DNA: replikation Flashcards
Vad är replikation?
Kopiering av DNA inför celldelning
Är replikationen mest komplex hos prokaryoter eller eukaryoter?
Eukaryoter
“DNA fungerar som mall för sin egen syntes”, hur?
De två strängarna delas och används för att bestämma sekvensen av nukleotider i sin komplementära sträng
Vilket enzym ansvarar för DNA-syntesen?
DNA-polymeras
Vilka tre grundläggande egenskaper gäller för DNA-polymeraser?
- Syntetiserar alltid DNA i 5’ till 3’ riktning
- Kräver en primer för att kunna initiera DNA syntes
- Behöver en mall för ny syntes
Vad heter enzymet som syntetiserar nytt DNA i prokaryoter?
DNA polymeras III (Pol III)
I vilken riktning syntetiserar DNA polymeras nytt DNA?
Alltid i 5’ till 3’ riktning
I vilken riktning verkar exonukleas?
I 3’ till 5’ riktning
Vad gör exonukleas i replikationen?
Exonukleaset hydrolyserar DNA för att plocka bort felaktiga baser så att DNA polymeras kan få en ny chans att sätta in korrekt bas
Vad är leading strand och lagging strand?
Leading strand är den DNA sträng som syntetiseras kontinuerligt i samma riktning som replikationsgaffeln (5’ ⇒ 3’)
Lagging strand är den DNA-sträng som syntetiseras i motsatt riktning (3’ ⇒ 5’) och i korta bitar = Okazaki-fragment
Vad är ett Okazaki-fragment?
Ett Okazaki-fragment är de korta fragment som syntetiseras diskontunerligt i 5’ ⇒ 3’ riktning och utgör lagging strand
Dessa bör vara så korta som möjligt, långa enkelsträndar är instabila
Okazaki-fragment är 1000-3000 baspar långa
Vad heter enzymet som syntetiserar primers?
Primas
Att sätta in rätt bas till den DNA-sträng som syntetiseras är en mekanism med hög nogrannhet (fidelity). Kan du beskriva lite hur detta går till?
DNA-polymeras hjälper till att välja den rätta basen för insättning. Bindning av korrekt matchade dNTPs inducerar en konformationsförändring i DNA-polymeraset som leder till inkorporering av nukleotiden
Vilka är de olika katalytiska sätena i DNA polymeras?
- Katalytiskt säte för polymerisering / DNA syntes (P site)
- Katalytiskt säte för proofreading - error correcting catalytic site (E site)
Vilka två funktioner kan DNA polymeras sägas ha?
- Syntetisera DNA
- Proofreading
Vad krävs för att nysyntetiserat DNA ska hamna i E-sätet hos DNA polymeras? Vad händer i E-sätet?
- En konformationsförändring av DNA polymeras gör att nya DNA-molekylen går från P- till E-sätet
- I E-sätet tas felaktigt inplacerade nukleotider i den nysyntetiserade DNA-strängen bort av exonukleas
Kan primaser syntetisera RNA “de novo” eller inte?
Ja, det kan de göra!
Det finns ett tillfälle då primas förbrukas och behövs extra mycket, när är detta?
I lagging strand och syntesen av varje nytt Okazaki-fragment
Vad heter enzymet som syntetiserar nytt DNA samtidigt som den avlägsnar RNA-primers i prokaryoter?
DNA-polymeras I (Pol I)
Vad heter enzymet som brukar genomföra proofreading-aktivitet i polymeraser?
3’-5’ exonukleas
Vad heter enzymet som tar bort RNA-primers (i arbete med lagging strad - okazaki fragment) och felaktiga nukleotider i DNA polymeras I?
5’-3’ exonukleas
Vad heter enzymet som sammanfogar Okazaki fragment till kontinuerliga strängar?
DNA-ligas
Vad använder DNA-ligas som energikälla?
ATP
Vad innebär begreppet “processivitet” i DNA-polymeras sammanhang?
Processivitet = hur många nukleotider DNA-polymeraset kan syntetisera innan det trillar av templaten
Vad gör enzymen helikaser?
De öppnar upp den dubbelsträngade DNA-helixen
Vad använder helikaser som energikälla?
ATP
Vad gör single-stranded DNA binding proteins (SSB)?
Binder till enkelsträngat DNA-template för att hålla strängen utsträckt och stabilisera den
De förhindrar att konstiga, oönskade nukleotid-inbindningar sker när DNA:t öppnas i replikationsgaffeln
Vad använder single-stranded DNA binding proteins som energikälla?
Ingenting!
De behöver inte ATP eftersom inbidningen till template-DNA är en passiv process
Vad heter enzymen som förhindrar att DNA slår knut på sig själv vid replikeringen och ser till att DNA framför replikationsgaffeln kan snurra fritt?
Topoisomeraser
Vad har topoisomeras-enzymer för funktion?
De förhindrar att DNA slår knut på sig själv vid supercoiling och replikation
De ser till att DNA strängen framför replikationsgaffeln kan rotera fritt i samband med att strängarna öppnas upp och kopieras. Detta gör att processen inte fastnar
Hur många polymeraser ingår i replikeringen av DNA hos eukaryoter? Namn?
