Eukaryot DNA replikation

Question 1

Vilka faser består cellcykeln av? Skriv hela namnen och vad som sker i varje fas.

Answer 1

G1 - Growth 1. Endast tillväxt i förberedelse för syntesen.
Checkpoint: är cellen redo för S-fasen? (Är DNA helt ok/skadat? Är det för skadat initieras celldödsprogram.
S - Synthesis. Själva replikationen av genomet.
G2 - Growth 2. Fortsatt tillväxt, förberedelse inför mitosen.
Checkpoint: är cellen klar för delning?
M - Mitosis. Celldelning.
G0 - Vissa celler delar sig inte utan vilar sig.

G1, G2 och S kallas för interfas.

Question 2

Vad menas med genotyp?

Answer 2

Samma genotyp innebär att cellerna har samma DNA-sekvens. En organism har samma genotyp i alla sina celler förutom de haploida cellerna.

Question 3

Vad menas med fenotyp?

Answer 3

Resultat av genotypens olika uttryck beroende på miljön. Om cellerna har samma fenotyp innebär det att cellerna ser likadana ut och uttrycker samma gener.

Question 4

Beskriv De Novo-syntesen.

Answer 4

ADP, GDP, UDP och CDP är prekusorer som m.h.a. enzymet ribonukleotidreduktas gör dNDPs från rNDPs.

Question 5

Vilket enzym katalyserar dUMP till dTMP?

Answer 5

Thymidylate synthase

Question 6

Vilket enzym katalyserar dNDP till dNTP?

Answer 6

Nukleotidkinas (nukleotiddifosfatkinas).

Question 7

Vad består ribonukleotidreduktas av?

Answer 7

Består av två subenheter: R1 och R2. I R1 finns the active site beståendes av 3xcystein och en glutamat. R2 innehåller en tyrosylradikal som kommer vara reaktiv under reaktionen.

Question 8

Beskriv Salvage-pathway.

Answer 8

Baser göra om till nukleotider som sedan fosfolyseras av nukleosid kinaser till nukleotider

Question 9

Vad heter de enzymer som fosfolyserar nukleosider till nukleotider?

Answer 9

Nukleosid kinaser

Question 10

Hur fungerar antivirala läkemedel?

Answer 10

De inhiberar virusets replikation genom att efterlikna nukleotider, men saknar OH-grupp så de kan byggas på.

Question 11

Ge exempel på antivirala läkemedel.

Answer 11

Aciklovir: herpesvirusets replikation inhiberas
Zidovudin: HIV-replikationen inhiberas.

Question 12

Hur fungerar anticancer läkemedel? Ge exempel på ett.

Answer 12

Ex. Metotrexat: en folsyraanalog som blockerar enzymet tetrahydrofolatreduktas (krävs vid syntes av thymidin)
Fluoracil omvandlas till fluordeoxyuridylat som binder kovalenta till thymidylate syntetase (självmordsinhibering)

Question 13

Vad är histoner och vad gör att de är specialproteiner?

Answer 13

Dessa packar DNA:t till kromatin.

Histoner har i kodande mRNA:t inga introner samt inget poly(A)-svans. Kommer ha en hårnålsstrultur i 3’ändan.

Question 14

Vad är EIIF(E2F)?

Answer 14

Transkriptionsfaktorer som reglerar S-fasgener.

Question 15

Nämn de olika faktorerna som reglerar cellcykeln.

Answer 15

• Cyklin och cyklinberoende kinaser
• Ubiquitin
• Tumörsupressorgenen p53
• Tumörsupressorgenen Rb
• ATM och ATR
• Nukleo-cytoplasmatisk transporation

Question 16

Vad är origin recognition hos eu?

Answer 16

ORC (Origin recognatio complex)

Question 17

Vad är single-strand-binding-proteins hos eu?

Answer 17

RPA (Replication protein A)

Question 18

Vad är helicase-loading hos eu?

Answer 18

CDC6/CDT1§

Question 19

Vad är helikas hos eu?

Answer 19

MCM

Question 20

Vad är clamp loader hos eu?

