4- delitev celice Flashcards
cis delujoči elementi
so intrinzični za DNA verigo… tam kjer so zapisani tudi delujejo
to so promotorji, ojačevalci, utiševalci, vezavna mesta za proteine
trans delujoči elementi
elementi ki so zapisani na drugem delu genoma kot delujejo
to so transkripcijski faktorji in RNA polimeraza, DnaA, DnaB (helikaza), DnaC, DnaG (primaza)
opiši delitev celice od materinske do hčerinske
materinska celica podvoji kromosom
nastane prstan na sredini sestavljen iz proteinov FtsZ (potrebna energija GTP). prstan loči dva nukleoida. iz dodatnih FtsZ nastane DIVISOM, nova membrana in stena
celica se podaljšuje in kromosoma potujeta vsak na svojo stran
depolimerizacija proteinov in nastanek SEPTUMA (s pomočjo energije GTP) in iz septuma nastaneta 2 hčerinski celici
kje je začetek podvojevanja kromosoma pri E. coli
na 84,3 min je oriC mesto. tu pride do razprtja verig nastanka dvojne replikacijske verige (ena v levo, druga v desno). nastaneta 2 replikona (1-v smeri ure, 2- proti smeri ure). na nasprotni strani je ter, ki predstavlja konec replikacije.
zgradba oriC mesta
AT bogat predel - oriC
oriC: predel z AT bogatimi 13-meri (začne se z GATC) - predel z DnaA vezavnimi mesti
vezava proteinov na oriC
vežejo se na vezavna mesta za različne proteine
DnaA - glavni iniciatorski protein, ki ima 5 vezavnih mest (3 imajo stalno vezan DnaA zaradi visoke afinitete)
mesta t in l: gor je vezan kompleks DnaAATP
DUE: at bogata zaporedja
IHF in Fis: olajšata razprtje verige
kaj je potrebno za začetek replikacije
ob tistih proteinih DnaA, ki so stalno vezani na oriC (3) se morajo vezati molekule DnaAATP. nastane multimeren kompleks iz veliko DnaA molekul. zaradi pritiska, ki nastane ob zvitju se verigi razpreta v območju DUE - pomagata tudi IHF in Fis.
na razprto mesto se veže DnaB (helikaza), ki jo “prinese” DnaC. vežejo se SSB, ki preprečijo združevanje verige. DnaG (primaza) naredi začetni oligonukleotid
PRIMOSOM: kompleks iz DnaG, ki potuje po DNA in sintetizira začetne olige
terminacija replikacije
na 22bp dolgih zaporedjih - ter
na tem mestu gredo lahko replikacijske vilice samo v eni smeri.
terminacijsko mesto je zgrajeno iz terA in terB mesta. terB je prehodno za levo; terA pa za desno vilico.
za terminacijo je potreben protein Tus - E.coli in RTP - B. subtilis. terminacijski protein zaustavi helikazo
težave replikacijskih vilic
naletijo na poškodbe DNA
- LEZIJE: kemijske spremembe
- VRZELI: replikacija se prehitro konča in se vilice sesujejo
če naletijo na poškodbe se zaustavijo in razpustijo. če celica ne more zaključiti replikacije propade
obstajajo mehanizmi ki ponovno vzpostavijo vilice ampak ker začetek ni na oriC mestu so potrebni PRIMOSOMSKI PROTEINI: PriA, PriB, PriC
segregacija kromosomov
= ločevanje hčerinskihmolekul kromosoma na pbe hčerinski celici
poznamo različne sisteme: RESOLUCIJA DIMEROV, DEKATENACIJA in KONDENZACIJA
RESOLUCIJA KROMOSOMSKIH DIMEROV
kromosomski dimer - obe hčerinski molekuli sta med sabo povezani v eno samo krožno molekulo DNA
1. RecA sistem lahko naredi ali razgradi dimere - odvisno od števila prekrižanj (liho število- razgradi; sodo - naredi)
2. sistem Xer: razgradi dimere
rekombinacijski sistem Xer
protein XerCD: preverja da ni mesto dif podvojeno.. če je naredi rekombinacijo in ju loči
mesto dif: nahaja se centralno v regiji ter. ko se kromosom podvoji imamo dva mesta dif
FtsK: protein ki se nahaja tamkjer septum preščipne celico. gre za translokazo ki črpa DNA v smeri pomikanja mest dif proti septumu. s pomočjo KOPS zaporedi FtsK ugotovi pravilno smer.
katenacija
= nastanek katenanov zaradi replikacije
za replikacijskimi vilicami nastanejo prekatenani iz njih pa katenani (DNA se zavozla)
vozli: 1 molekula DNA se je odprla in zavozlala in nazaj zaprla
katenani: prepletejo se dve molekuli DNA
topoizomeraze razrešujejo vozle
pozitivno in negativno superzvitje
+: ko se veriga DNA desno-sučno zavija - z uro
-: ko se veriga DNA levo-sučno zavija - proti uri
če ima več kot 200 zavojev je + superzvita, če ima manj pa -.
