מולקולרית - פרק 4 Flashcards
איפה נמצאת הלמינה הגרעינית?
ממש מתחת לממברנה.
כמה אחוז מנפח התא תופס הגרעין?
כ-10%
חלבון ב’ גדול מחלבון א’. מי סביר שהוא הגן הארוך יותר?
ב’
ישנה לרוב קורלציה בין אורך הגן לאורך החלבון.
אילו תאים יוצאי דופן ולא מכילים עותק מלא (שני כרומוזומים הומולוגים) של דנא?
כדוריות דם אדומות - ללא
ביציות ותאי זרע - מכילים רק מחצית
מגה-קריוציטים -
מהם כרומוזומים הומולוגיים?
זוג כרומוזומים באורגניזם כאשר העתק אחד הגיע מהאם ואחז מהאב.
הכרומוזומים הלא הומולגוים היחידים באדם הם
X Y
כל הגנים מקודדים לחלבונים.
נכון/לא נכון
לא נכון, יש גנים שמקודדים למולקולות
RNA
מה מכיל בסיס דנא?
טבעת סוכרית של חמשה פחמנים מסוג ריבוז הנסגר לטבעת פורנוז
בסיס חנקתי – מבנה טבעתי-ארומטי המכיל 6 או 9 מרכיבי טבעת כאשר חלק ממרכיבי הטבעת הם חנקנים.
פוספט אחד לפחות.
מיהם הפורינים ומיהם הפיקטינים?
AIG פורין
CTU פיקטין
כיצד נוצר הקשר הפוספודיאסטרי בין שני נוקלאוטידים?
ההידרוקסיל של הסוכר של השרשרת הצומחת, עושה התקפה נוקלאופילית על פוספט אלפא של הנוקלאוטיד המצטרף.
משתחרר פירופוספט.
מהו המרחק בין שתי שדרות הסוכר פוספט?
ומדוע הוא כך?
מה המרחק בין שני פוספטים סמוכים?
2 nm
זה קוטרו של ההליקס.
המרחק קבוע משום שפורין תמיד יוצר קשר עם פיקטין והפוך.
0.34 ננומטר
כל סיבוב דנא כולל _______
והמרחק בין שני מרכזים סמוכים הוא ______
- 4 bp
0. 34 nm
מהו גנום?
כל המידע הקיים בדנ”א של אורגניזם.
מה נכלל תחת השם כרומטין?
דנא ושני סוגי החלבונים המרכיבים את הכרומוזום: היסטונים והחלבונים הלא-היסטונים.
מהי שיטת דנא היברידיזציה ל
spectral karyotyping?
מתי כדי לבתע אותה
בשיטה זו מייצרים מולקולה קומפלמנטרית לדנא שכוללת צבע פלוריסנטי.
בשלב הבא מפרידים בין הכרומוזומים לקבלת דנא חד גדילי.
המולקולה תקשר אל הדנא ונקבל היבריד; חצי דנא וחצי מולקולה פלוריסנטית.
באמצעות הצבע אפשר לקבל תמונה של הקריוטיפ ולאבחן אברציות כרומוזומליות.
הכי כדאי בשלב המיטוזה, בו הכרומוזמים דחוסים.
מהו קריוטיפ?
ההצגה של 46 הכרומוזומים האנושיים בזמן מיטוזה מכונה קריוטיפ.
במה משתמשים כדי להשיג תבנית בנדים של הכרומוזומים?
Traditional karyotype:
צביעת גימזה, למשל בשלב מוקדם של המיטוזה בו הכרומוזומים
לא דחוסים לגמרי.
ניתן לצפות בהם תחת מיקרוסקופ אור.
מה הסיבה למגוון הגדול בין גדלי הגנומים בין אורגניזמים?
המרווחים בין הגנים אחראים למגוון גדלי הגנום, ולאו דווקא כמות הגנים כפי שמצופה לחשוב.
הגנום האנושי קטן פי 200 מזה של אמבה, כיצד מסבירים הבדל זה?
להבדל אחראים המרווחים בין הגנים ולא כמות הגנים. שכן, ברור שהדנא האנושי מכיל יותר גנים. כ-30,000 מתוכם 21,000 מקודדים לחלבון 9000 לרנא
כמה אחוז מהגנום מקודד לחלבונים?
