מולקולרית - פרק 5 Flashcards
מה התפקיד של החלבון
Spo11
מבצע שבר דו גדילי בתהליך הרקומבינציה המיוטי.
חלבון שמרי
כמו טופואיזומראז, הוא נשאר קשור לדנא קוולנטית אחרי הריאקציה.
עד שנוקלאז שמפרק את הגדיל משחרר אותו.
מהי צומת הולידיי?
תוצר ביניים חשוב ברקומבינציה במיוזה.
מה, בין השאר, מגביל את כמות החלבונים שאורגניזם יכול להיות תלוי בהם?
קצב המוטציות מגביל את כמות החלבונים בבני אדם למשל לכ-30,000.
מעבר לזה הסיכוי למוטציה בחלבון חיוני כבר גדול מדי.
קצב מוטציות איטי ______________
חיוני כדי לאפשר חיים.
מהם שני סוגי התאים הקיימים באורגניזם בעל רבייה מינית?
תאים סומטיים ותאי נבט (גמטות)
מהו קצב המוטציות הממוצע?
אחת ל-9^10 נוקלאוטידים.
ריאקציית הוספת נוקלאוטיד לשרשרת דנא מתארכת מתאפשרת באמצעות?
פירוק פירופוסט לשני פוספטים.
למי מקטעי אוקזקי ארוכים יותר? חיידקים או בני אדם? ומה אורכם.
חיידקים! בערך 1000-2000
בני אדם 100-200
מהם המאפיינים של מנגנוני הגהה של דנא פולימראז?
- לנוקלאוטיד הנכון יש אפיניות טובה יותר
- הנוקלאוטיד הנכון מאפשר שינוי קונפורמציה שמהדק עליו את האתר הפעיל ומייצר העדפה אנרגטית אליו.
- פעילות דומיין אקסונולקאז בכיוון, זה נקרא:
exonucleolytic proofreading
*נציין שנוקלאוטיד לא נכון הרבה פעמים מציב את ההידרוקסיל במיקום לא מתאים שלא מאפשר את הארכת השרשרת.
כיצד פועל ה
exonucleolytic proofreading
פי כמה הוא מגדיל את הדיוק?
במקרה של טעות בנוקלאוטיד, הוא חותך את כל מה שהוסף עד לטעות.
הוא מגדיל את הדיוק פי 2^10.
כלומר, ללא פעילות אקסונוקלאז 5^10
עם פעילות 7^10
סהכ, מהי שכיחות הטעויות בנוקלאוטיד?
אחד ל-10^10
נוקלאוטידים שמוספים.
מיהו דנא פרימאז?
מדוע רנא משמש בפריימר ולא דנא?
האנזים שמניח פריימרים של רנא על הדנא.
אורכם כ-10 נוקלאוטידים.
השימוש ברנא מספק רמת ביטחון נוספת. באופן הזה הפריימר מסומן מראש כעותק זמני.
מיהו הפרימאז היוקריוטי?
Alpha-DNA-polymerase
קומפלקס אנזימטי.
תת היחידה Pri
מניחה אחראית להנחת הפריימר.
מהי הריאקציה של ליגאז?
מה משתחרר בריאקציה שלו?
אטימה של קשר פוספודיאסטרי תוך כדי ניצול מולקולת ATP בשלב הראשון משתחרר פירופוסט שמפורק מיד. נשאר קשור AMP, ואז משתחרר גם הוא.
PP, AMP.
מה התפקיד של הליקאז?
מה המאפיינים שלו ומי מסייע לו?
הליקאז מסייע להפריד את שני הגדילים. מאפייניו: - קצב של כ-1000 נוקל' בשנייה - יוקיריוטי נע על הגדיל המוביל 3 ל-5 - פרוקריוט נע על הגדיל המתעכב 5 ל-3 - מורכב מכמה תת יחידות - משתמש ב-ATP
מסייעים לו חלבוני SSB
מיהם חלבוני SSB?
Single Strand DNA-binding protein
מה הם עושים בתמונה?
אלו חלבונים הנקשרים לדנא במצב חד גדילי מבלי לכסות את הבסיסים ומייצבים אותו. הם:
• לא מפריעים לפלמור - לא מכסים את הבסיסים
• נקשרים באופן קואופרטיבי.
