Genetik del 2 Flashcards
Vad är definitionen av en mutation?
Det är en ärftlig förändring i en DNA sekvens av genetisk information
Varför är mutationer viktiga?
Därför att de är som rå material för evolutionen de ger möjlighet till genetisk variation
Kan mutationer vara farliga?
Ja, de är upphovet till många sjukdomar
Vilka två kategorier av mutationer finns det i multicellulära organismer?
Somatiska mutationer och germinalcellmutation
Vad är somatisk mutation?
Det är mutation som sker i somatisk vävnad som alltså inte producerar gameter
Hur ärvs somatisk mutation?
De ärvs til dottercellerna och desto tidigare mutationen uppstår i utvecklingen desto större mängd kloner av cellen finns det.
Hur ofta uppstår en mutation?
1 varje miljon celldelning
Vad är det som gör att somatiska mutationer inte behöver ha en effekt på fenotypen?
Eftersom effekten av mutant cellen kan ersättas av en normaltfungerande cell eller så dör mutant cellen och ersätts av en annan cell
Vad är mosaicism?
När vävnader i kroppen har olika genetisk information
Vad är germinalcellmutation?
Det är när mutationen sker i celler som producerar gameter
Hur ärvs geminalcellmutation?
Den ärvs till avkomman eftersom det uppstår i gameter
Vad är genmutation?
Det är en relativt liten mutation som påverkar en enda gen
Vad är bas substitutioner?
Det är när en enda nukleotid blir ändrad i DNA
Vad är transition?
Det är när en purin blir ersatt av en annan purin eller en pyrimidin blir ersatt av en annan pyrimidin
Vad är transversion?
Det är när en purin blir ersatt av en pyrimidin eller tvärtom
Varför sker transition oftare än transversion?
Därför att det är lättare att ändra en purin till en annan purin än något helt annat.
Vad är indels?
Det är ett samlings namn för insertion och deletion mutationer
Vad är insertion och deletion mutationer?
Det är mutationer som antingen tar bort eller sätter dit en eller flera nukleotidpar
Vad är frameshift mutationer?
De skapas av indels och händer när läsramen blir förändrad. Detta gör att ofta påverkas alla aminosyror som kodas av nukleotiderna som genomgått mutationen. Så de har en hög påverkan på fenotypen
Vad kallas indels som inte påverkar läsramen?
In-frame insertion och in-frame deletions
Vad är expanderande nukleotid upprepningar?
Det är en mutation när ett antal kopior av ett set av nukleotider ökar. ex. ALS
Vilken är den vanligaste sekvensen av upprepningar?
CNG
Vad är anticipation?
Det är ett resultat av expanding nukleotide repeats där sjukdomen blir värre och värre för varje generation.
Vad händer om en nukleotid expansion sker i den kodande delen av en gen?
Det kan producera giftigt protein med en extra glutamat på sig.
Vad händer om nukleotid expansion sker utanför den kodande delen?
Ex. Fragile X-syndrome. Skapar metyliserat DNA vilket stoppar uttrycket av den genen.
För vilka fler sätt kan repeats påverka hälsan av cellen?
RNA som transkriberas kan vara giftigt, kortare protein eller att sekundära strukturer såsom hårnåls strukturer skapas.
Vad är forward mutation?
Det är en mutation som ändrar vildtypens fenotyp
Vad är reverse mutation?
Det är mutation som ändrar mutantens fenotyp tillbaka till vildtypen
Vad är en missense mutation?
Det är en bassubstitution som resulterar i en nanan aminosyra i proteinet
Vad är en nonsens mutation?
Det är en mutation som ändrar ett sense kodon till ett nonsens kodon
Vad händer om ett nonsens kodon sker tidigt i mRNA sekvensen?
Den kommer proteinet bli stympat och inte kunna utföra sin funktion
Vad är en tyst mutation?
Det är en mutation som ändrar ett kodon till ett synonymt kodon som specifierar samma aminosyra
Varför är inte en tyst mutation “tyst”?
Därför att skillnader i tillgänglighet av tRNA’s som tar upp den här aminosyraran kan vara olika så det kan göra att hastigheten förändras av protein syntesen
Vad är en neutral mutation?
Det är en missense mutation som ändrar aminosyra sekvensen av ett protein men inte inte märkbart ändrar dess funktion. Det kan vara när aminosyran blir ersatt av en annan men det är kemiskt lika.
Vad är exempel på en neutral mutation?
Mutering av gener som kodar för hemaglobin, kan förändra aminosyra sekvensen men inte förmågan att transportera syre
Vad är Loss-of-function mutationer?
Det är mutationer som gör att proteinet helt eller delvis förlorar sin funktion
Vad är ett exempel på loss-of-function och vad är det oftast?
