מולקולרית 2 רשף Flashcards
מקטעי אוקזקי
מקטעי אוקזקי
בחיידקים אורכם 1000-2000
באיוקריוטיים 100-200
בדיקת סלקציה של הנוק’ הנכנס
סלקציה ראשונה :לנוקלאוטיד התקין יש אפיניות גבוהה יותר להיכנס לאתר הפעיל של הפולימראז מאחר והוא מועדף אנרגטית.
סלקציה שניה: לאחר כניסתו לאתר הפעיל והזדווגותו , אך בטרם הפולימראז חיבר את הנוק’ החדש , על הפולימראז לעבור שינוי מבני בו הוא מהדק את האתר הפעיל . השינוי הזה מתרחש בתדירות גבוהה יותר בזיווג תקין מאשר בזיווג שהוא לא תקין ולכן מאפשר לפולימראז לבצע בדיקה נוספת של התאמת הבסיסים בטרם הוא מחבר את הנוקלאוטיד החדש לקצה 3 של השרשרת הצומחת.
Alpha-DNA-polymerase
משלב פעילות פרימאז ופעילות פולימראז
הפריימר הוא רצף נוקלאוטידים שך רנ”א ביוקריוטיים הוא מגיע לגודל של 10 נוק’ ומצויים במרווחים של
100-200 בסיסים אחד מהשני בגדיל המתעכב.
הפרימאז היוקריוטי הוא קומפלקס אנזימטי המשלב פעילות הפרימאז ופעילות פולימראז וקרוי
Alpha-DNA-polymerase
ותת היחידה
Pri
היא האחראית על יצירת הפריימר , האנזים מניח את הפריימר גם על הגדיל המוביל וגם על המתעכב
הליקאזות השוואה יוקריוטיים ופרוקריוטיים
הליקאזות יוקריוטיות -נעות על הגדיל המוביל בכיווניות 3 ל 5 . (זיכרון -מובילים ומתחכמים).
הליקאזות פקוריוטיות-נעות על הגדיל המתעכב בכיווניות 5 ל-3. (מתעכבים ובנאליים).
חלבוני
SSB
ביוקריוטיים מכונים
RPA
חלבונים “אס-אס-בי” היוקריוטיים מכילים 3 יחידות בעוד שחלבוני “אס-אס-בי” הפרוקריוטיים הם מונומרים.
הטענת המצמד
הטענת המצמד :
קודם כל
Clamp loader
נקשר ל-
Sliding clamp
ואז הדנ”א מתחבר
כאשר יש הידרוליזה של “אי-טי-פי”
Clamp loader
עוזב ורק לאחר מכן
דנ”א פולימראז מגיע בסוף
ההטענה היא על דו גדיל.
רפליזום
רפליזום
פולימיראז אחד לגדיל המתעכב ופולימראז אחד לגדיל המוביל , כל אחד מיהם רוכב על מצמד מחליק משלו.
הליקאז אחד מפריד את הדנ”א.
2 פולימראזות בכל מזלג שכפול
פרימאז אחד.
שימו לב ההליקאז הוא חיידקי (כלומר המודל הזה הוא של החיידק) כיוון שהוא יושב על הגדיל המתעכב והולך מ-5 ל-3.
תיקון טעויות סמוך לשכפול
MMR
מערכת
MMR
בחיידקים באי-קולי
Dam-Methylase
האנזים שאחראי להניח את המתיל על הדנ”א הישן ,ואז גדיל התבנית מכיל מתילציה על
A
ואילו נגדיל שזה עתה סונתז לא מכיל מתילציה על
A
מערכת “אמ-אמ-אר” ביוקריוטיים
הגדיל החדש מכיל הרבה מאוד ניקים שהם בעצם שברים חד גדיליים. בדרך זו ניתן לזהנות את הגדיל החדש ולתקן טעויות ע”י הסרה של מקטעי אוקוזקי.