• חיוניים להליקאז משום שמייצבים עבורו את החד הגדיל.
בתמונה הם פותחים מבנה של
hairpin
שנוצר בדנא.
מי מהחלבונים הבאים מונומרי בפרוקריוטים ולא ביוקריוטים?
- SSB
- הליקאז
- רנא פולימראז
- דנא פרימאז
SSB.
ביוקריוטים מכיל 3 תתי יחידות ובחיידקים אחת.
כל השאר הם מולטימרים גם בפרוקריוטים וגם ביוקריוטים.
העשרה:
רנא פולימראז בפרוקריוטים מכיל 4 תתי יחידות. לא כולל פקטור סיגמה, שיחד איתו הוא יכונה הולואנזים.
איזה חלבון אחראי על הגברת הפרוסיסיביות של דנא פולימראז?
הטבעת המחליקה
Sliding clamp - PCNA
איפה חלבוני
SSB
משמעותיים במיוחד?
בגדיל המתעכב, שם הדנא נותר חשוף יותר זמן.
מה מכיל הרפליזום?
הליקאזות 2
מצמד לכל פולימראז
הליקז
פרימאז
ביוקיורטים, איזה פולימראז מסנתז את הגדיל המוביל ואיזה את המתעכב?
את המוביל פולימראז אפסילון.
את המתעכב פולימראז דלתא.
מהם גנים מוטטורים?
אלו גנים שמוטציה בהם מגבירה את קצב המוטציות הספונטניות - מעודדת יצירה של מוטציות נוספות.
למשל, מוטציה בגן המקודד לחלבון במע’ תיקון דנא, יחשב גן מוטטורי.
מהי מערכת ה
strand direct mismatch repair ?
מערכת המאתרת הפרעות בהליקס שנובעות מאי התאמה של בסיסים לא משלימים.
ידועה כ-MMR
כיצד מבחינה מע’ ה
MMR
בחיידקים בין הגדיל החדש לישן?
באמצעות מתילציה על שייר A של הרצף GATC שמניח האנזים Dam-Methylase - אנזים איטי, מאפשר חלון זמן לתיקון
פי כמה מפחיתה מע’ ה
MMR
טעויות?
פי
10^2-10^3
כיצד מבחינה מע’ ה
MMR
בבני אדם בין הגדיל החדש לישן?
באמצעות
NICKS
אילו מחלות נובעות מפגם במע’
MMR?
hereditary non-polyposis colorectal cancer (HNPCC)
במע’ ה-MMR
הפרוקריוטית, מי חותך את הגדיל?
החלבון MutH
דנא פולימראז סינתז 40 נוקלאוטידים, כמה פיתולים נוצרו?
כמה פיתולים צריך להתיר אחרי מזלג שכפול פרוקריוטי שנע בקצב של 500 נוקלאוטידים בשנייה?
4
על כל 10 נוקלאוטידים נוצר פיתול
לכן, תא פרוקריוטי כזה יצטרך להתחיר 50 פיתולים בשנייה.
1 כיצד פועל טופואיזומראז
עי יצירת קשר קוולנטי זמני.
• מכיל טירוזין באתר הפעיל שלו המשמשת כנוקלאופיל ותוקפת את הפוספאט בקשר הפוספודיאסטרי.
• מייצר שבר חד גדילי זמני. .
• לאחר היווצרות השבר טופואיזומראז 1 מסובב את את הדנ”א סיבוב אחד וומסיר את הפיתול
כיצד פועל טופואיזומראז 2?
• מייצר שבר דו גדילי ע”י יצירת קשר קוולנטי זמני עם שני הגדילים.
• משתמש בשני
ATP
שיוצרים קישור זמני עם פוספטים על הדו גדיל שחתך, אחד על כל גדיל. הדנא השני שמסובך בתוך הראשון לא נחתך אלא מועבר דרך החתך שנוצר.
יוצר מעין שער דרכו עובר ההליקס הכפול השני.
מוצאי שכפול בחיידקים:
יש רק אחד,
מכילים רצפי AT
מכילים רצפי קישור לחלבוני איניציאציה
כיצד פועלת בקרה על שכפול דנא בחיידקים?
נק’ הבקרה היחידה היא איניציאציית השכפול.
