הרצאה 3

Question 1

מהם תאים סומטים?

מהם תאי נבט?

מהם תאי זוויג?

כמה כרומוזים יש בכל אחד מהם ולכמה תאים הם מתפצלים?

Answer 1

Question 2

כמה טעויות בהעתקת הדנא צפויות בכל שכפול של הדנא?

Answer 2

10 טעויות. הסיבה שזה לא קריטי היא שרוב הדנא לא מקודד לגן, אז הסיכוי שמוטציה תיפול בדווקא במקום שבוא היא תפגע הוא נמוך. בנוסף, לפעמים החלפה של חומצה אמינית אחת לא תפגע בחלבון.

Question 3

מהו המודל הסמי הקונסרבטיבי לשכפול הדנא?

Answer 3

הגדילים של הדנא נפרדים וכל גדיל של הדנא עובר שכפול כך שבסופו של דבר נוצרים לנו שני מקטעי דנא דו גדילי שמורכבים מגדיל מקורי וגדיל משלים

Question 4

איך נקראת הנקודה שבה מתחיל שכפול הדנא?

Answer 4

origin of replication

Question 5

איך נקראת הנקודה שבה מסתיים שכפול הדנא?

Answer 5

termination

Question 6

כמה נקודות

origin of replication

יש לחיידקים?

כמה נקודות

termination

יש להם? כמה יש לבני אדם? ממה נובע השוני?

Answer 6

לחיידקים יש נקודת אוריג’ין אחת ונקודת טרמיניישן אחת. הדבר נובע מכך שהדנא שלהם קצר ומעגלי, ולכן מספיק נקודת פתיחה אחת. לבני אדם לעומת זאת יש דנא הרבה יותר גדול, לכן אם יהיה אוריג’ין אחד ייקח הרבה מאוד זמן לשכפל את הכל, אז יש יותר מנקודה אחת כדי שהשכפול של הדנא יקרה בכמה מקומות במקביל

Question 7

כאשר מזלג ההכפלה פותח את הדנא כדי שישוכפל מאיזה מאיפה לאיפה ישוכפל כל אחד מהגדילים? (למשל 3 ל5 או 5 ל3). מה הסיבה שזה נעשה בצורה הזו?

Answer 7

שני הגדילים מסונתזים מכיוון 5 לכיוון 3. הסיבה היא שאנחנו צריכים שלבסיס שנכנס יהיו פוספטים שיתחברו ל

OH

שיש על בסיס קיים. הסיבה קשורה לבקרה, ותלמד בכרטיסיות אחרות

Question 8

מה מקטעי אוקזאקי?

Answer 8

כאשר מזלג ההכפלה פותח את הדנא, כיוון השכפול של אחד הגדילים (זה שמצוייר בדרך כלל עליון) הוא באופן טבעי מ5 ל3. לעומת זאת בגדיל התחתון הכיוון הטבעי הוא 3 ל5. אבל ההכפלה חייבת לקרות מ5 ל3. לכן, ההעתקה נעשית במקטעיןם קצרים שוב ושוב שנקראים מקטעי אוקזאקי

Question 9

מהו

leading strand

מהו

lagging strand?

Answer 9

הגדיל שמסונתז באופן רציף מ5 ל3 הוא הלידינג.

הגדיל שמסונתז במקטעי אוקזאקי בקטיעות הוא הלאגינג.

Question 10

מה האורך של מקטע אוקזאקי בבני אדם? מה האורך שלו בחיידקים?

Answer 10

בבני אדם 200. יש קשר לכך שיוצא ההיסטון, ואז האורך של המקטע הוא 146 שמכסים את ההיסטון פלוס 50 שהם הלינקר דנא.

בחיידקים האורך של מקטע כזה הוא 10,000 בסיסים

Question 11

מהו דנא פולימרז? כלומר באופן הכי כללי שיש מה תפקידו? מהו פריימר ואיך השניים קשורים זה לזה? מה אורכו של הפריימר? כמה פריימרים צריך בלידינג סטרנד וכמה צריך בלאגינג סטרנד?

Answer 11

דנא פולימראז באופן כללי הוא האנזים שמשכפל את הדנא. הבעיה איתו היא שהוא לא יודע ליצור גדיל משלים יש מאין. הוא צריך יתד כלשהי ולהתחיל לבנות עליה. פה נכנס לתמונה הפריימר. הפריימר הוא רצף רנא (!) של 20 בסיסים שממנו מתחיל הפולימראז את השכפול.