Answer 20

RFC

Question 21

Vad är sliding clamp hos eu?

Answer 21

PCNA

Question 22

Vad är replicative family polymeras hos eu?

Answer 22

Family B

Question 23

Vad menas med reglering av oriC och hur fungerar den?

Answer 23

Eftersom eu har flera OriC måste det kunnas regleras för att det inte ska användas fler än en gång, samt att alla OriC initieras så allt DNA replikeras.

Geminin kommer att binda till Cdt1 som då kommer att förhindra laddning av MCM.
CDK laddar op polymerasen, och kan inhibieras av p21 som bildas vid DNA-skador.

Question 24

Beskriv initieringen av DNA-replikering med namn på alla initieringsproteiner.

Answer 24

1. ORC, CDC6 & CDT1 kommer att bildas vid oriC.
2. MCM kommer att laddas av CDC6 & CDT1 och bilda MCM-komplexet.
3. Aktivering av OriC och laddning av polymeraser
4. Kontroll av timing för DNA-replikation
5. Ytterliggare replikationinitieringar från samma OriC hindras av CDK och Geminin.

Question 25

Hur förhindras re-replikering?

Answer 25

1. Förhindras av Geminin och CDK. 2. Degradering av Cdt1 3. Degradering och fosforylering av initieringsproteiner.

Question 26

Vad är Rb-EIIF-komplexet?

Answer 26

E2F är transkriptionsfaktorer som reglerar S-fasgener. Rb (protein) kan vid DNA-skada binda till E2F som inhiberar transkription. Rb lossnar från E2F med fosforylering m.h.a. CDKs.

Question 27

Vad är Geminin?

Answer 27

Ett protein som finns i cellkärnan under G2 och försvinner under mitosen m.h.a. Ubiquitinmedierad proteolys.

Question 28

Beskriv sambandet mellan MCM och livmoderhalscancer.

Answer 28

HPV-viruset stör P53:s regleing av cellcykeln, vilket kommer att göra att avbrott vid DNA-skador inte kommer att ske.

Question 29

Vilka DNA-polymeraser finns hos eu?

Answer 29

Epsilon, alfa och delta.

Question 30

Vad har DNA-polymeras epsilon för funktion?

Answer 30

Syntetiserar leading strand. Har proof-reading.

Question 31

Vad har DNA-polymeras delta för funktion?

Answer 31

Syntetiserar lagging strand.

Question 32

Vad har DNA-polymeras alfa för funktion?

Answer 32

Skapar primers m.h.a. att den har primas inkopplat på sig. Kommer sedan att ta bort primerns och syntetisera DNA-nukleotider.

Question 33

Vad har DNA-polymeras gamma för funktion?

Answer 33

Replikativ polymeras i mitokondrien.

Question 34

Vad heter det som tar bort primerns från lagging strand?

Answer 34

FEN1

Question 35

Vad har DNA-polymeras beta för funktion?

Answer 35

Reparationspolymeras. Kan förbigå tymindimerer skapade av UV-ljus.

Question 36

Vad har Trand-lesion synthesis polymeras (TLS) för funktion?

Answer 36

Reparationspolymeras. Gap filling utförs av dessa. De stannar upp vid lesioner i DNA:t. De har förmågan att kopiera över skadat DNA.

Question 37

Vad händer om man förändrar DNA-polymeras epsilons aktiva site, och vilka slutsatser kan man dra?

Answer 37

Polymeraset kommer att inkorporera dT-dTMP men inte dA-dAMP, vilket gör att T kommer att binda till T. På detta sätt kunde man spåra var polymeraset arbetade och därefter kunde kan få slutsatserna att epsilon syntetiserar leading strand, delta lagging och alfa primers.

Question 38

Beskriv replikationsgaffeln.

Answer 38

ORC1 och CDC6 binder till OriC. MCM är helikasen. RPA är single-strand proteins och förhindrar att DNA-strängen binder till sig själv. DNA-ligas finns som binder ihop okazaki-fragment. Clamploaders (RFC) (faller bort då slidingclamp bundit in) binder in slidingclamps mellan primern och templatet. Polymeraset binder sedan till slidingclampen.