כ-2% בלבד.
מהו אורך הגנום האנושי?
3.2*10^9 bp.
כמה אחוז מהגנום הוא רצפים חוזרניים?
כ-50%.
כמה פסאודוגנים יש בגנום?
יותר מ-20,000
מה חייבת להכיל מולקולת דנא שמייצרת כרומוזום?
טלומרים
צנטרומרים
מוצא שכפול
מהו מוצא השכפול?
המיקום ממנו מתחיל שכפול DNA.
כרומוזומים יוקריוטים יכולים להכיל מוצאי שכפול רבים, כדי להבטיח שכפול מהיר.
אתר/רצף שממנו מתחילים את מלאכת השכפול. יכול להיות אתר יחיד (למשל בחיידקים) או אתרים רבים (כמו בתאים יוקריוטים).
מהם פסאודוגנים?
דופליקציות של גנים פונקציונאליים אשר הכפילו את עצמם ללא רצפי בקרה ועל כן אינם יכולים להתבטא.
למה מתייחס המושג
human genome sequence?
מתייחס לרצף של כל 23 זוגות הכרומוזומים וגם לרצף של הגנום המיטוכונדריאלי שאורכו כמעט 17,000 בסיסים.
מהו צנטרומר?
רצף דנ”א אליו יתחבר במיטוזה הקינטוכור. תפקידו לדאוג שרק כרומטידות אחות אחת תגיע לכל תא בת. כך למעשה הצנטרומר אחראי לביצוע הסגרגציה המדוייקת.
בבני אדם הרצף הזה יכול להכיל עד למיליון נוקלאוטידים ולרוב חסר משמעות מבחינת הרצף, אלא בעיקר מכיל קומפלקסים של חומצות גרעין וחלבונים המורשים בעת הפרדת הכרומטידות.
כמה זוגות בסיסים מכיל נוקלאוזום+לינקר?
כ-200 ז”ב
מהו הנוקלאוזום?
היחידה הקטנה ביותר המרכיבה את הכרומטין, ומכיל בתוכו דנ”א וחלבונים.
מיהם ארבעת היסטוני הליבה?
H2a
H2b
H3
H4
למה משמשת ההתארגנות בנוקלאוזומים?
דחיסת הדנא לשליש מאורכו המקורי.
כיצב מתחלקת מסת הכרומוזום?
שליש דנא
שליש היסטונים
שליש חלבונים לא-היסטונים
מה גודלם של היסטונים?
מהו מוטיב ההיסטון?
חלבונים קטנים, 110-137 ח.א
מוטיב ההיסטון הוא מבנה משותף להיסטונים שמורכב משלושה אלפא הליקסים המחוברים ע”י שתי לולאות.
כיצד נקשר הדנא לליבת ההיסטון?
הקשר הדוק ביותר,
מכיל כ-142 קשרי מימן
כמחצית מהם בין שלד ח.א של הליבה ההיסטונית
לבין שלד הסוכר פוספט של הדנא.
בנוסף, אינטראקציות הידרופוביות
וגשרי מלח (קשרים אלקטרוסטטים)
• יותר מחמישית מהחומצות האמיניות בהיסטונים הן…
ליזין וארגינין.
מעניקרות להיסטונים מטען חיובי.
כמה סיבובים עושה הדנא סביב אוקטמר ההיסטון?
1.7, כמעט שני סיבובים
אילו דינוקלאוטידים עדיפים בנקודת המגע בין ליבת ההיסטון לדנא?
AA, TT, TA
מהו קומפלקס CRC?
Chromatin Remodeling Complex. מסייע לדינאמיות של מבנה הנוקלאוזומים, משתמש ב-ATP כולל תת יחידה שעושה הידרוליזת ATP וקשורה אבולוציונית להליקאזות. תאים מכילים המון סוגים של CRC, בעלי תפקידים שונים.
בגדול, מזיז את הנוקלאוזומים, מחליף אותם, עוזר בשכפול דנא.
עושה: Nucleosome sliding.
הרחבה:
Nucleosome sliding.