שיטה זו מצריכה שברים חד גדיליים גם על הגדיל המוביל
MUTS
סורק את הדנ”א עד שהוא מוצא אזור “מיס=מאץ”
MUTL
מחפשר שבר חד גדילי לאחר שמוצא כזה הוא יוזם דגרדציה המערבת אנזימים נוספים.
ביוקריוטייים “מוט-אל” מכיל פעילות היוצרת שברים חד גדיליים
בפרוקיוטיים שי מאכיב נוסף
MUTH
חותך את אילו שלא ממותלים
טופואיזומראז 1
טופואיזומראז 1
באתר הפעיל מכיל טירוזין. המשמש נוקלאופיל ותוקף את הפוספט בקשר הפוספודיאסטרי, כך שנוצר שבר חד גדילי.
לאחר היווצרות השבר טופואיזומראז 1 מסובב סיבוב אחד ובעצם מבצע התרה של פיתול על.
קבוצת
OH
חופשית של הדנ”א תבצע התקפה נוקלאופילית ותצור קשר פוספודיאסטרי חדש.
לא דורש אנרגיה (לצורך פעילותו.
טופואיזומראז 2
טופואיזומראז 2- מבצע תהליך פרימה ע”י שבר דו גדילי.תוך שימוש ב-2 מטבעות אנרגיה מסוג “אי-טי-פי”
הוא משופעל באזורים בהם 2 ההליקסים כפולים (כלומר 2 מולקולות שכל אחת מיהם מכילה 2 גדילים)
מתלפפים אחד על השני - בעיקר בחלק הקדמי של מזלג השכפול.
במהלך הריאקציה הוא שובר שבר דו גדילי על גבי אחת ממולקולות הדנ”א. בתמונה רק מולקולה הכתומה נשברת כך שהאנזים משמש כמעין “שער”ונשאר קשור קוולנטית למולקולת הדנ”א השבורה.
בשלב הבא אנזים מעביר את ההליקס השני דרך אותו השער שנפתח.בשלב השלישי , האנזים משחרר את המולקולה השלמה שהוא העביר דרך השער וסוגר את השער.
בשלב האחרון , הוא מתנתק מהדנ”א ויוצר קשר פוספודיאסטרימחדש במולקולה שעברה ביקוע.
בדרך זו , טופואיזומראז 2 מאפשר פרימה של פיתולי על שנוצרים בחלק הקדמי של מזלג השכפול.
אם טופואיזומראז 2 לא יעבוד בבקטריה למשל, נקבל 2 מולקולות דנ”א דו גדיליות שמלופפות אחת על השניה.
מנגנון
BER
נזק בבסיס אחד
האנזימים הם :
DNA Glycosylase
AP Endownuclease , Phosphodiesterase
Dna polymerase and Dna ligase
הגליקוזילזות מזהות את הבסיסים כיוון שיש לדנ”T נטיה טבעית לעשות
Base-Flipping
מנגנון
NER
בחידקים הקומפלקס המתקן מכינה
Uvr ABC
ניתן לצמד את המנגנון “נר” לתהליך השעתוק ובכך להבטיח את תיקון הדנ”א באופן יעיל
כאשר רנ”א פולימראז מגיע לאתר נזק הוא נעצר
בפרוקריוטיים - מאחר והגנים הם קצרים , רנ”א פולימראז נושר מהגנום לאחר שנעצר באתר הנזק.
מתבצע התיקון ולאחר מכן הפולימראז מתיישב מחדש.
ביוקריוטיים-מאחר והגנים ארוכים בעשרות מונים מאלו של חיידקים , מדובר במערכת יותר מורכבת אשר מאפשר את עצירת הפולימראז ולאחר מכן את התנעתו מחדש בנקודה בה נעצר.
בסינדרום
Cockayne
החולים סובלים מפגם בצימוד של מערכת תיקון הדנ”א למערכת השעתוק.
רנ”א פולימראז נשאר תקוע באתר הנזק ולא ממשיך בשעתוק.