Question 39

Vad är PCNA?

Answer 39

Består av tre subenheter som bildar en ihålig ringstruktur (sliding clamp). PCNA laddar polymeraset på primerns och bibehåller kontakten med templatsträngen. p21, FEN1, DNA-ligas kan binda till subenheterna på PCNA då deras aminosyrasekvenser liknar. Ex. FEN1 binder in till PCNA vilket leder till att okazaki-fragment ligeras koordinerat med syntesen. Se s.207 i The Cell

Question 40

Vad är en telomer?

Answer 40

Ändsekvens i våra kromosomer som skyddar våra reaktiva DNA-ändar från att uppfattas som en skada. Telomeren bildar en loop som binder till ett shelterin-komplex som skyddr ändarna.

Question 41

Vad är telomeras?

Answer 41

Ett enzym (omvänt transkriptas) som bär på en RNA-templat som kommer att syntetisera nukleotider på 3'änden (AGGGTT-kedja repeterande)

Question 42

Vad finns det för samband mellan cellåldrande och telomeras?

Answer 42

Telomerasaktiviteten sjunker med åldern, vilket gör att telomererna successivt krymper --> celldöd el. senescens. Cancerceller och stamceller har hög telomerasaktivitet.

Question 43

Nämn en telomeras-mutation och vad den innebär.

Answer 43

Dyskeratosis congenita: För tidigt åldrande. Kan antingen bero på en defekt i shelterin-komplexet som har till uppgift att skydda smt rekrytera telomeras till telomererna. Det kan också bero på någon defekt hos telomeraserna. Detta kan exempelvis vara att telomererna elongeras inkorrekt eller att de inducerar extratelomeriska funktioner.

Question 44

Vad är TERT?

Answer 44

Telomeras reverse transkriptas. Enzymet som ger den förlängda, återupprepande DNA-sekvensen.

Question 45

Ge ett exempel på en post-replikeringseffekt och vilka produkter samt enzymer som är involverade.

Answer 45

DNA-metylering: | CpG-öar kommer m.h.a. S-adenosylmetionin och DNA-metyktransferas att metyleras till 5metyl-CpG.

Question 46

Nämn två olika DNA-metyleringar och varför strängarna metyleras.

Answer 46

Maintance DNA metylering: en sträng metyleras m.h.a. gamla strängen som mall. De novo: inga metyleringsserier finns sedan tidigare. Påverkas av ex. miljöförändringar. Används vid kontroll av aktiviteten hos transposoner. X-kromosom inaktiveras hos kvinnor. Påverkas allel-specifika uttryck av gener (moderns allel metyleras vilket medför att faderns gen är aktiv.)

Question 47

Beksriv kromatin-bildningen.

Answer 47

CAF1 binder till PCNA som underlättar för histon H3 och H4 att bilda nukleosomer.

Question 48

Vad är kohesin och vad har den för funktion?

Answer 48

Proteinkomplex som binder ihop två systerkromatider. Detta kommer sedan att ersättas av kondensiner som kommer separera kromatiderna förutom vid centromeren, detta leder cellen in i metafasen. Enzymer separas separerar kohesinet vid centromeren och kromatiderna delar på sig.

Question 49

Nämn några kontroller av korrekt replikering.

Answer 49

Kontroll under replikering: proofreading och mis-match repair. Replisomuppehåll: Replisomet pausas om den DNA-skada upptäcks. DNA-reparation sker m.h.a. TLS-polymeraser. Strängbrott: Vid dubbelsträngsbrott kan man använda sig av en homolog sträng som ligeras in och replikering kan fortskridas. Kallas för homolog rekombination. Sker inte hos eukaryoter.

Question 50

Vad menas med mutagenes?

Answer 50

Fel i replikation leder till mutagenes som kan oraka cancer, för tidigt åldrande, samt mutationer i könsceller som ger upphov till ärftliga sjukdomar.