DNA: uppbyggnad, struktur och mutationer

Question 1

Vilka är de tre centrala molekylärbiologiska processer som utgör Molekylärbiologins centrala dogma? Vad bildas i varje steg?

Answer 1

1. Replikation - här kopieras DNA
2. Transkription - här översätts DNA till (m)RNA
3. Translation - här kodas proteiner utifrån mRNA

Question 2

Vilka är de olika strukturnivåerna som nukleinsyror förekommer i?

Answer 2

• Primärstruktur - basernas ordning i polynukleotidsekvensen
• Sekundärstruktur - ryggradens 3D konformation
• Tertiärstruktur - på vilket sätt molekylen supercoilats
• Kvartärstruktur - nukelinsyrors interaktioner med proteiner. T.ex. kromatin, kromosom, ribosomen

Question 3

Vad är den strukturella skillnaden mellan Pyrimidiner och Puriner?

Answer 3

• Pyrimidiner består av en organisk ring
• Puriner består av två ringar

Question 4

Vilka av våra (vanliga) kvävebaser är pyrimidiener och vilka är puriner?

Answer 4

• Pyrimidiner: Cytosin, Tymin, Uracil (bara RNA)
• Puriner: Adenin, Guanin

Question 5

Vad är skillnaden på en nukleotid och en nukleosid?

Answer 5

• Nukleosid = kvävebas + socker (ribos eller deoxyribos)
• Nukleotid = kvävebas + socker (ribos eller deoxyribos) + 1-3 fosfatgrupper

Question 6

Vad är skillnaden på en ribonukleotid och en deoxyribonukleotid?

Answer 6

• Ribonukleotider har en karboxylgrupp (OH) på kol nr 2 på sockermolekylen
• Deoxyribonukleotiden har bara en väte (H), de-oxy = utan oxygen.

Question 7

Hur anges riktningen på en nukleotidsekvens?

Answer 7

Från 5’ till 3’-änden

Question 8

Vilken sockervariant hittar vi i DNA?

Answer 8

Deoxyribos (saknar syre på kol nr 2)

Question 9

Vilken sockervariant hittar vi i RNA?

Answer 9

Ribos (har OH på kol nr 2)

Question 10

Är AT- eller GC- rika regioner i DNA mer termiskt stabila?

Answer 10

GC-regionerna är mest termiskt stabila

Mellan Guanin och Cytosin hittar vi 3 vätebindningar, mellan Adenin och Tymin bara 2 st

Question 11

DNA har sagts förekomma i olika 3D-strukturer, vilka är dessa?

Answer 11

• A-form
• B-form (klassiska)
• Z-form

Question 12

Vad tror man är anledningen till att Z-form av DNA finns?

Answer 12

Man tror att DNAt strukturerar sig så här i sekvenser som är väldigt GC-rika för att få plats med nukleotiderna

Fler bindningar mellan GC än AT - tar mer plats

Question 13

Vad innebär det för en PCR-körning om en DNA-sträng är väldigt GC-rik?

Answer 13

En GC-rik DNA-sträng är mer termiskt stabil så det krävs att man tillför mer värmeenergi för att denaturera strängen

Question 14

Vad är supercoiling?

Answer 14

När cirkulärt DNA vrids ytterligare - utöver dubbelhelix-struktur

Question 15

Vad heter de enzym som kan ändra supercoiling hos cirkulärt DNA?

Answer 15

Topoisomeraser

Question 16

Vad är overwinding av DNA och när kan det ske?

Answer 16

Overwinding av DNA är när DNAt under replikation och supercoiling slår knut på sig själv och inte kan coilas vidare utan hjälp av topoisomeraser

Question 17

Finns supercoiling i bara en form?

Answer 17

Nej! Det finns i många former, bland annat cirkulärt och linjärt där det twistas och writhe:as på många sätt… Topoisomeras är involverat i detta!

Question 18

Vad är en mutation?

Answer 18

En mutation är en permanent förändring i DNA-molekylens nukleotidsekvens

Question 19

Vad är en mutant?

Answer 19

En mutant är en organism eller ett protein med mutation

Question 20

Vad är en vildtyp?

Answer 20

En organism med ”normal” (icke-muterad) sekvens

Question 21

Vad är en punktmutation?

Answer 21

En förändring i ett enda baspar

Question 22

Vilka former av punktmutationer finns det?

Answer 22

• Substitution (ersättning): A → T
• Deletion (borttagning): A → _ (inget, han är borta)
• Insertion (lägga till): A → A + A

Question 23

Vad är polymorfism?

Answer 23

En genetisk variation som blivit så pass utspridd att >1 % av befolkningen har den

Majoriteten av alla polymorfismer är single nucleotide polymofism (SNP) och berör bara en enda nukleotid

Question 24

Angående substitutions-punktmutationer: vad är skillnaden på en transition och en transversion?

Answer 24

Transition - mutation där en purin blir en annan purin eller en pyrimidin blir en annan pyrimidin: A ⇔ G, C ⇔ T

Transverion - mutation där purin blir pyrimidin eller vice versa: A/G ⇔ C/T

Question 25

Hur brukar de olika potentiella effekterna av en mutation benämnas? Ge exempel.

Answer 25

Tyst mutation - punktmutation som inte leder till någon förändring av aminosyrasekvens, märks liksom inte

Missense-mutation - mutation som resulterar i att det tänkta blir något annat, aminosyrasubstitution

Nonsense (non-sense)-mutation - stoppkodon introduceras. Går från Lys → Stopp

Frame-shift/läsramsförskjutning - fel i aminosyrasekvens efter en deletion/inserting-mutation som liksom ändrar och fuckar med läs-timingen.

Suppressormutation - mutation som helt eller delvis återställer effekterna av en annan mutation. Typ: ”mutation som gör att mutation som resulterade i 30 % funktion sen istället blev 70 %

Question 26

Vilka är orsakerna till skador på DNA i levande celler?

Answer 26

• Spontana förändringar - bortklyvning av purinbaser eller deaminering av cytosin till uracil
• Replikationsfel - DNA-polymeras som gör misstag vid DNA-kopieringen
• Kortvågig strålning - Energirik γ-strålning kan generera enkel- eller dubbelsträngsbrott på DNA molekylens- sockerfosfatryggrad
• Kemiska agens som orsakar mutation - metylering av DNA-baser, deaminering, syreradikaler från reaktiva oxidanter

Question 27

Vad är Ames test? Hur går det till?

Answer 27

Ett test som används för att undersöka ett ämnes cancerogenitet (aka mutagenicitet).

1. Man gör en substitution/frameshift-mutation av en salmonellabakterie (kräver histidin för tillväxt) i en histidin-producerande gen så den inte kan producera histidin.
2. Man odlar den misstänkta mutagenen på två histidin-lösa men berikade agarplattor. Till den ena adderas det ämne man misstänker vara mutagent (leda till cancer, hög mutationsgrad)
3. Om mutagen-behandlad salmonella lyckas proliferera och växa mycket jämfört med den obehandlade förstår vi att den har hög mutagenicitet då den återfått histidin-produktion och har hög mutationsgrad tack vara mutagenet som tillsattes. Mutagenet är bekräftat cancerogent. (Pga salmonella-baserad är metoden inte perfekt för människo-utredningar…)