Hlutapróf 2 Flashcards
loka afurð umritunar getur verið:
tRNA
rRNA
mRNA
3 gerðir af RNA sameindum sem taka þátt í nýmyndun próteina
tRNA
rRNA
mRNA
segðu frá RNA sameindum
hafa uracil í stað tymine
eru oftast einþátta
hafa tvo OH hópa (ribosa) en ekki deoxyribosa
basaparast samt eins og DNA
U-A
G-C
segðu frá rRNA sameindum
mynda complexa með próteinum (ríbósóm)
sjá um nýmyndun próteina
það eru til 4 gerðir af rRNA sameindum í mönnum
- 28S
- 18S
- 5,8S
- 5S
talið að um 80% af öllum RNA sameindum í frumum er rRNA
segðu frá tRNA
litlar sameindir
amk ein gerð af tRNA í hverri gerð af amínósýrum sem finnst í próteinum
bera amínósýrur að vaxandi próteinkeðjum á 3’ endanum
talið að um 15% af öllum RNA sameindum í frumum er tRNA
segðu frá mRNA
ber erfðaupplýsingarnar frá DNA sameindinni í kjarna út í umfrymið
það eru líka ótjáðar raðir
ekki bara þær sem tjá fyrir próteinum
poly A hali á 3’ endanum
hetta á 5’ endanum
coding svæði á milli þeirra sem er notað til að búa til prótein
talið að um 3-5% af öllum RNA sameindum í frumum er mRNA
hvað þarf til að DNA umritun á sér stað
TP, GTP, CTP, og UTP ásamt Mg2+
Þarf ekki RNA prímer (því hann getur bara farið beint inn og byrjað)
hvernig er ferli DNA umritunar
DNA mót notað
hvatað af DNA-háðum RNA polymerasa
RNA sameindin er nýmynduð í 5’ -> 3’ áttina. (coding strand)
Nucleotíðið á 5’ endanum hefur trífosfat hóp (ppp)
DNA röðin segir til um hvar upphaf og endir RNA nýmyndunar er.
RNA polymerase binst DNAi og ferðast eftir því í 3’ -> 5’ áttina (template strand)
DNA mótið breytist ekki
við getum lesið DNA í báðar áttir
fer eftir því hvort þú ert að nota coding strand eða template strand
hvernig er umritun í dreifkjörnungum
Skref 1: Rna pólýmerasi binst DNA og leitar af stýrli. Sigma þátturinn þekkir stýril og binst honum við -35 og -10 (pribnow box). Sigma þátturinn losnar frá. RNA polýmerasi myndar lokaðan komplex þar sem hann er bundinn við DNAið
Skref 2: DNAið er opnað upp við stýrilröðina -10 og opinn komplex myndast
Skref 3: Þegar DNA þættirnir eru aðskildir myndast 17 basapara umritunar bóla sem síðan ferðast eftir DNAinu þegar það er umritað
Skref 4: RNA polýmerasi hvatar myndun fosfórdíester tengja á milli ríbónúkleótíða. Orkan sem er notuð í að búa til nýtt núkleótíð kemur úr niðurbroti foasfattengingarinnar
Skref 5: Tópóísómerasar slaka á ofurvindingum bæði fyrir framan og aftan umritunarbóluna
Skref 6: Lok umritunar annað hvort með innbyggðum endi eða Rho háðum endi.
í hvað skiptist umritun gena í bakteríum?
upphaf
lengingarferill
endir
hvað gerir stýrðilröð
þetta eru DNA raðir sem stýta RNA polymerasanum á réttan stað
hvernig er upphaf umritunar RNA í bakteríum
fyrsta núkleótíðið sem er umritað er staðsett á +1 svæðinu (down stream)
pólýmerasin og sigma þátturinn bindist fyrst við -35 röðina og myndar lokaðann complex
þessi complex ferðast síðan að -10 röðinni (pribnow box) og myndar opin complex, -þannig 3’ - 5’
-opnar upp DNA sameindina í pribnow boxinu
myndar síðan fyrsta núkíótíðið þar sem umritun hefst (+1)
- myndar mRNA keðju
hvaða 2 raðir skipta máli í umritun?