O6-Methyl-Guanisine-Methyl-Trasferase
משמש כאנזים מתאבד , אם למשל מתילציה על חמצן מס 6 בבסיס חנקתי גואנין יכול לעבור תיקון בעזרת
O6-Methyl-Guanisine-Methyl-Trasferase
אשר משמש כאנזים מתאבד ובעצם לוקח לעצמו את המתיל וקושר אותו על שייר ציסטאין בבטן האנזים.
O6-Methyl-Guanisine-Methyl-Trasferase
נהרס ולא יכול להתמחזר.
NHEJ
החלבון
KU
הוא חלבון הטרודימרי התופס קצוות הכרומוזום משתתפים חלבונים נוספים בתהליך הכולל הסרה של נוק’ ולבסוף חיבור וליגציה של הקצוות.
לחלבון
KU
תפקיד חשוב בתהליך רקומבינציה של נוגדנים וברקומבינציה ליצירת רצפטורים.
V(D)J and T-TCR
מרבית השברים הדו גדיליים מתרחשים בזמן הרפליקציה.
בבני אדם רקומבינציה לא הומולוגית היא הנפוצה , לעומת זאת
רקומבינציה הומולוגית יכולה להתרחש רק זמן קצר לאחר הכפלת הכרומוטידות בשלב
S
או בשלב
G2
של תאים מתחלקים
רקומבינציה הומולוגית=על ידי כרומטידה אחות
על מנת לבצע את התיקון על המולקולת הדנ”א השבורה להיות בקרבת מולקולה זהה .
מסיבה זו רקומבינציה הומולוגית מתבצעת מיד לאחר שכפולה דנ”א , כאשר ישנן 2 כרומטידות אחיות
גם בגלל ששכפול דנ”א הוא הגורם המרכזי ליצירת שברים.
תהליך:
שבר דו גדילי מתרחש במולקולת דנ”א
בתחילה , קצה מולקולת דנ”א השבור יעבור עיבוד בקצה 5’ ליצירת אזור שהוא חד גדילי 3’
over hanged
התהליך מערב נוקליאזות ומתבצע על שני הקצוות השבורים של השבר . העיבוד מתבצע הודות לקומפלקס חלבוני הקרוי
REC BCD
3.פלישה
בפרוקריוטיים -
RecA
הוא “אי-טי-פי-אז- היודע לקשור “אי-טי-פי”
תהליך המתיחה וחיפוש אחר הומולוגיהמ אינו דורש הידרוליזה של “אי-טי-פי”
ביוקריוטיים -
Rad51
לאחר שחלוף גדילים תקין (קורה לאחר שיש זיווג בסיסים מושלם של 15 בסיסים לפחות)
RECA
עושה הידרוליזה של “אי-טי-פי:
ליצירת “אי-די-פי” ויתנקת מהדנ”א
לאחר מכן
- הערכת הגדיל השבור (באיור ירוק)
- בשלב האחרון הדנ”א הפולש עובר היברידיזציה עם חצי השבר השני ובתבצעת סינתזת דנ”א נוספת, ובסוף ליגציה ליצירת מולקולת דנ”א תקינה.
התפקיד החשוב ביותר של רקומבינציה הומולוגית היא בתיקון מזלג שכפול שבור
מצב כזה של שבר חד גדילי אליו מזלג השכפול מתקדם , יוביל בעת הגעת מזלג השכפול לנקודה ליצירת מולקולת דנ”א דו גדילית אחת תקינה ואחת שבורה . כאשר מזלג השכפול מגיע לנקודת השבר החד גדיל, המזלג נשבר.
נוקליאז יכרסם את קצה ה-5 של השבר ליצירת אזור חד גדילי שישמש בהמשך לשחלוף גדילים כפי שמופיע בתמונה.
לאחר השחלוף יסונתז דנ”א חדש.
