Blok C: DNA og gener Flashcards

1
Q

Redegør for DNA’s struktur og funktion

A

Struktur:

  • To polynukleotidkæder, der holdes sammen af hydrogenbindinger mellem basepar (watson-crick)
  • Backbone udgøres af deoxyribose og phosphat, der bindes sammen af en phosphor-di-ester-binding (5’-enden af deoxyribose binder til den næste deoxyribose på dens 3’-OH gruppe)
  • På hver deoxyribose er en base bundet til med en N-glykosidbinding

Funktion:
Koder for alle proteiner og RNA-molekyler, som cellen kan syntetisere. Cellers genom er opbygget af DNA

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Redegør for histoner

A

Histoner

  • Protein, der danner spoler, som DNA-streng kan folde sig omkring (perler på en snor)
  • En histon-oktamer udgøres af 8 histoner, og der findes 4 typer histoner. Hver histontype har forskellige N-terminaler, der kan kemisk modificeres
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Redegør for kromatin og nukleosomer

A

Kromatin:

  • Protein + DNA
  • Pakning af DNA, så det gøres kompakt i kernen

Nukleosomer:

  • DNA + histon-kerne
  • Perler på en snor
  • Underenhed af kromatin
  • Regulering af aktiv/inaktiv genekspression via modifikationer
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Redegøre for histonmodifikationer og deres biologiske funktion

A

Acetylering - aktivering af sekvenser
Methylering - inaktivering af sekvenser
Phosphorylering - ???

Reversible reaktioner?

Biologiske funktion:
Modifikationerne kan tiltrække ikke-histone kromasomale proteiner. Proteinerne promoverer enten en kondensering eller en udvidelse af sekvenser af DNA.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Redegøre for begreberne eukromatin og heterokromatin

A

Eukromatin:
Aktive områder af DNA-streng, der indeholder gener, der skal transskriberes.
Mindre kondenseret

Heterokromatin:
Inaktive områder af DNA-streng. Eksempelvis telomererne og centromer.
Kondenseret

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Beskrive telomere og centromere

A

Telomerer:

  • Ende-sekvensen for DNA-strengen
  • Den samme sekvens, der gentages x antal gange
  • Beskytter DNA fra at blive nedbrudt
  • Afgørende for antallet af celledelinger, forkortes for hver celledeling
  • Vigtig for færdigsyntetisering af enden af DNA

Centromer:

  • Sekvens, som mikrotubuli hæfter til under mitose
  • Kondenseret, heterokromatin
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Beskriv forskellen på interfase-kromosomer og mitose-kromosomer

A

Interfasekromosomer er mindre kondenseret og blotlagte i nukleus. Under mitosen vil de kondensere til kompakte kromosomer, der deles under mitosen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Redegør for begrebet genom

A

Arvemasse
Nedarvet genetisk information fra hhv. æg- og sæd-celle

summen af alle ens gener

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Redegør for begreberne gen og kromosom

A

Gen:
- Transskriptions-sekvens, der kan oversættes til enten et RNA-molekyle eller et protein

Kromosom:

  • Organisering af DNA ved at pakke og kondensere det. Det indeholder både inaktive og aktive gen-sekvenser.
  • Mennesket har 23 kromospar
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Beskriv et eukaryot gen (i forhold til et prokaryot gen)

A

Eukaryot

  • lineær
  • indeholder både introns og extrons

Prokaryot
- cirkulært

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Forklar begrebet karyotype og dets funktion

A

Fremvisning af alle 46 kromosomer

Man benytter det til at undersøge for eventuelle kromosom-fejl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Redegør for DNA polymerasens funktion

A

DNA-polymerases funktion er at syntetisere ny DNA under DNA-replikationen.