ברגע שהתחיל, הוא ימשיך בקצב קבוע.
חלבוני האיניציאציה נכנסים לתקופה רפרקטורית, ושכפול של דנא חדש לא יכול להתחיל עד שהאדנוזין על הגדיל שזה עתה נוצר יעבור מתילציה וחלבוני האיניציאציה יקשרו
ATP חדש
שלבי אינציאציית שכפול חיידקים הם:
חלבוני איניציאציה נקשרים למוצא השכפול ופותחים אותו
מטען טוען את ההליקאז ומשתחרר
דנא פרימאז נטען על ההליקאז
סינתזת הפריימרים מאפשר לפולימראז להתחיל לעבוד על הגדיל המוביל
מגיעים עוד שני פולימראזות ומתחיל הגדיל המתעכב
איזה גדיל מסונתז קודם בחיידקים?
הגדיל המוביל מתחיל, וממש אחרי מתחיל הגדיל המתעכב.
חלבוני האיניציאציה בחיידקים
קושרי ATP עושים הידרוליזה של ATP וכך מנועים מלהתחיל מחזור שכפול נוסף. כלומר, יש להם תקופה רפרקטורית.
בחיידקים DNA-A DNA-B DNA-C DNA-G
חלבון האיניציאציה DNA-A
ההליקאז DNA-B
מטען ההליקאז DNA-C
הפרימאז DNA-G
שיטת Microarray:
מהי?
למה היא משמשת?
מהם רכיבי ושלבי המפתח?
זוהי שיטה המאפשרת הצגה של גנום במקטעים (ידועים).
אפשר באמצעות שיטה זו לחקור כמה דנא מרצף מסוים יש, כך הצליחו להראות שהגנום היוקריוטי משתכפל עם כמה מוצאי שכפול, ואת כיוון התנועה של המזלג.
תרבית תאים סינכרונית, דנא היברידי,
שורה תחתונה: מאפשר לצפות בהיווצרות המזלג ולעקוב אחר התקדמותו
תא יוקיורטי משתמש בכל מוצאי השכפול שלו במחזור חלוקה, והם כולם נפתחים בו זמנית. נכון?
לא נכון, כל תא משתמש בסט מסוים של מוצאי שכפול.
עדיין לא כולם נפתחים בו זמנית, אלא בקצב של כ-50 בשנייה.
שימוש בחלק ממוצאי השכפול נדיר, ויתכן שחלקם משמשים כגיבוי.
מוצאי שכפול ביוקריוטים מכילים?
אתר קישור לקומפלקס ORC
רצף עשיר ב-AT
אתר קישור לחלבון שמסייע לORC
איזה מנגנון מבטיח שכל מוצא שכפול יופעל רק פעם אחת במחזור?
בשלב G1 החלבון Cdc6 נקשר ביחד עם ORC. בתחילת שלב S, קינאז מזרחן את ORC ו-MCM מפעיל את ההליקאז ומשתק את השני.
מיהו חלבון Cdt1?
החלבון המטעין את ההליקאזה,
MCM,
על הדנא ביוקריוטים
על איזה גדיל נעה ההליקאזה החיידקית ואיזה היוקריוטית?
החיידקית - גדיל מתעכב
יוקריוטית - גדיל מוביל
סינתטזת היסטונים
מתרחשת בשלב S
יש הרבה עותקים לגנים של היסטונים בגנום
במהלך שלב הרנא שליח של ההיסטונים מוגבר עי יציבות ושעתוק
כמות ההיסטונים המסונתזת בקורלציה לכמות הדנא המשוכפל
מיהם שני הצ’פרונים ההיסטוניים שמסייעים בפירוק ויצירה מחדש של נוקלאוזום?
NAP1 טוען את הדימר H2A-H2B
CAF1 טוען את ה הטטרמר H3-H4
איזה מבין הגדילים מאריך הטלומראז?
ההורי או החדש?
את הגדיל ההורי, לאחר מכן פרימאז יניח עליו פריימר ופולימראז ישכפל עליו מקטעי אוקזקי.
כיצד נעשה הקישור של טלומראז לדנא?
הדנא מכיל רצף שקושר את טלומראז.
טלומראז מכיל רנא פנימי שמשמש תבנית וגם יחידה פונקציונלית.