De är oftast recessiva och cystic fibrosis är ett exempel
Vad är gain-of function mutationer och vad är de oftast?
Det är när en cell producerar protein som får en ny funktion som inte normalt finns, ex. att tillväxt hormon finns där trots att det inte är meningen. De är oftast dominanta
Vad är conditional mutationer?
Det är mutationer som uttrycks endast under vissa förutsättningar
Vad är dödliga mutationer?
Det är mutationer som orsakar förtidig död
Vad är en supressor mutation?
Det är en mutation som gömmer eller trycker ned effekterna av en annan mutation
Vad är skillnaden mellan reverse mutation och supressor mutationer?
Reverse mutation så förändras muterade stället till vildtypen medan i supressor förändras den inte utan den påverkar den första mutationen
Vart sker supressor mutationer?
De sker på en plats som är distinkt skilld från orginalmutationen-> alltså dubbelmutant
Vad är två olika supressor mutationer?
Intragenisk och intergenisk
Vad är intragenisk mutation?
När supressor mutationen händer i samma gen som den mutation den trycker ned
Exempel på intragenisk mutation?
Exempelvis ändrar en nukleotid av det kodon som den originella mutationen ändrade och därför uttrycks den originella aminosyranEller för att förhindra framshift mutationer.
Vad är intergenisk supressor mutation?
Det är en supressormutation där mutationen händer i en annan än den som den originella mutationen sker i.
Exempel på integenisk supressor mutation?
Ex. förändra translationen av mRNA:t, Gen interaktioner
Vad är mutations hastighet?
Det är frekvensen med vilket en vildtypsallel på ett locus förändras till en mutant allel
Hur uttrycks mutations hastighet?
Antalet mutationer per biologisk enhet
Vilka tre faktorer beror mutations hastighet?
- Med vilken frekvens förändringar sker i DNA
2.Sannolikheten att om DNA förändras att det kommer bli reparerat
3.Att mutationen kommer bli detekterad
Hur kan förändringar i DNA uppkomma?
Mutationer kan uppstå spontant men de kan också bli inducerat kemiskt,biologiskt
Hur påverkar DNA:s förmåga att reparera sig mutations hastigheten?
Om systemen som reparerar fungerar och är effektiva kommer mutations hastigheten att vara låg, men om det är något fel på dem kommer de vara högre
Hur påverkar mutationers detektering mutations hastigheten?
Många mutationer upptäckts inte förrän man ser deras fenotypiska effekt. Därför kan de som är lättare att se och detektera ha högre hastighet bara för att de är lättare att se
Vad har spontan mutation för hastighet i alla organismer?
Den är låg
Vad kan olika hastigheter mellan arter och organismer säga?
Deras förmåga för reparera mutationer, att de inte utsätts mutagener och biologisk skillnad i spontana mutationer
Vart sker de mindre mutationer någonstans?
I DNA sekvenser som associeras med nukleosomer -> detta kan bero på att de inte utsätts för mutagener men också rekombination, replikation och reperation
Vad är den genrella frekvensen av bas substitutioner i människor?
1 x 10^-8 per bp per gen
Vad är adaptive mutation?
Det är mutationer som kommer från att miljön runt omkring är stressig, detta sker i bakterier
Vad är spontana mutationer?
Det är mutationer som uppstår spontant under normala förhållanden
Vad är inducerade mutationer?
Det är mutationer som kommer eftersom miljön har ändrats genom kemikalier eller strålning
Vad är tautomeriska skiftningar (tautomeric shifts)?
Det är när positionen av protoner i DNA:ts baser ändras det här för att ovanliga basparningar kan uppstå.
Vad är wobble?
Det är när ovanliga basparningar uppstår pga. den flexibla strukturen av DNA helixen
Vad är incorporated errors?
Det är när en bas substitution skapar felaktig parning som blir inkorporerat i den ny syntetiserade nukleotid kedjan ex. thymin (pga. wobble) paras med guanin. När de separeras och aggerar som mallar kommer guaninet paras med cytosin istället
Vad leder incorporated errors till?
De leder till replikations fel
Vad är replikations fel?
Det är en permanent mutation eftersom alla basparningar är rätt kan in reperationssystemet veta att det har blivit fel
vad kan hända om en av strängarna formar en loop?
Strand slippage
Vad händer om loopen skapas på den nyligen syntetiserade strängen?
Insertion
Vad händer om loopen är på mallsträngen?
Då blir det en deletion
Vad är en process som kan skapa insertion och deletions?
Ojämn överkorsning under en normal överkorsning är det ingen förändring av de sammanlagda nukleotiderna medan det i felaktig överkorsning skapar att en får en insertion och en annan en deletion
Vad är depurination?
Det är en spontan kemisk förändring som skapar mutationer i DNA. Det är när en purin försvinner från en nukleotid.