- Polymeras ε (epsilon) - kopierar leading strand
- Polymeras δ (delta)
- Polymeras α/primas (alfa/primas komplex) - primas syntetiserar först RNA-primers innan Pol a syntetiserar en kort bit DNA
Vad gör DNA-polymeras i DNA-replikationen?
Katalyserar addition av nukleotider till 3’ ändan av en växande DNA-sträng genom att använda en parent-DNA som mall
Vad gör DNA-helikas i DNA-replikationen?
Använder energi från hydrolysering av ATP för att öppna upp DNA-dubbelhelixen innan replikationsgaffeln
Vad gör single-strand binding proteins (SSB) i DNA-replikationen?
Binder till enkelsträngad DNA-strand som blottats av DNA-helikas, detta förhindrar att baspar formas på nytt innan dess att lagging strand hunnits replikeras
Vad gör DNA-topoisomeras i DNA-replikationen?
Skapar tillfälliga hål i en av strängarna hos DNAt framför replikationsgaffeln, detta lättar på DNAts roterande stress
Det blir mindre motstånd och dubbelhelixen framför replikationsgaffeln kan rotera fritt i samband med att helixen öppnas upp i gaffeln
Vad gör sliding clamp i DNA-replikationen?
Håller DNA polymeras kopplat till template-strängen, detta gör att enzymet kan vandra längs sin template sträng utan att ramla av i samband med att nytt DNA syntetiseras
Vad gör clamp loader i DNA-replikationen?
Använder energi från hydrolysering av ATP för att låsa fast sliding clamp på DNA-molekylen
Vad gör primas i DNA-replikationen?
Syntetiserar RNA-primers längs lagging-strand templatet
Vad gör DNA-ligas i DNA-replikationen?
Använder energi från hydrolysering av ATP för att länka samman Okazaki fragment som skapats på lagging strand templatet
Lagging strand görs kontinuerlig
Vad är origins of replication?
Specifika sekvenser i genomet där replikationen startar
Var kan origins of replication vara lokaliserade på genomet?Inte längst ut i ändarna!! Där är ju telomererna och inte det viktiga DNA som främst ska replikeras!! Men annars lite överallt, ofta nära centromeren.
Lite överallt, ofta nära centromeren
INTE längst ut i ändarna, eftersom där är telomererna och inte det viktiga DNA som främst ska replikeras!
Vad bildas vid varje origin när replikationen startar?
Två stycken replikationsgafflar som båda går utåt i motsatt riktning (vi får en “replikationsbubbla”)
Ex: <- (origin) ->
Hur många replikations-origins finns hos prokaryoter vs eukaryoter?
- Prokaryoter - bara ett origin (cirkulärt genom)
- Eukaryoter - flera som startar samtidigt
Är origin oftast AT- eller GC-rika?
De är AT-rika regioner, som smälter lätt
Beskriv kort följande proteiners roll i prokaryoters replikation?
- DnaA
- DnaB
- DnaC
- DnaG
- DNA polymeras III
- DnaA = initieringsprotein, binder intill specifik sekvens vid origin som öppnas upp till replikationsbubbla
- DnaB = Helikas, länkar upp prokaryot-DNAt
- DnaC = laddningsfaktor för DnaC
- DnaG = primas, syntetiserar RNA primers (behövs även på leading strand vid originet precis i början för att starta syntes)
- DNA polymeras III = sköter DNA syntesen från RNA primer
Vilka kromosomer får problem i slutet av DNA replikationen?
De linjära kromosomerna får problem när deras ändar ska kopieras
Hur kan en sekvens vara GT-rik?
Ge exempel på en GT-rik sekvens!
När vi säger GT-rik menar vi inte att G och T skapar baspar, utan mer att en av strängarna de två har långa sekvenser av G och T
Ex: “GGGGTTTTTTTGGGTT” - skulle lika gärna kunna skrivas “CCCCAAAAAAACCCAA”
Telomerer är GT-rika sekvenser
Vad är telomeras och var hittas det?
Telomeras är ett enzym i stamceller (och cancerceller) som kan förlänga våra kromosomer
Hur kan vissa celler få “evigt liv”?
Genom att de har enzymet telomeras som förlänger deras kromosomer
Kromosomer förkortas normalt med varje celldelning men detta kan undvikas med telomeras
Hur löser vi problemet när hålrum uppstår längst ut på lagging strand där ett RNA-primas tagits bort?
Ändarna får telomersekvenser och enzymet telomeras används
Hur går det till när telomeras fixar problemet med hålrum i ändarna av lagging strand hos linjära kromosomer?
- Telomeraset förlänger först template-strandens telomer-ände i 5’ ⇒ 3’ tiktning genom att utnyttja sin inbyggda RNA-template
- När template strand är förlängd kan DNA polymeras α/primas-komplexet förlänga lagging strand och inga hålrum bildas
Vilka är replikationens olika faser?
- Initiering
- Elongering
- Terminering