During nucleosome sliding, the histone octamer moves along DNA without dissociating from it. To achieve this, numerous contacts between DNA and histones must be broken and reformed in a highly coordinated manner
זה מתאפשר באמצעות CRC
חושף את הדנא והופך אותו זמין לחלבונים.
מה קושר ה-CRC?
מה הסובסטרט שלו?
מנין מגיעה האנרגיה לניתוק הדנא מהליבה?
הוא קושר גם את הליבה החלבונית וגם את הדנא של הנוקלאוזום.
האנגיה מקורה בהידרוליזה של
ATP.
מי מסייע ל
CRC
בהחלפה של היסטונים?
Histone Chaperones
מה קובע באילו חלקים של הדנא יהיו נוקלאוזומים?
קצת הרצף של הדנא, אבל בעיקר נוכחות של חלבונים אחרים.
יש כאלו ש”מעדיפים” שלא יהיו לידם נוקלאוזומים..
חלבונים אחרים יכולים ליצור מחסום לנוקלאוזומים.
הנוקלאוזומים מתארגנים למבנה של טטרה-נוקלאוזום, כיצד?
בעיקר בזכות הזנב של ההיסטון
H4
אבל גם H1
מי מכונה
histone linker?
ומה ידוע לך עליו?
H1
הוא נמצא ביחס של 1:1 לכמות הנוקלאוזומים.
גדול יותר מהיסטוני הליבה ופחות שמור באבולוציה
נקשר לדנא ומשנה את אופן היציאה שלו מהנוקלאוזום.
מגביל 20 זוגות נוקלאוטידים נוספים במיקום יציאת הדנא
מרבית היוקריוטים מכילים כמה סוגים של היסטון זה
מהו הטרוכרומטין?
איזה וריאנט היסטוני קשור ליצירתו?
גנים שנמצאים בהטרוכרומטין הם
סיב כרומטין דחוס וקומפקטי מאוד. הצנטרומר והטלומרים הם במבנה של הטרוכרומטין, וכך גם מיקומים נוספים.
בדרכ גנים מושתקים.
כ-10 אחוז מהכרומטין ארוז כהטרוכרומטין.
מהי תופעת ה
• Position effect
תופעה המתארת התפשטות של הטרוכרומטין לאזור יוכרומטין;
ניתן להתייחס לתופעה הזו גם כ”התפשטות” של אזור הטרוכרוטי ו”פלישה” לאזורים יוכרומטיים. זה גורם להשתקה ואינאקטיבציה של גנים
Position effect variegation
כינוי לתופעה בה איזורי הטרוכרומטין נשמרים יציבים וקבועים לאורך חיי התא, ואף מורשים לתאי הבת. כלומר הכוונה היא לתאר הופעה של שונות שמקורה במיקומים שונים של ההטרוכרומטין.
נמצאו כ-100 גנים שהתוצרים שלהם מקדמים או מגבילים התפשטות של הטרכרומטין, כלומר כאלו האחראים לאפקט.
כיצד מתפשט ההטרוכרומטין?
במנגנון של פידבק חיובי במיקום - לאיזורי סמוכים, בזמן - לתאי הבת.
מהי
סקירה גנטית – genetic screening
מייצרים המון מוטציות ואז בוחרים את אלו שמראות אבנורמליות בתהליך הנחקר.
על איזה חלק בהיסטון נעשות מודיפיקציות?
לרוב על הזנבות, אך יש כ-20 שנעשות על הליבה.
אצטילציה על שייר סרין גורמת ל?
מי עושה אותה?
ניטרול המטען השלילי, , ובכך מפחיתה את האפיניות לנוקלאוזום, כלומר הדנא באזור זה יהיה רופף יותר -ביטוי גנים
מתחרה במתילציה
חלבוני HAT - Histone acyl transferase.
מיהם חלבוני
HDAC
histone DeAcetylase Complex,
מסירים את האצטילציה מהיסטונים.
למה גורמת תרי-מתילציה על שייר ליזין של
H3?
גיוס של חלבון
HP1 - heterochromatin protein 1
תורם להופעה והתפשטות הטרוכרומטין.