בלידינג סטרנד צריך פריימר אחד, מכיוון שהחל ממנו הפולימראז פשוט ממשיך לבד. בלאגינג סטרנד צריך הרבה פריימרים מכיוון שכל פעם מחדש הפולימראז צריך מקום חדש להיאחז בו. המחשה גרפית בתמונה

Question 12

Answer 12

Question 13

כאשר מגיע נוקלאוטיד חדש ורוצה להקשר בקשר פוספודיאסטרי לנוקלאוטיד קיים, מי תורם את האנרגיה לפעולה?

Answer 13

הנוקלאוטיד החדש מגיע כך שצד 5 שלו מתחבר לצד 3 הקיים. כלומר, הנוקלאוטיד נושא עליו שלושה פוספטים. לצורך יצירת הקשר מתפרק פוספט של הנוקלאוטיד הנכנס

Question 14

מה דנא פולימרז 1 יודע לעשות? האם הוא מהיר? איטי?

Answer 14

הוא יודע להוסיף בסיסים בכיוון מ5 ל3. הוא גם יודע לתפקד כאקסונוקלאז ולתקן את עצמו, להוריד בסיסים בכיוון 3 ל5.

הוא איטי, 80 נוקלאוטידים בשניה

Question 15

איך בנוי האנזים דנא פולימרז?

איזה איזורים יש בחלבון מה כל אחד עושה?

Answer 15

האנזים בנוי כמו כף יד, הוא חובק את הדנא. הוא מחזיק את הגדיל ובונה עליו גדיל חדש. יש איזור

P

הוא זה שעושה את הפולמריזציה בכיוון 5 ל3

יש איזור

E

הוא האיזור שמתקן בכיוון 3 ל5

Question 16

דנא פולימרז 1 יודע לזהות כשהוא לוקח בסיס דנא לא נכון ורוצה לחבר אותו, והוא יודע לזהות כשהוא לוקח בסיס רנא ובא לחבר אותו. איך הוא שם לב?

Answer 16

בקצרה, כשהוא לוקח רנא, יש הפרעה סטרית שנוצרת בגלל קבוצת ההידרוקסיל על פחמן מספר 2 (מה שלא קיים בדנא) שלא מאפשרת לפולימרז לחבר אותו.

כשהוא לוקח דנא לא מתאים, יש בעיה במרחקים בין שני הבסיסים (בין גדיל אחד לשני) מה שתוקע את פעולת הפולימראז.

פירוט בתמונה

Question 17

מה הסיבה ששכפול דנא תמיד נעשה בכיוון 5 ל3?

Answer 17

הסיבה הראשונה והעיקרית קשורה לפעולה של הפולימראז כאקסונוקלאז. כאשר בגדיל הנבנה יש קצה

OH

והפולימרז מכניס נוקלאוטיד עם פוספט, הפולימראז מוריד שתי מולקולות פוספאט על מנת שתהיה אנרגיה לחיבור. אם הוא עשה טעות, הוא יוציא את הנוקלאוטיד ונשאר עם ה

OH

שהיה קודם ונוכל להביא נוקלאוטיד אחר.

אם המצב היה הפוך, ובגדיל היה הקצה עם הפוספט, מה שהיה קורה זה שכשהפולימרז היה עושה טעות, ומעיף נוקלאוטיד חדש, היה נשאר קצה של פוספט אחד, מכיוון שנעשה שימוש בשני הפוספטים האחרים, ולא תהיה מספיק אנרגיה כדי לחבר במקום נוקלאוטיד חדש. לכן החיבור חייב להיעשות כמו שהוא נעשה.

הסיבה השניה היא שנוקלאוטיד בעל שלושה פוספטים הוא לא יציב והוא עלול לעבור הידדרוליזה

Question 18

מהו

trans regulatory element?

Answer 18

חלבונים שנשרים ל

cis regulatory elements

Question 19

איפה נמצא הרצף? באיזה ייצור?

GATC?

איזה אנזים מתחבר אליו?

מה האנזים שמתחבר אליו עושה?

Answer 19

Question 20

מהם

dnaA boxes?

מה נקשר אליהם?

מה (מה שנקשר אליהם) עושה?

למי הוא קורא?

על איזה ייצור אנחנו מדברים בכלל?

Answer 20

יש לזכור שאנחנו מדברים פה על

E coli

ועל ה

origin of replication

שלו

Question 21

איזור רווי באילו בסיסים יהיה ליד ה

dnaA boxes?

מה היתרון בכך?