  • Laver en komplementær-streng ved at katalysere additionen af nukleotider
  • 5’-3’-retning
  • Kræver en RNA-primer for at binde sig til strengen
  • Laver proof-reading undervejs
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Redegør for replikationsmekanismen

A

LEADING

  1. initiator-protein binder til replikations-origin
  2. DNA-helicase binder sig til protein og bryder dobbeltstreng
  3. RNA-primer, primer de første ca. 10 basepar (RNA)
  4. DNA-polymerase kan nu binde sig til de 20 RNA-basepar. Polymerasen holdes fast af sliding clamp. 5. Syntese af ny streng i en 5’-3’-retning påbegyndes. Energien, der binder nukloetiderne sammen kommer fra de to phosphatgrupper, der fraspaltes fra triphosphat og bliver til en monophsophat.
  5. Nuklease fjerner RNA-primer, der initierede at DNA-polymerase kunne binde sig
  6. DNA-repair-polymerase udfylder det hul, som RNA-primeren udgjorde.
  7. Ligase laver phosphor-di-ester-bindinger og binder de to fragmenter sammen
  • for LAGGING kræver det RNA-primere undervejs på strengen for at initiere synteses af okazaki-fragmenter. RNA-primer fjernes ligeså nukleare, DNA-polymerase og ligase til at binde sammen. Desuden kræver det en telomerase for at syntetisere slut-sekvensen (3’-sekvensen) tæt på telomeren
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Redegør for funktion af telomerase og biologisk betydning af telomere

A

Telomerase er et enzym, der forlænger lagging-strengens template i 3’-ende.

  1. Okazaki-fragmenterne syntetiseres som vanligt, men da den sidste RNA-primer skal fjernes og udfyldes kan DNA-repair-polymerasen ikke binde sig til noget.
  2. Telomerase forlænger nu lagging strand.
  3. Telomerasen indeholder selv en komplementær RNA-sekvens til den forlængede streng. DNA-repair-polymerase kan nu binde sig til den forlængede streng og udfylde hullet, som slut-RNA-primeren tidligere udgjorde, hvormed hele DNA-strengen er replikeret
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Redegør for hvordan mutationer kan opstå

A
  • Kopifejl under DNA-syntese (AT kan blive til CG eller skift i aminosyre)
  • Spontant i cellen (deaminering, depurinering)
  • Ydre påvirkning (thymin-dimer, andre dimerer)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Redegøre for proofreading og dens biologiske betydning

A

Proof-reading foretages under DNA-syntesen af DNA-polymerase. Inden det næste basepar parres, vil den eftertjekke det forrige basepar, om det er parret korrekt. Hvis ikke, vil den editere det til den rette parring.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Redegør for mis-match-repair-mekanisme

A

Kort efter replikation kan nogle fejl være sluppet igennem proof-reading. Dette rettes op af mis-match, der genkender fejl og fjerner disse med en nuklease. Hullet, som nukleasen efterlader, efterfyldes af DNA-repair-polymerase, hvormed DNA-strengen er hel igen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Redegøre for excision repair

A

Kan foregå på to måder - nukleotid- og base-excision-repair
Fejlrettelse af spontane mutationer eller ydre påvirkninger

  • Base excision repair: fejl-basen skæres ud af en nuklease og en nye base tilføres af DNA-polymerase og ligasen limer strengen sammen -> depurinering og deaminering
  • Nukleotid excision repair: dimer af nitrogenbaser udskiftes -> thymin-dimer ex.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Redegør for den biologiske betydning af homolog rekombination og non-homolog end-joining

A

Fejlrettelse af dobbeltbrud på DNA-streng

  • Non-homolog
    Sker spontant, hvor de to ender bindes sammen af en ligase, hvilket medfører tab af DNA-streng
  • Homolog
    Kan kun forekomme, hvis et søsterkromatid lige efter replikationen befinder sig tæt på, kan dette kromatin blive brugt som skabelon til at kopiere den DNA-sekvens, der er gået tabt
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Redegør for RNA hovedtyperne

A

mRNA: Messenger RNA, som er kopistrengen af et gen, som kan oversættes til protein.

tRNA: transport RNA, som står for indhentning og placering af aminosyrer til rRNA.