כיצד מוגנים קצוות הטלומרים ומפני מה?
התא עלול לזהות את קצוות הטלומרים כשבר דו גדילי.
לכן הם ממוגנים עי חלבון בשם שלטרין שמייצר לולאה
t-loop
שמחביאה את הקצה ‘3 שתלוי ב
overhang
באמצעות
strand exchange.
Dyskeratosis congenita
ממה נגרמת?
מוטציה באנזים טלומראז שגורמת להתקצרות של הטלומרים.
ממה נגרמת קסרודרמה פיגמנטוזה?
מוטציה במנגנון NER
ממה נגרם סינדרום קוקיין?
פגם בצימוד בין שעתוק ותיקון דנא
מרבית הפגמים במחלה נגרמים מאחר ורנ”א פולימראז נשאר תקוע באתר הנזק ולא ממשיך בשעתוק.
ממה נגרמת אטקסיה טלאנגיאקסטזיה?
מוטציה בחלבון
ATM
שמופעל עי שברים דו גדיליים ואמור לעצור את חלוקת התא במצב בו נגרם נזק לדנא.
תסמונת ורנר
פגם במנגנון תיקון דנא
תסמונת בלום
פגם בהליקאז הנחוץ למנגנון רקומבינציה.
פנקוני אנמיה
DNA interstrand cross-link repair
46 BR patient
DNA ligase I
אילו סוגי נזק ספונטני פוגעים בדנא?
ומהו הנזק הנפוץ ביותר?
נזקי חמצון
מתקפות הידרוליטיות
מתילציות
הנפוץ ביותר - דפורינציה עי הידרוליזה של הקשר הגליקוזידי.
מה מתקבל מדאמינציה של ציטוזין?
הידרוליזה של האמין של ציטוזין
מקבלים את הבסיס אורציל
מה הנזק הנפוץ ביותר של קרינת UV?
דימריזציה של פירימידינים.
הכי נפוצה דימריזציה של שני טימידינים.
מנגנון תיקון BER:
תיקון נזק בבסיס בודד משתמש באנזימים ממשפחת הגליקוזילאזות גורם המפתח הוא ה flipping out של הדנא, שמאפשר לאנזים לחקור ולאתר נזק
מיהו AP endonuclease (apurinic or apyrimidinic)
חלק ממנגנון BER תפקידו העיקרי הוא ליצור חתך NICK בשלד הפוספו-דיאסטר מסביב לאתר ה AP (הבסיס החסר) שיצר הגליקוזילאז מתקן בצורה ישירה את הנזק השכיח של דפורינציה!!!
אילו אנזימים מעורבים בתיקון נזק דנא באמצעות מערכת
BER?
גליקוזילאז אנדונוקלאז פולימראז פוספודיאסטראז ליגאז
איזה מנגנון יתקן נזק שלי דימריזציה?
מנגנון NER.
מנגנון NER
מתקן נזק נרחב בדנא
קומפלקס אנזימטי ענק שסורק את הדנא לאיתור עיוותים במבנה
מסיר אוליגו-נוקלאוטיד
צימוד לתהליך השעתוק, מבטיח תיקון יעיל
האם רנא פולימראז יכול לעצור ואז להמשיך לסתנתז מאותה נקודה?
בחיידקים לא, הוא ינשור מהדנא והשעתוק יתחיל מחדש.
ביוקריוטים כן.
מה יתקבל מדה אמינציה של כל אחד מהבסיסים?
A - היפוקסנתין G - קסנתין C - אורציל T - אין לו אמין! T אבל דה-אמניציה של 5-מתיל ציטוזין נותנת
מדוע הבסיס U
נכחד מהדנא?
משום שדאמינציה של
C
נותנת U.
וזה היה מקשה מאד להבחין מתי מדובר בטעות ומתי במצב תקין.
פולימראזות מעקף – Trans-lesion Polymerase
משמשת במצב חרום בו הפולימראז תקוע יתבצע חילוף בין הפולימראזות בבני אדם יש 7 סוגים חסרת פעילות הגהה מכניסה טעויות בסבירות גבוהה מודיפיקציות קוולנטיות במצמד המחליק מגייס אותן
• NHEJ-non homolog end joining
למה משמש?