CENP-A
הוא וריאנט של איזה היסטון?
מה תפקידו?
במה הוא שונה?
של היסטון H3,
ההבדל הוא שיש לו לולאה.
הוא אחראי על תפקוד הצנטרומר.
ועל גיוס הקינטוכור.
H2AX – H2AZ – macroH2A – 3.3H – CENPA –
H2AX – תיקון DNA ורקומבינציה. H2AZ – ביטוי גנים, הפרדה של הכרומוזומים. macroH2A – דיכוי שעתוק, אינאקטיבציה של כרומוזום X. 3.3H – אקטיבציה של שעתוק. CENPA – חיבור של הצנטרומר לקינטוכור.
מה תפקידו של קומפלקס ה
READER?
על מה הוא מונח?
קורא מודיפיקציות ספציפיות על היסטונים - קוד היסטוני.
ומגייס חלבון בעל פעילות אנזימטית.
בקומפלקס, החלבונים הקוראים יושבים על חלבון פיגום.
למה תגרום טרימתילציה?
השתקה של גנים, יצירת הטרוכרומטין.
מי מכונים
אנזים eraser
אנזימים שמסירים מודיפיקציות מהיסטונים.
למשל דה-מתילאז, דה אצטילאז
מיהו רצף HS4
בכדוריות דם אדומות?
רצף חוסם שמפריד בין אזור הטרוכרומטין לבין הגן לביתא גלובין.
מוטציית מחיקה של הרצף הזה תגרום לאנמיה קשה מאד.
הוא גם כלי מחקרי, אפשר למקום רצף
HS4
משני צידי גן שלא מעוניינים שיושתק.
מה מכילים רצפי חסימה?
אתרי קישור לאנזימי אצטילציה, משום שזו מונעת מתילציה והטרוכרומטין.
מהן שלושת הדרכים בהן יכול רצף חוסם לחסום הטרוכרומטין?
יצירת מחסום פיזי תוך קישור ל-NPC
חלבון חוסם שמשתטח על הנוקלאוזומים
חלבון שנקשר לרצף בדנא ומסיר את המודיפקציות מההיסטונים
(eraser).
מהם נאוצנטרומרים?
צנטרומרים שנוצרים באופן ספונטני בלי רצף חוזרני.
כלומר, לא בהכרח מכילים רצפי
alpha satellite.
כיצד נוצר צנטרומר?
בתהליך שמגביר את עצמו בתמונת
all or none
שיש לו קואופרטיביות.
מיהו הגן
MyoD
הגן מקודד לפקטור שעתוק מאסטרת בתאי שריר.
למה משמשים חלבוני פוליקומב?
Polycomb
מה הפעילות הבסיסית שלהם?
משמשים להשתקה של גנים שצריכים להיות אינאקטיביים בתנאים מסוימים, אבל פעילים באחרים. למשל, פקטורי שעתוק החשובים בתחילת ההתפתחות העוברית.
בעל פעילות של היסטון מתיל טראנספרז ובעיקר ממתל את היסטון
H3
ומשתיק אותו.
מה מאפיין את הלולאה של כרומוזום
lampbrush?
מכיל גנים המקודדים לרנא, הלולאה היא בעצם אתר של גנים פעילים שעוברים ביטוי
מהי שיטת
C3 – chromosoe conformation capture
למה היא משמשת?
תחילה הדנא מטופל בפורמאלדהיד שיוצר קשרי צילוב דנא-חלבון
אחר כך חותכים באנזים רסטריקציה עם קצוות דביקים.
עושים מיהול, כך שרק קצוות קרובים יתחברו
מסירים את קשרי הצילוב ועושים עי חימום
PCR
אם שני קצוות התחברו, סימן שהיה חלבון שקישר ביניהם,
אפשר להסיק שמדובר בלולאה.
השיטה משמשת להוכחה שהכרומוזום מתארגן בלולאות בזכות חלבונים המקשרים בין שני אזורים מרוחקים.
אילו חלבונים מחזיקים את הכרומטידות האחיות במיטוזה ואחראיים להיווצרות הלולאות כמו גם פיגום חלבוני פעיל
קונדנסין וטופואיזומראז 2
מהם תאי (כרומוזומי) פוליטן?