rRNA: ribosomal RNA, som er den enhed som står for translationen (fra mRNA til protein)

miRNA: Mikro RN, som regulerer og degraderer mRNA, som ikke længere skal translateres, sammen med RISC proteiner og nuklease.

siRNA: Small interfering RNA, som beskytter cellen mod fremmede RNA

snoRNA og snRNA : findes:))

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Redegør for RNA polymerase funktion

A

RNA polymerase står for transskriptionen af DNA til RNA og drives af hydrolyse af phosphatgrupper. HAR IKKE PROOFREADING

RNA polymerase I: Transskriberer rRNA
RNA polymerase II: Transskriberer mRNA
RNA polymerase III: Transskriberer tRNA + andet ikke kodende RNA

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Redegør for en promoters funktion, herunder TATA-boks og transskriptionsinitiering
(eukaryote celler)

A

En promoter er et startsignal på DNA, som RNA polymerasen hæfter sig til ved hjælp af transskriptions faktorer. Det er ofte en konsensussekvens. TATA-boks er et eksempel på en promoter for RNA polymerase II.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Redegør for funktionen af generelle (basale) transskriptionsfaktorer

A

Transskriptionsfaktorer er proteiner, som samler sig og hæfter til en promoter, og danner derved et transskriptionsinitiationskompleks, som åbner dobbelt helixen. Dette medfører at RNA polymerase kan binde sig til promoteren og starte sin transskription.

24
Q

Redegøre for transskriptionens faser (initiering, elongering og terminering)

A

Initiering: Transskriptionsfaktorer binder sig til promoter og hæfter RNA polymerase fast på DNA’et, samt åbner dobbeltstrengen. RNA polymerasens hale phosphoryleres og dermed kan transskriptionen starte.

Elongering: Transskriptionen til RNA

Terminering: Når RNA polymerasen når en terminator (konsensussekvens/stopsekvens), vil transskriptionen stoppe og RNA polymerase + RNA frigives. Dobbelt strengen samles igen.

