכך את סיגנל הNLS שלו והוא מסוגל לחדור לגרעין ולעודד שעתוק של תאי טי. בנוסף הוא גם חוסם את סיגנל הNES שלו ובכך תוקע אותו שם זה עוזר לו להתמקם מחדש בגרעין ולשמש כפקטור שעתוק של הפעלת תאי T.

Question 19

מה תפקידו של החלבון

SREBP

Answer 19

SREBP

הוא סנסור של רמות כולסטרול.משמש כפאקטור שעתוק של גנים הקשורים לביוסנתזה של כולסטרול

בריכוזים גבוהים -כולסטרול נקשר לחלבון ושומר עליו באי,אר

בריכוזי כולסטרול נמוכים כולסטרול מתנתק ממנו ושולח אותו לגולג’י

זוהי דוגמא על בקרה לכניסה לגרעין

Question 20

אזורים בכרומזום אותם קושרת הלמינה הגרעינית בהכרח יהיו….

Answer 20

הטרוכרומטין (לא פעיל)

Question 21

מה הם

FG repeats?

Answer 21

חלבונים סיביים המורכבים מפניל אלנין וגליצין

הם יוצאים מה

NPC

לציטוזול ומתווכים את כניסת האימפורטינים

חשוב חשוב חשוב - הם הידרופובים !

Question 22

מה חלבוני ה

nuclear adaptor protein?

Answer 22

הם חלבוני אדפטור הנקשרים מצד אחד לרצף הכניסה לגרעין ומצד שני לאימפורטין עצמו

המטרה שלהם היא להפחית את כמות האימפורטינים הדרושים - במקום שיהיה אימפורטין לכל רצף כניסה לגרעין , האדפטורים עושים זאת

Question 23

בתהליך הכניסה לגרעין של

SREBP

איפה הוא עובר חיתוך פרוטאוליטי?

Answer 23

הוא עובר חיתוך עם שני פרוטאזים - גם בתוך הגולג׳י, וגם בציטוזול