ולמה הם משמשים?
תאי פוליטן אלו תאים שמכילים עותקים רבים של הדנא.
הם מאופיינים במחזורים רבים של סינתזת דנא ללא חלוקה תאית.
הוא משמש ככלי מחקר שימושי, למשל כי ניתן לצפות בו במיקרוסקופ אור פשוט.
מהם חלבוני
Polycomb?
(PcG = Polycomb group protein)
משפחה של חלבונים שיכולים לשנות מבנה כרומטין.
מהן
Chromosome Puffs
תפיחות קטנות שנוצרות ונעלמות כשגנים עוברים ביטוי, מושתקים.
כאשר הגנים לא מבוטאים הלולאה מקבלת מבנה דחוס,
כשכן מבוטאים היא נפתחת.
בזמן האינטרפאזה הכרומוזומים נוטים להימצא…
בטריטוריה מסוימת.
איזורי הטרוכרומטין נמצאים ב…
אסוציאציה ללמינה הגרעינית.
מהו מבנה
fractal globule
מה הוא מאפשר בשורה התחתונה?
סידור חסר קשרים שמיישם אריזה בדחיסה מקסימלית ובה בעת משמר את היכולת של סיב הכרומטין להתקפל ולהיפתח
רוב הכרומוזומים נמצאים במבנה כזה.
בשורה התחתונה: to fold and unfold.
היכן נבנות יחידות הריבוזום?
בגרעינון
כיצד נוצר הגרעינון?
הוא מורכב מרשת של רנא וחלבונים המתארגנים מסביב לגנים המקודדים ל -רנא הריבוזומאלי.
*הגרעינון ותתי המדורים האחרים בגרעין נוצרים רק כאשר התא צריך אותם.
מהם
Cajal bodies וגרנולות interchromatin
אלו הם מבנים ספריים המורכבים ממולקולות רנא נבחרות שנקשרות יחד ליצירת רשתות חדירות מאד לחלבונים ומולקולות רנא אחרות בסביבת הגרעין.
כך בעצם נוצרים אזורים ביוכימיים מובחנים בגרעין ע”י הפיכת קבוצה של מאקרו-מולקולות למקובעות.
למה משמשים חלבוני
Tethering
בהקשר של תת מדורי הגרעין?
הם מתפקדים כמעין זרועות שדגות את הדרוש לאיזורים האלו.
ומקבצות אותם יחד.
חלבוני שלד הגרעין הם
מסיסים/לא מסיסים?
לא מסיסים.
מתי ניתן (כדאי) לצפות בכרומוזום יוקריוטי במיקרוסקופ אור?
בזמן המיטוזה.
אז הכרומוזמים הופכים דחוסים יותר.
הדחיסה הזו מפחיתה את האורך של כרומוזם אינטרפאזה טיפוסי רק פי כעשירית, אבל היא מייצרת שינוי דרמטי במראה.
אילו שתי מטרות יש לדחיסת הכרומוזומים במיטוזה?
הפרדה מדויקת יותר לשני תאי בת.
שמירה על הדנא
אילו שתי מטרות יש לדחיסת הכרומוזומים במיטוזה?
הפרדה מדויקת יותר לשני תאי בת.
הגנה על ה-דנא מפני שבירה כשאר הכרומטידות האחיות נמשכות לתאים שונים.
כיצד מתבצעת דחיסת הדנא לכרומוזומים מיטוטים?
מתי?
על ידי מי ומה?
באמצעות מוידפיקציות על היסטונים, וכן עזרה מהחלבונים קוהזין וקונדנסין
הדחיסה מתחילה מוקדם בשלב
M
וממשיכה לאורך ובהתאמה לשלבי המיטוזה.
מתי מתחילה דחיסת הכרומוזמים למיטוטיים?
M תחילת שלב
*זה מתאפשר משום שבמהלך המיטוזה אין ביטוי גנים!
מהם גנים הומולוגים?
גנים שדומים גם ברצף הנוקלאוטידים וגם בפונקציה בזכות אב קדמון משותף.
מהם
conserved regions?