Vad är en apurin site? (AP-site)
Det är när en nukleotid saknar sin purin bas
Vad händer när en apurin site skapas?
Det finns inte längre begränsningar för vilken nukleotid som ska sättas in så en random (ofta en adenin) sätts in.
Vad är deaminering?
Det är när en en bas förlorar en aminogrupp
Vad kan orsaka deaminering?
Det kan vara spontant eller vara länkat till mutageniska kemikalier
Vad händer när en bas blir deaminerad?
Den ändrar egenskaperna av parningarna mellan baser ex. en deaminerad cytosin kan binda till uracil
Hur förhindras deaminering?
Genom enzymer som tar bort Uracil så fort det finns i DNA
Vad kallas medel i miljön som ökar hastigheten av mutation över spontan hastighet?
Mutagen
Exempel på en mutagen?
Senapsgas
Vad är basanaloger?
Det är en klass av kemiska mutagener som liknar någon av de fyra kvävebaserna i DNA
Vad är problemet med basanaloger?
DNA polymeras kan inte känna av skillnaden mellan basanaloger och standard baserna
Exempel på en basanalog
5-bromouracil som är analog till tymin
Kan basanaloger upphävas?
Ja i labb genom att låta provet få samma analog eller med en annan analog
Vad är alkyleringsmedel?
Det är medel som donerar alkylgrupper ex. metyl och etyl grupper till nukleotid baser. Det här ändrar också basparningar
Exempel på alkyleringsmedel
Senapsgas
Vad är deaminations kemikalier?
Det är kemikalier som inducerar deamination
Exempel på deaminations kemikalier?
Salpetersyra som deaminerar cytosin till uracil vilket paras med adenin
Vad är syre radikaler?
Det är reaktiv form av syre. det produceras under aerobisk metabolism eller strålning, ozon vissa droger osv. De skadar DNA och ändrar den kemiska uppsättningen i DNA
Vad är interkalatorer?
ex. dioxin, ethidium bromid de producerar mutationer genom att trycka in sig själva mellan baser i DNA vilket ändrar på Helixen och skapar insertion och deletion, och frameshift mutationer så de har en extremt stor påverkan.
Varför skapa röntgen strålar, gamma strålning och kosmiska strålar mutationer?
pga deras höga energi kan de penetrera vävnader och skada DNAt
Vad kallar man gamma, röntgen och kosmiska strålar för gemensamt?
Joniserande strålning
Vad gör joniserad strålning med DNA?
De flyttar elektroner från varje atom de träffar och ändrar stabila molekyler till fria radikaler och reaktiva joner som sedan ändrar strukturen på baser och bryter fosfordiesterbindningarna i DNA. Även dubbelsträngs brott uppstår pga joniserande strålning
Vad gör UV ljus med DNA?
Inte lika mycket energi som joniserande strålning så de flyttar inte på eleketroner men pyrimidiner tar lätt upp UV ljus och detta skapar kemiska band mellan pyrimidiner som sitter på samma sträng och detta skapar Pyrimidin dimerer
Vad äör problemet med pyrimidin dimerer?
De ändrar strukturen på DNA och blockerar replikation
Vilken är den vanligaste pyrimidin dimeren?
Tymin + tymin
Vad händer ofta med cellen som inte får pyrimidin dimeer reparerad?
Cellen dör eftersom den blockerar replikation och därför cell division
Vad använder bakterier för att undgå skadan av pyrimidin dimerer?
Genom SOS systemet. Den här “tänker” inte mycket på baspar reglerna och kan därför kringgå pyrimidin dimerer men vad som händer är att frekvensen mutationer ökar och DNA syntesen blir inte lika säker.
Vad är två generella saker man kan säga om DNA reperation?
De flesta DNA reperationer behöver två nukleotid strängar av DNA eftersom de flesta ersätter hela nukleotider och en mall behövs för att specifiera bas sekvenserna
2. DNA skador kan repareras på olika sätt och av flera olika reperations system
Vad är mismatch repair?
Det är ett reperations system som ofta tar hand om felaktigt insatta nukleotider som ungått korrekturläsningen. Det sker genom att felaktigt parade baser bli detekterade och rättade av mismatch-repair enzymer.
Förrutom felaktigt insatta nukleotider vad kan mismatch repair mer reparera?
Oparade looper som orsakas av strand slippage
Hur går mismatched repair till?
Ett inkorporerat fel upptäcks, mismatched-repair enzymer upptäcler det och klipper bort en sektion av den nyligen syntetiserade strängen och fyller gapet med nya nukleotider genom att använda den originella strängen som mall.
Hur vet mismatched repai system i E.choli att det är den gamla eller den nya strängen?