DNA-only-Transposons
P-Element (Drosophila), Ac-DS(maize), Tn3 , TN10 (E.coli) ,Tam 3(Snapdragon)aa
Maize
זה תירס
Retroviral-like retrotransposons
Copia (Drozophila) ,Ty1 (Yeast) , The (Human) , Bs1 (Maize)aa
Non-Retroviral-like retrotransposons
F-element (Drozophila), L1 (Human) , Cln4 (maize)aa
טרנספוזיציה היא תנועה של אלמנט גנטי מובילי המזורזת ע”י אנזים המקודד לרוב ע”י הטראנספוזון עצמו.
DNA only transposons
DNA only transposons
משאירים צלקות בנקודה אליה הם נכנסו.
המנגנון
לכל טרנספוזון מסוג
DNA-only
יש רצפי
inverted repeats
(באדום באיור)
המזוהים ע”י אנזים טראנספוזאז (המקודד בתוך הטראנספוזון). רצפים אלו יכולים להיות קצרים מאוד כ-20
בסיסים.
התהליך מתחיל בכך שהטראנספוזאז מתחבר לרצפים אלו ומביא אותם קרוב אחד לשני ליצירת מבנה הקרוי טראנספוזום . הטרנספוזום מבוקע החוצה ע”י הטראנספוזאזומתקבלת לולאת דנ”א .
כעת הטראנספוזאז יזרז את החדרת הלולאה לאתר אקראי בגנום , בסבירות גבוהה כרומוזום אחר, אך יתכן באותו כרומוזום. את הביקוע הכניסה הוא יבקע באופן כזה שישאיר קצוות דביקים.
אזור החד גדיל שיווצרו בגלל הקצוות הדביקים יעבור שכפול ולכן נקבל בסוף
Directed repeats
באתר הכניסה . לבסוף צריך דנ”א ליגאז.
טראנספוזונים דמוי רטרו-וירוס
בהתחלה נדבר על ווירוס
עם הכניסה לתא , האנזים רוורס-טראנסקריפטאז משופעל ומולקולת ה-רנ”א הופכת להיבריד
רנ”א -דנ”א ובהמשך דנ”א-דנ”א אשר נכנס לגרעין התא והאנזים מזהה אזורים בקצוות הדנ”א הדו גדילי , חותך אותך אותם ובמקביל חותך בנקודה אקראית בגנום ומזרז את החדרת הדנ”א אליה במנגנון דומה ל
cut and paste
רטרוטראספוזונים הם טראנספוזונים אשר עוברים דרך שלב ביניים של רנ”א
ומקודדים תמיד לאנזים רוורס-טראנסקריפטאז .הרטרו-טראנספוזונים מתחלקים ל-2 קבוצות אלו שדומים לרטרו-וירוסים ואלו שלא דומים .
הרטרו-טראנספוזונים הדומים
דומים מאוד לרטרו וירוסים אך חסרי מעטפת קפסיד חלבונית . הם קיימים החל משמרים , דרך זבובים ובני אדם. כיוון שהן להם קפסיד שמגן עליהם הם ישארו בתוך התא
Non Retroviral Retrotransposon
Non Retroviral Retrotransposon
LINE
משתמשים בקומפלקס אינזימטי המכיל אנדונוקליאז ורוורס-טראנסקריפטאז
אנדונוקליאז מזרז יצירת “ניק” בגנום ורוורס-טראנסקריפטאז ישתמש בקצה 3 של “הניק” כפריימר ויאריך אותו , תוך שהוא משתמש ברנ”א כתבנית.
לסיום ישוכפל הגדיל השני ותתבצע ליגציה.
שימו לב שהרצף פולי “אי” עובר כאן שעתוק וגם שעתוק במהופך
לדוגמא
L1
טראנספוזון זה עובר לפקטור הקרישה 8 ומתקבלת מחלה שנקראת המופיליה.
SINE
אינם מכילים רוורס-טראנסקריפטאז או אנדונוקליאז
רצפי
Alu
נפוצים מאוד בגנום שייכים למשפחת
SINE
יש חצי מילון עותקים “ליין “ ומיליון העתקים של “סיין” ביחד מהווים 30 אחוז.