רצפים שמורים בין מינים,
האזורים השמורים האלו יכללו גם רצפי בקרה ורצפים פונקציונלים שתפקידם לא ברור.
לחץ אבולוציוני שמר על הרצף שלהם.
מה מכילים רצפים שמורים בין מינים?
דנא מקודד לחלבון, אבל גם הרבה רצפי בקרה וחלקים שלא ברור עדיין תפקידם.
כמה אחוז מהגנום מורכב מאלמנטים טרנספוזונים?
כ-50%
מה הגודל הממוצע של גנום של יונקים?
וכיצד הוא נשמר כך?
כ-3 מיליארד זוגות בסיסים.
הוא נשמר יחסית קבוע עי איזון בין מחיקה להוספה.
כמה אחוז מהגנום מקודד לחלבונים?
כ-2%
כמה אחוז מהגנום ברצפים הבאים:
SINE
LINE
SINE - 15%
LINE - 20%
כמה אחוז מהגנום מורכב מרצפים חוזרניים?
50%
לפני כמה זמן התפצלו בני אדם ושימפנזות?
תרנגולות?
עכברים?
ששה מיליון שנה
300 מיליון שנה
80 מיליון
קטגוריות שונות של דנא הן בעלות שעונים מולקולריים שונים.
תני דוגמא והסבירי
רצפים של חלבונים מורכבים שקושרים חלבונים רבים אחרים, הם בעלי שעון מולקולרי איטי יותר, משום ששינויים פחות נסבלים.
לעומת זאת, רצפים שלא מקודדים לחלבונים חשובים, או שלא נתונים ללחץ סלקציה הם בעלי שעונים מולקולריים מהירים יותר
למה מתאימים שעונים מולקולריים מהירים?
במה השתמשו כדי לחקור ואת מה?
למחקר של אירועים לא קדומים מאד.
למשל, לחקר התפצלות ההומו ספיאנס וניארדנטליים שימש דנא מיטו’, שהוא בעל שעון מהיר יחסית.
מהם
Synteny reigons
איזורים בהם נשמר סדר הגנים.
ככל ששני אורגניזמים רחוקים יותר, האיזורים האלו יהיו קצרים יותר.
מהם
Ultra conserved sequences?
רצפים בני 100 נוקלאוטידים שנמצאו במעל 5000 מינים שונים והם זהים לחלוטין באדם, חולדה ועכבר, ורובם לא עברו שינויים כלל
מהם
HAR - human accelerated Reigons
אלו רצפי דנא שמורים ביונקים אחרים, אבל צברו המון שינויים בבני אדם, במהלך 6 מיליון שנות ההפרדה מהשימפנזה.
משקפים את ההבדל בין בני אדם לחיות אחרות.
לפחות 50 אתרים כאלו זוהו, רובם קשורים להתפתחות נוירונלית.
מהו
HAR1f
רצף ב-דנא של בני אדם שמתבטא בקליפת המוח, ויכול להיות שקשור להבדל המשמעותי בין בני אדם לחיות אחרות.
הרצף שהציג את השינוי המהיר ביותר.
מקודד למולקולת רנא לא מקודד.
תפקידה לא ידוע.
דופליקציה של הגנום השלם
מתרחשת ב _______
ויותר נדירה ב __________
צמחים ופטריות
חולייתנים. דוגמה - דג הזברה.
כיצד נוצרו הגנים השונים ליחידות של המוגלובין?
עי דופליקציות רבות של הגן לביתא גלובין.
מהי
CNV – Copy Number variation?
שונות הנובעת ממספר חזרות שונה של חלקים בגנים בין אינדיבידואלים.
מהם
SNP?
Single nucleotide polymorphism
כינוי לתופעה בה במיקום מסוים ניתן למצוא נוקלאוטיד מסוים, ושונה, בין בני אדם. כאשר השכיחות שלו משתנה.
מה האורך הממוצע של גן?
כ-27,000 בסיסים
כמה אחוז מהדנא מוגדר כשמור מאד?
כ-3.5%
הגדרה של גן
רצף נוקלאוטידי בדנא שפועל כיחידה פונקציונלית לייצור חלבון, מבנה של רנא או רנא קטליטי או רגולטורי.