25
Redegør for forskelle og ligheder mellem pro- og eukaryot transskription
Ligheder: - RNA polymerase og en promoter og terminator, samt transskriptionsfaktorer(sigma eller generelle) - transskriberer i 5' til 3' retning Forskelle: - Sigma eller generelle transskriptionsfaktorer - Eukaryoters promotere er mere komplekse. - Eukaryoter har en mere kompleks regulering af transskription - Eukaryoter har flere forskellige RNA polymeraser, prokaryoter har EN.
26
Redegøre for forskelle og ligheder mellem pro- og eukaryot mRNA
Ligheder: - Enkelt streng - ribs-nukleotider Forskelle: - Prokaryot: ingen processeringer, ingen introns, direkte kontakt til ribosomer (mangler nukleus) - Eukayot: processering (capping, Polyadenylering, splejsning), indeholder både introns og exons
27
Forklar mRNA processering, herunder capping
Modificering af 5'-enden af mRNA-transskriptet ved at tilføre en 7-methyl-guanosin til enden. Den beskytter 5'-enden mod epo-nukleaser Sammen med polyadenylering: - Stabilitet af molekylet - Faciliterer transport - Mærke molekylet som mRNA
28
Forklar mRNA processering, herunder polyadenylering
Modifikation af 3'-enden ved tilførsel af mange adenin-nukleotider 1. mRNA trimmes af enzym 2. Der adderes absurde mængder af adenin på 3'-enden Funktion: Beskyttelse af 3'-enden mod exonukleaser Sammen med capping: - Stabilitet af molekylet - Faciliterer transport - Mærke molekylet som mRNA
29
Forklar mRNA processering, herunder splejsning
Fjerne introns fra gen-transskriptet ved brug af snRNA + proteiner = snRNPs. Introns afsnørres som en lasso og degraderes i nukleus Spliceosomet udgøres af snRNPs, der er ribozymer, samt andre proteiner Efter splejsning markeres splejsningsstedet med et protein (exon-junction-compleks), der genkendes når mRNA skal transporteres ud af nukleosomet
30
Redegør for alternativ mRNA processering (splejsning) og den biologiske funktion heraf
Ved splejsning kan exoner shuffles rundt i forskellige konstellationer og derved udtrykke forskellige proteiner. Omkring 95% af det humane genom undergår alternativ splejsning
31
Redegøre for exons og introns og deres relation til mRNA splejsningsprocessen
Introns: ikke-kodende DNA-sekvenser Exoner: kodende DNA-sekvenser Ved splejsning fjernes intronerne således at det modne mRNA udelukkende består af kodende sekvenser.
32
Redegøre for funktionen af snRNA i RNA splejsning
snRNA er ribozymer, der genkender splice-site-sekvenser i præ-RNA, og baseparrer sig hertil. Dette sker på begge sider af intronet og kan derved samle sig og afsnøre den inaktive sekvens.
33
Redegør for nonsense-mediated decay (NMD)
Ved en eventuel mutation i mRNA kan der opstå et frameshift, som gør, at der vil opstå et falskt stop-codon der ligger upstream for det rigtige stop-codon. Under translationen vil ribosomet opdage dette ved at det falske stop-codon efterfølges af en splejsningsmarkør, og altså derfor er længere end det falske stop-codon antyder. Dette får ribosomet til at stoppe syntesen. Det muterede mRNA og det udfærdige protein nedbrydes af proteasomer.
34
Redegør for den genetiske kode og translation af en mRNA i forskellige læserammer
mRNA består/kodes af de komplimentære basepar til transskriptionssekvensen, der kopieres. Når disse skal translateres i ribosomet sker det i kodons, der består af 3 basepar. Læserammen starter altid ved start-kodon, der er AUG, og den slutter altid ved stop-kodon, der enten er UAA, UAG, UGA. Ved mutationer kan der ske et frame-shift, der medfører at hele gen-sekvensen aflæses skævt og dermed ikke bliver til det ønskede protein. Dette medfører NMD.
35
Beskrive tRNA struktur og funktion
Funktion: hente og placere aminosyrer til/i ribosomet tRNA er opbygget af 4 segmenter af dobbel-helix-foldet RNA. Den ligner en 4-kløver i sin 2-dimensionelle form. Yderligere hydrogenbindinger folder molekylet til en L-formet struktur. - Nederste loop kaldes anti-kodon-loop og indeholder molekylets antikodon (3 uparrede nukelotider, der binder til mRNA's kodons). - I 3'-enden er der en kort region, der er komplementær til antikodon, og kan binde den aminosyre, der skal hentes.
36
Beskrive aminoacyl tRNA-synthetase funktion