תיקון שבר דו גדילי.
הגנום מכיל צלקות רבות שלו
יכול לגרום לטרנסלוקציות, אינברסיות, אובדן כרומוזומים.
חלבון Ku
Ku protein
ב-NHEJ
חלבון הטרודימרי התופס את קצוות הכרומוזומים.
תפקיד חשוב בתהליך רקומבינציה של נוגדנים (רקומבינציה מסוג
V(D)J
ויצירת רצפטורים TCR
רקומבינציה הומולוגית מתרחשת בין?
שתי כרומטידות אחיות.
מסיבה זו, רקומבינציה הומולוגית מתבצעת מיד לאחר שכפול הדנ”א, כאשר ישנן שתי כרומטידות אחיות, גם מאחר ותהליך השכפול של הדנ”א הוא הגורם המרכזי ליצירת שברים.
איזה חלבון מעורב ברקומבינציה מיוטית?
ומה תפקידו?
Spo11
יצירת שבר דו גדילי יזום
אילו חלבונים מבצעים את ה
strand exchange?
RecA - בפרוקריוטים
Rad51 - ביוקיריוטים
שניהם משתמשים ב
ATP
החלבון Rad52?
קומפלקס טבעתי
מבנה של 11 תתי יחידות.
טוען את Rad51
מבטיח רקומבינציה הומולוגית מדויקת ואיכותית ביוקריוטים
BRCA1
עיבוד של הקצוות השבורים ברקומבינציה הומולוגית.
BRCA2
קושר את
Rad51
ושומר עליו במצב לא פעיל עד לצורך.X
מיהו P element?
טרנספוזון בדרוזופילה
DNA only
מהי טרנספוזיציה?
תנועה של אלמנט גנטי המזורזת עי אנזים
אלו טרנספוזונים עדיין נעים בבני אדם?
נון רטרו וירוס, מעריכים שאלמנט
Alu (SINE)
מעריכים שאחת ל-100-200 לידות הן עוברים בהם היתה טרנספוזיציה שלו.
DNA-only transposons
מבנה - רצפים חוזרניים הפוכים קצרים בכל צד מכילים את האנזים טרנספוזאז אופן תנועה - נעים כדנא, עי גזור הדב משאירים צלקת באתר החדירה בצורת Direct repeats דוגמאות: P element, Tn3, Tn10, AC-DS, Tam3
רטרוטראנספוזונים דמויי רטרו-וירוסים
ישירים בכל צד LTRs
אנזימים - ריברס טרנסקריפטאז, אינטגראז
אופן תנועה - נע כתוצר ביניים של רנא שנוצר באמצעות פרומוטור בנמצא ברצף ה-LTR
דוגמאות:
טראנספוזונים נון-רטרו-ויראליים.
מבנה - קצה 3 עם פולי A קצה 5 חסר מבנה. אנזימים - ריברס טרנסקריפטאז, אנדונוקלאז אופן תנועה - נע כתוצר ביניים של רנא שלרוב מסונתז מפרומוטור שכן. דוגמאות: F element in drosophila L1 (LINE) humans Cin4 maze
*רובם לא מקודדים לאנזימים ולכן תלויים במישהו אחר שיסנתז להם
אילו טרנספוזונים מכילים עמידות לאנטיביוטיקות?
בחיידקים, מסוג
DNA only
מה עושה ריברס טרנסקריפטאז?
הוא מסוגל לסנתז דנא על תבנית רנא או דנא.
כל הכבוד לו!
אילו טרנספוזונים נמצאים בכמות גדולה בגנום האנושי?
נון רטרו ויראליים, בעיקר כאלו שעברו מוטציות רבות או חתוכים
truncated
איזו מחלה נגרמת נגרמת אולי מתנועה של טרנספוזון, ומאיזה סוג?
המופיליה, יש סברה שתנועה של נון רטרו טרנספוזון אחראית לה.
נקודות לגבי טלומראז
- מאריך את הגדיל ההורי
,- מורכב בגרעינון - משתמש בתבנית רנא כדי להאריך את הגדיל ההורי
- כיוון 5 ל-3, פעילות ריברס טרנסקריפטאז מרנא לדנא
- הרנא תורם קבוצה פונקציונלית שמסייעת לקטליזה