Genom att känna av metylgrupper. Efter replikation är sekvensen GATC metyliserad , metylisering sker inte direkt efter replikationen och därför är den nya strängen inte det. Mismatched-repaired system klipper i den ometyliserade stängen vid GATC platsen och degraderar den i det området. DNA polymeras och DNA ligase fyller gapet på den ometyliserade strängen med korrekt nukleotid
Vad är direkt reperation?
De reparerar inte förändrade nukleotider utan återställer dem till deras originella struktur.
Hur gör E.choli och vissa eukaryoter direct repairs när det kommer till pyrimidin dimerer?
De har ett enzym som heter photolyase som använder energi från ljus och bryter de kovalenta bindningarna i pyrimidin dimer.
Vad är Base excision repair?
En modifierad bas blir utskuren och hela nukleotiden blir ersatt.
Hur går base excision repair till?
Utskurningen av modifierade baser katalyseras av ett set av enzymer som heter DNA glycosylases vilka alla känner igen och tar bort en specifik typ av modifierad bas genom att klyva bindningarna som basen har till 1´kol atomen av deoxyribos sockret.
Nucleotide-Excision repair vad är det?
Den tar bort stora DNA förändringar som pyrimidin dimer. Men kan även reparera flera andra typer av DNA skador
Hur går nucleotide-excision till?
Ett set av enzymer scannar DNA för att se om det finns något fel på DNA:s 3D struktur. Om den hittar ett fel kommer andra anzymer och separerar nukleotid strängarna från varandra vid den skadade regionen. Socker och fosfat ryggraden klyvs av den skadade strängen på båda sidor. Gapet fylls av DNA polymeras och DNA ligase
Det finns två stora olika sätt att reparera om DNA har fått ett dubbelsträngsbrott vilka är de?
Homolog direkt repair och icke homologt end joining
Vad är homology directed repair?
Reparerar en trasig DNA molekyl genom att använda en annan DNA molekyl (ofta syster kromatid) med samma mekanism som homolog rekombination.
Vad är två enzymer som utför Homology direct repair?
BRCA 1 och BRCA 2
Vad är non-homologous end joining?
Det är när man reparerar dubbelsträngsbrott när det inte finns en likadan DNA molekyl i närheten och sker ofta i G1 fasen
Hur går non-homologous end joining till?
De använder protein som känner igen de skadade ändarna av DNA och binder till ändarna och binder ihop dem.
Vad är problemet med non-homologous end joinging=
Det har mycket större chans att leda till fel, och det kan ofta leda till deletion, insertion och translokationer.
Vad händer när Stora fel i DNA:t stör DNA polymeras replikation?
translesion polymeras som inte är likaa nogrann tar över, men denna gör ofta fel
Vad är en välstuderad mänsklig sjukdom pga DNA-reparation?
Xeroderma pigmentosum abnormal hudpigmentation och känslighet för ljus. De med denna sjukdomen har ofta fel med nucleotide-excision repair systemet och därför kan inte pyrimidin dimererna hittas och sitter kvar.
Vad är central dogma?
Det är genetiska informationen går från DNA till RNA till proteiner
Hur kan organismer som inte kan ändra på sin miljö och multicellulära organismer som har celler som är specialicerade men innehåller samma genetiska DNA excistera?
Genom genregulation
Vad är en strukturgen?
Det är gener som kodar för proteiner som används i metabolism, biosynthes eller strukturell roll i cellen
Vad är regulatoriska gener?
Det är gener som skapar RNA eller proteiner som interagerar med andra DNA sekvenser och påverkar transkriptionen eller translationen av de sekvenserna.
Vad kan produkterna av regulatoriska gener vara?
DNA-bindande proteiner eller RNA molekyler som påverkar genutrycket
Vad händer med de strukturgener som kodar för essentiella funktioner?
De blir inte reglerade och kallas därför för constitutive genes (kallas även housekeeping genes)
Vad är regulatoriska element?
Det är DNA sekvenser som inte blir transkriberade men ändå har en roll i reguleringen av gener och andra DNA sekvenser
Hur påverkar regulatoriska element reguleringen av gener?
De påverkar uttrycket för de DNA sekvenser som de är fysiskt kopplade till.
Hur fungerar mycket av genregleringen?
Genom att handlingen av proteiner som kodas av regulatoriska gener och sedan binder till regulatoriska element.
Vilka är de två sätt som genuttrycket kan styras på?
Negativ och positiv kontroll
Vad är en genregulation som nästan endast Eukaryoter har?
Genregulation genom förändring av DNA och kromatin struktur. Modifieringan av DNA och dess struktur kan hjälpa att avgöra vilken sekvens som ska transkriberas. Genom DNA metylisering och kromatin struktur
Varför reguleras gener vid transkriptionen?
För att det är energieffektivt att stoppa så tidigt som möjligt