če desno sučno dodatno zvijamo bo še vedno pozitivno zvita, če jo pa odvijamo bo negativno zvita.
topoizomeraze
encimi, ki razrešujejo superzvitja. poznamo dva tipa topoizomeraz (tip l in tip ll)
1. ena veriga se premakne skozi prelom in se nato ponovno zlepi (topA)
2. obe verigi se premakneta skozi prelom in se nato ponovno zlepita (topo lV)
dekatenacija s topo lV
- reže obe verigi
- iz dveh podenot
koordinacija s TRANSLOKACIJO poteka preko FtsK
koordinacija s KONDENZACIJO poteka preko MukB
kondenzacija kromosoma
za preprečitev nastanka dimerov in katenanov uporabljajo kondenzacijo kromosoma
potrebni proteini KONDENZINI in KLEISINI.
kondenzini: MukB (E.coli), SMC (B.subtilis)
kleisini: MukE, MukF (E.coli), ScpA, ScpB (B.subtilis)
particija
=fizično ločevanje obeh kromosomov
particijski proteini so zapisani v geni par (odkriti v plazmidih: poznamo 2 tipa particijskih sistemov- sistem plazmida R1 in sistem plazmida F)
tvorijo se filamenti ki razporejajo kromosome (kot delitveno vreteno)
binarna delitev
celica se podaljša - izoblikuje se septum - celici se ločita
… to je ena generacija zato temu rečemo generacijski čas (iz ene celice dobimo 2 ločeni celici)
citokineza
protein FtsZ: podoben tubulinu E in oblikuje filamente, potreben GTP za delovanje
protein MreB: podoben aktinu, potreben ATP za delovanje
Fts
tvorbe filamentov so odvisne od temperature. pri visokih T (nepermisivne) ne morejo tvorit kolonij
FtsZ
protein citokineze
bakterje, arheje, kloroplasti in mitohondrij
pred delitvijo v obliko monomerov po celotni celici, potem se monomeri zberejo na sredini in tvorijo prstan (protoprstan) oz. obroč. poleg FtsZ prstan tvorta še proteina FtsA in ZipA (dajeta stabilnost in omogočata vezavo prstana na membrano)
zipA se sestavi v peptidoglikanhu,
ftsA na citoplazmatski membrani
zakaj nastane septum na sredini celice
zaradi sistema Min in sistema nukleoidne okluzije
opiši sistem Min E.coli
3 proteini: MinC, MinD, MinE
če pride do mutacij genov za te proteine nastanejo mini celice (septun nastane na napačnem mestu)
OPIS:
- MinC in MinD tvorita kompleks, ki prepreči vezavo nukleoida s FtsA in ZipA in interakcije z FtsZ
- proteini Min OSCILIRAJO od enega pola do drugega (minC, minD in nekaj minE)
preostali del minE tvori obroč, ki omejuje gibanje minC in minD
- obroč se pomika v levo in sproži sproščanje kompleksa minC-minD in temu sledi nastanek tega kompleksa na polu bodoče celice
- FtsZ obroč nastane tam, kjer je koncentracija min proteinov najmanjša (tj. na sredini celice)
sistem min B. subtilis
nima minE
proteina minC in minD ne oscilirata ampak se kompleks minC-minD neposredno veže na protein DivIVA, ki se nahaja na polu celice
opiši nukleoidno okluzijo
- prepreči izoblikovanje septuma ko je nukleoid na sredini celice
- nukleoid okluzijski proteini (NO-proteini), ki se vežejo na DNA in preprečijo nastanek FtsZ obroča v bližini
pri E.coli - SlmA
pri B. subtilis - Noc
delitev celice z MreB
- usmerja sintezo peptidoglikana
- podoben aktinu, ATP
- če ga ni postanejo celice kroglaste - koki
koliko traja generacijski čas v naravi (minimalno gojišče)
= čas od tega da iz ene celice nastaneta 2 ločeni celici
70 min
koliko časa traja replikacija
= podvojitev kromosoma
40 min
kolikšen je čas od replikacije do razdelitve celice
20 min
kolikšen je generacijski čas laboratorijskega seva E. coli
20 min
kakšen je generacijski čas E. coli v bogatem gojišču
30 min
v bogatem gojišču se nova runda replikacije začne še preden se prejšnja konča.
od česa je odvisen začetek replikacije
od celične mase
začetek uravnavajo koncentracija DnaA in dostopnost OriC, ter metilacija GATC
hemimetilacija
SeqA je protein ki se veže na hemimetilirano DNA. najdemo ga v bakterijah, ki imajo Dam (=deoksiadenozin metilaza, ki metilira GATC zaporedja)
če se SeqA veže na GATC zaporedje prepreči metilacijo, onemogoči ponovno iniciacijo iz oriC in vezavo DnaA na vezavna mesta z nizko afiniteto
kakšna je rast popuacije
eksponentna 2^n
koliko celic je v stacionarni fazi
10^9
faze rasti bakterijske populacije
- lag
- eksponentna (log): največje število živih celic (viabilnost)
- stacionarna
- propad
skica redčitvene vrste
kako izračunamo CFU/mL
če predpostavimo da so vsa redčenja enakovredna izračunamo titer AMPAK vsa redčenja niso enakovredna, ker se napaka z višjim redčenjem veča!
zato: seštejemo število kolonij na redčitvi, ki je števna in delimo s številom paralelk.
katere plošče so števne
30-300 kolonij