Aminoacyl tRNA-synthetase er det enzym, der katalyserer bindingen mellem tRNA og aminosyren. Der er en syntetase for hver aminosyre. Det kræver ATP, der hydrolyseres af enzymet.
37
Beskriv ribosom struktur og funktion, herunder rRNA funktion
Funktion: translation af mRNA Struktur: - Består af en stor og lille ribosomal enhed (protein + rRNA) - Den lille ribosomale enhed matcher tRNAs antikodons til mRNAs kodons, hvorefter den store ribosomale enhed katalyserer peptidbindingen mellem aminosyrerne. - Består af 3 aktive binding-sites - A, P og E
38
Redegøre for translations-initiering, -elongering og -terminering
1. Initiering En initiator tRNA med methionin binder sig til P-site på den lille ribosomale enhed sammen med translationsinitiationsfaktorer (hjælpeproteiner). Herefter binder mRNAs 5'-ende sig til den lille ribosomale enhed, der scanner sammen med tRNA mRNA-strengen indtil den når startkodon (AUG). Den store ribosomale enhed binder sig og starter translationen 2. Elongering En aminosyre bringes af tRNA til A-sitet. Det binder sig nu til den forrige aminosyre, der er placeret i P-sitet med en peptidbinding. Den store ribosomale enhed rykker sig en tak downstream, hvormed at de to tRNA+aminosyrer nu hhv er placeret i E- og P-sitet. A-sitet er frit og kan modtage en ny tRNA+aminosyre. tRNA i E-sitet forkastes. 3. Terminering Translationen ender når stop-kodon nåes. Stop-kodonet genkendes af release-faktor-proteinet, der binder til A-sitet, som stopper aktiviteten i P-sitet (peptidyl-transferase). Istedet katalyserer den en hydrolyse af bindingen mellem den terminale aminosyre og tRNA, hvormed peptidkæden frigives. Ribosomet frigiver mRNA og dissocierer til to separate subunits.
39
Redegøre for forskelle og ligheder mellem pro- og eukaryot translation
Ligheder - Foregår i ribosomer - De har begge stop-kodons - Polyribosom, hvor mange ribosomer binder sig i rap til det samme start-kodon/ribosombindende sekvens Forskelle - Prokaryoters mRNA koder for flere proteiner, der kan translateres samtidigt af hver deres ribosom - Prokarypters translation kan igangsættes mens transskriptioner stadig er i gang, da der ikke er brug for RNA-processering. - Eukaryoter har et startkodon, mens bakterier har en ribosombindende sekvens
40
Redegøre for proteasomet og dets funktion
Funktion: Nedbrydning af proteiner, der er mærket med ubiquitin. Raske proteiner 'gemmer' det binding-site, hvorpå ubequitin kan binde sig. Opbygning: 10 subunits med proteaser
41
Redegøre for ribozym og RNA foldning
Et ribosom er et ribozym. Ribozym: rRNA-molekyler, der besidder katalytisk aktivitet. Peptidyl transferase er et eksempel på et ribozym, der katalyserer bindingen af aminosyrer til en peptid-kæde under translationen. Ribozymerne udgør størstedelen af ribosomet, der er foldet til en kompakt struktur. Proteiner på overfladen af ribosomet stabiliserer.
42
Redegør for de forskellige niveauer i genregulering
Transkriptionel genregulering - Repressor/aktivator/enhancer - Histon-reulering - methylering/phosphorylering Post-transskriptionel genregulering - RNA-processering (capping, splejsning, polyadenylering) - Transport ud af nukleus -> eksport til cytosol (capping, splejsning, polyadenylering) - mRNA-degration (exonukleaser, manglende capping og kort poly-A-hale) - Translationskontrol (NMD hvis mutation, UTR-bindende proteiner hæmmer syntese ved at gemme AUG) - Protein-degration (ubiquitin el. (in)aktivering af proteinet)
43
Redegør for transskriptionsregulatorers struktur og funktion
Funktion: binder til DNA-sekvenser i (oftest) major groove og fungerer som kontakt, der kan tænde og slukke et gen. Struktur: Subunits, der danner intermolekylære bindinger med nitrogenbaserne og phosphat-grupperne i DNA-nukleotiderne. Kan forekomme i forskellige former (homeodomæne, zink-fingers og leucin-zipper)
44
Redegøre for enhancer og repressor funktion
Enhancer (eukaryot): En DNA-sekvens, der kan binde et aktivator-protein, der kan binde til et bindingsite på en mediator, der binder til transkriptionsfaktorer og RNA-polymerase. Øger muligheden for transskription. Enhanceren kan befinde sig langt up-stream for selve promotoren. Repressor (prokaryot): Protein, der binder sig til en operator (sekvens midt på promotor-regionen for prokaryote). Hvis en repressor binder sig til operatoren, vil det ikke være muligt for RNA-polymerase at binde sig og påbegynde transskription. Aktivator (prokaryot): Protein, der binder sig til promotoren og øger/fremmer bindingen af RNA-polymerase.