Answer 21

יהיו הרבה רצפים של

A-T

הסיבה היא שהקשרים בין איי וטי יותר חלשים מהקשרים בין

C-G

וזה מקל על ההליקאז בפתיחת הדנא

Question 22

המושגים הבאים עובדים במשותף. תאר את דרך עבודתם ותאר מה כל אחד מהם עושה, ובאיזה סוג יצורים זה קורה

ORC

ואיפה הוא נמצא

Mcm helicase

Cdt1

Cdc6

Pre-replicative complexes (PRC)z

CDK

Answer 22

Question 23

עם שכפול הדנא ועבודת מזלג ההכפלה, יש לסלק את ההיסטונים והנוקלאוזומים ואז לשים אותם מחדש. איזה סוג של היסטונים יוצאים? איזה נשארים? מי מחזיר את ההיסטונים שהלכו? מה קורה למודיפיקציות שהיו על ההיסטונים?

Answer 23

ההיסטונים שמשתחררים הם

H2a,H2b

נשארים

H3,H4

ישנם חלבונים שתופסים את

H2a,H2b

ומחזירים אותם חזרה, וכך נוצר מחדש הנוקלאוזום. המודיפיקציות שהיו על הזנבות של ההיסטונים חוזרות לפי מה שהיה קודם.

Question 24

מיהו

topoisomerase 1?

מה תפקידו? במהלך תפקידו הוא מבצע פעולה כלשהי, שצריך להחזיר לאחור. כיצד מתבצעת ההחזרה לאחור?

Answer 24

Question 25

מיהו

topoisomerase 2?

איזה בעיה הוא פותר?

כיצד הוא עושה זאת?

מה מקור האנרגיה שלו?

Answer 25

Question 26

כאשר ההליקאז פותח את הדנא, יכולים מיד להווצר קשרי מימן גם בין בסיסים שלא מתאימים זה לזה. כיצד התא פותר את הבעיה הזו? באמצעות איזה חלבון? איפה יש אותו יותר בלידינג סטרנד או בלאגינג סטרנד?

Answer 26

SSB proteins - single strand binding proteins

Question 27

מיהו

DNA primase?

מה תפקידו?

שם דנא או רנא?

Answer 27

Question 28

דנא פרימז שם רנא ולא דנא. מה הסיבות לכך?

Answer 28

Question 29

מי מסיר את בסיסי הרנא של הפריימר? מי מחליף אותם בדנא? מה בדיוק המכניזם שבו כל זה קורה?

Answer 29

המסיר הוא

RNAse H

מי שממלא בדנא לאחר ההסרה הוא דנא פולימראז 1.

מי שמתקן את הניק הוא דנא ליגאז

Question 30

מה עושה

DNA ligase?

Answer 30

אנזים שיודע לחבר

NICK

Question 31

מה משמעות המושג

processivity?

Answer 31

מתאר כמה נוקלאוטידים מוסיף הפולימראז עד ששהוא משתחרר מהדנא

Question 32

כשמדברים על דנא פולימראז 1,2,3 מדברים על ייצורים אאוקריוטים או פרוקריוטים?

Answer 32

פרוקריוטים!

Question 33

דנא פולימרז 1

כמה בסיסים הוא יכול להחזיק עד שהוא נופל?

מהי המהירות המקסימלית שלו?

האם הוא מיועד לרוץ למרחקים ארוכים או מרחקים קצרים?

מה בעצם תפקידו?

Answer 33

יכול להחזיק עד 200 בסיסים עד שנופל

מהירות של 16-20 בסיסים בשניה

נועד לרוץ למרחקים קצרים, ולא ארוכים

תפקידו להשלים את הנוקלאוטידים בין מקטעי האוקזאקי. כלומר, הדנא פרימז שם פריימר שהוא רנא, הרנא ה מוריד את הפריימר הזה ואז דנא פולימרז 1 מכניס את הקטע שאמור להיות שם. תפקיד נוסף הוא להתחיל להאריך את הפריימר עד שדנא פולימרז 3 מחליף אותו.

Question 34

דנא פולימרז 2

מה תפקידו?

Answer 34

תפקידו דומה לזה של דנא פולימרז 1. עושה תיקונים בהגהה של הדנא

Question 35

דנא פולימרז 3

מה תפקידו?

מה מהירותו?

כמה בסיסים הוא יכול להחזיק עד שמתנתק?

Answer 35

תפקידו - לבצע את רוב פעולת השכפול. בעיקר בלידינג סטרנד

מהירותו- 2000 נוקלאוטידים בשינה

מחזיק לפחות 500 אלף בסיסים עד שמתנתק

יש לזכור שהוא לא יודע להאריך את הפריימר ישירות, אז תחילת ההארכה נעשית על ידי דנא פולימראז 1

Question 36

כיצד בנוי הדנא פולימראז 3? יש לו שלושה חלקים משמעותיים. מה הם?

מהם שלושת החלקים שמרכיבים את החלק הראשון?

איך כל המנגנון הזה עובד כדי לשכפל את הדנא?

Answer 36

יש לזכור!!

אנחנו מדברים פה על שכפול דנא בפרוקריוטים!!