45
Redegør for begrebet epigenetik
Epigenetik omhandler forandringer oven på selve DNA-sekvensen - methylering/acetylering/phosphorylering - som medfører aktivering/inaktivering af specifikke gener og dermed afgør, hvilke gener der rent faktisk ekspresseres. Disse forandringer kan både være arvelige eller forårsaget af udefrakommende påvirkning eksempelvis sult.
46
Redegør for DNA-methylering og den biologiske funktion deraf
Methylering er en modifikation af en histon-hale, der medfører at kromatin kondenserer tættere og dermed bliver mindre tilgængeligt -> heterokromatin Funktionen er at gensekvenser inaktiveres og cellen blandt andet specialiseres/begrænses i hvilke gener, der kan udtrykkes.
47
Redegør for kromatins rolle i cellulær genregulering og epigenetik
Kromatin vil ved modifikationer bliver mere eller mindre aktivt (hetero- og eu-kromatin), og dermed kontrollere genekspression. Ekspression af gener kan kun foretages hvis gen-sekvensen er tilgængelig. Modifikationer kan nedarves hvormed nogle gen-sekvenser 'tilbageholdes' mens andre udtrykkes i stor stil. Dette kaldes epigenetik, da det beskriver hvad der sker 'oven på' genomet.
48
Redegør for forskelle og ligheder mellem pro- og eu-karyote gen-organisering og genregulering
Genregulering Ligheder: - Styres af aktivator og repressor, der forhindre/fremmer transskription - Begge har en promotor-region, som kan binde transskriptionsfaktorer Forskel: - Eukaryote har en enhancer, der kan binde en aktivator. Kan sidde langt væk fra selve transskriptions-sekvensen - Prokaryote har promotor i promotor-regionen, hvortil hhv. en aktivator el. repressor kan binde sig til Gen-organisering Ligheder: - DNA, der udgøres at basepar Forskelle: - Prokaryot DNA er cirkulært og organiseret i operoner. Indeholder kun exoner - Eukaryot DNA er inddelt i kromosomer (DNA pakket omkring proteiner). Indeholder både introns og exoner
49
Redegøre for hvordan punktmutationer kan ændre reguleringen af et gen
Punktmutation er en mutation i de enkelte nukleotider og baseparring - depurineriog og delaminering - thymin dimer (eller andre dimer) - strengbrud - -> ændret læseramme - -> skift i aminosyre
50
Redegøre for hvordan genduplikation kan ændre reguleringen af et gen
Helt gen eller genom duplikeres. Kopi af genet kan nu forandres ved mutationer og i nogle tilfælde skabe mere fordelagtig version af genet. Eksempelvis i forhold til globin Samtidigt opretholdes en "backup" i det eksisterende gen Kan danne familier af gener
51
Redegøre for hvordan exonshuffling kan ændre reguleringen af et gen
Gen A og B bytter indbyrdes rundt på exoner og danner dermed 2 'nye' gener
52
Redegøre for hvordan horisontal gen transfer kan ændre reguleringen af et gen
Et stykke DNA i en organisme overføres til en anden organisme Sker hyppigst for prokaryote. Ex. antibiotikaresistens
53
Redegøre for transposoner og retrotransposoner
Transposoner - mobilie genetiske elementer (DNA), der kan flytte sig rundt i genomet (sætter sig i promotorregion, Exons eller i introns) Retrotransposon - mobile genetiske elementer (transkriberes til RNA). Værtscellens RNA-polymerase laver revers transskriptase, hvormed RNA bliver til DNA, der kan sætte sig i genomet (promotorregion, exons eller introns)
54
Redegør for virus og retrovirus
Retrovirus - RNA-virus trænger ind i cellen, reverstransskriptase til DNA, integration i genom, proteinsyntese af virus ved brug af værtscellens organeller
55
Forklare hvilke informationer der kan opnås ved “comparative genomics”
på trods af klodens forskelligartede væsner er 4,5% af det menneskelige genom bevaret i andre pattedyr. Disse gener koder for almene proteiner i cellen så som tRNA, miRNA og rRNA
56
Redegøre for opbygning og analyse af det humane genom
sammenligning af forskellige humane genomer til at påvise konsensus-sekvenser/gener, der kan indikere hvilke gener, der eksempelvis koder for øjenfarve, befinder sig i kromosomerne