-35 sem heitir sequence
-10 sem heitir pribnow box
hvernig er lengingarferli umritunar í bakteríum
þegar við erum búin að mynda opin complex þá myndast 17 basapara umritunarbóla sem ferðast eftir DNAinu þegar það er umritað
RNA polymerasi hvatar myndun phosphodiester tengja á milli ribonucleotiða
Topoisomerasar slaka á ofurvindingum bæði fyrir framan og aftan umritunarbóluna
Gen eru umrituð frá báðum DNA-þáttunum
3’ - 5’ eða 5’ - 3’
hvernig er lok umritunar í bakteríum
2 gerðir í bakteríum sem er annaðhvort
áháða rho
- þá eru þetta ákveðnar raðir í DNAinu sem ákeða hvenær RNA pólýmerasinn dettur af (verður óstöðugur og dettur af)
Rho háðir
- í þessi ferli höfum við rho prótein sem bidnist röð nálægt 5’ endanum í nýja RNAinu
-myndar hring sem ferðast efitr RNAinu
- þegar hringurinn er komin að termitanion side þá ýtir rho prótein pólýmerasanum af
hvernig er hægt að hafa áhrif á umritun með sýklalyfjum í bakterium
það er hægt að nota sýklalyf sem virka á bakteríu pólýmerasa
þegar sýklalyf bindist RNA pólýmerasanum þá getur hann ekki hafið RNA umritun
t.d. berkla
Umritun í heilkjörnungum
í mönnum eru 3 pólýmerasar, þeir þekkja allir ákveðna gerð gena
- RNA Polymerasi I- er í nucleolus og nýmyndar rRNAs forvera (5.8S, 18S og 28S)
- RNA Polymerasi II- er í kjarna og nýmyndar mRNA forvera (einnig snoRNA, microRNA og sum snRNA)
MIKILVÆGASTUR - RNA Polymerasi III- er í kjarna og nýmyndar tRNAs (einnig 5S rRNA, sum snRNA og önnur lítil RNA)
- höfum líka sigma þátt sem ræður upphaf umritunar
- höfum stýrisvæði sem er ekki ólíkt
-10 boxinu, við höfum tata box - á þessi tata svæði bindast almennir umritunarþættir (TF)
- tata box eru í -25
helsti munurinn á heilkjörningar vs dreifkjörnunar
dreifkjörnungar hafa engan kjarna
þannig DNA er dreift um alla frumur
það er kjarni í heilkjörningum þannig DNA er í kjarnanum
í dreifkjörnunum er DNA umritað og um leið og mRNA sameindin kemur út úr DNA prólýmerasanum þá er farið að þýða yfir í prótein
þannig að umritun og þýðingin er ekki aðskilin í dreifkjörnunum
en umritun og þýðing í okkur er aðskilin í rúmi, vegna þess að það er fyrst búið til mRNA sameindir sem eru flutt út úr kjarnanum þar sem hún er þýdd yfir í prótien
hvernig er losað hitstón prótein til að virkja genin?
með því að hengja Histone acetyltransferase (HAT) á histónin,
(erum þá komin með - hóp sem ýtir DNAinu í burtu þannig að við opnum það)
notum Histone deacetylase (HDAC) til að þetta litnin aftur
segðu frá RNA polýmerasa í dreifkjörnungum
Hvata myndun RNA sameinda af DNA móti
Mynda RNA í 5’ 3’ áttina
Þurfa ekki vísa (prímera)
– Geta hafið umritun frá stjórnröðum gena
Aðeins ein gerð pólýmerasa í dreifkjörnungum
– 5 undireiningar
(4 einingar mynda “core enzyme”, sem umritar genið)
(1 eining kallast sigma factor – ber kennsl á bindiset í DNA)
hvaða pólýmerasti er þekktastur í mönnum? og segja kannski smá frá honum :)
pólýmerasi II
inniheldir 12 undireiningar
köllum hann RBR eða sudnum pólýmerasa B
Sigma þátturinn í okkur veit ekkert hvar hann á að byjra en í bakteríum veit hann það :(
hver eru skref tjáningu mRNA
fyrst er upphaf umritunar
myndum mRNA
hetta sett á mRNA
splæsing (innraðir fjarlægðar)
Klipping (ekki losað bara klippa) og viðbót polyA hala
Stöðvun umritunar
Útflutningur fullmyndaðs mRNA úr kjarna
hvað þarf í umritun mRNA
RNA polymerasi II
Almennir umritunarþættir
– TF2 prótein sem hefur áhrif á RNA pólýmerasa 2
Sértækir umritunarþættir
– Bindast sérstökum röðum í stýrli eða efliröðum
- hjálpa til við að laða að pólýmerasan
- Virkja umritun
þurfum Chromatin remodeling complexes og histón acetylasar til að opna DNAið
– Opna chromatin og hleypa RNA pol. II að
Elongation factors
– Aðstoða RNA pol. II og hindra að hann detti af DNA
hvað eru umritunar þættir
Öll prótein sem hafa áhrif á stjórn umritunar og eru ekki undireiningar RNAPII kallast umritunarþættir
hvar hefst umritun?
Upphaf umritunar hefst á myndun
preinitiation complex
- Mest af stjórn umritunar fer fram hér
hvað gerir TFIID?
það beygir DNAið og bindist Tata svæðunum
Merkir DNAið sem “virkt DNA” og auðveldar samsetningu hinna
próteinanna í komplexinum
hvenær er hetta sett á RNA sameind
þegar um 25 núkleótíð hafa verð mynduð
Hvað er hlutverk fosfórunar á C-terminal domain (CTD) RNA polymerasa II (RNAPII)?
Fosfórun á CTD RNA polymerasa II dregur að sér prótein sem eru nauðsynleg til að meðhöndla RNA, þar með talið prótein fyrir splæsingu, hetjumyndun (5’ capping), og vinnslu 3’ enda RNA. Aðeins fosfóraður polymerasi getur bundist DNA og framkvæmt umritun.
Hvar geta efliraðir (enhancers) verið staðsettar með tilliti til gensins sem þær stjórna?
Enhancers geta verið staðsettar:
Uppstreymis (upstream) fyrir framan promoter.
Niðurstreymis (downstream) fyrir aftan genið.
Þær geta verið mörg þúsund basa í burtu frá geninu sem þær stjórna.
Hvernig magna efliraðir upp tjáningu gena?
Enhancers magna upp tjáningu gena með því að:
Binda sérstaka umritunarþætti sem hjálpa við að virkja RNA-polymerasa II.
Vekja DNA-beygjun, sem leyfir þeim að hafa bein samskipti við promoter og umritunarflóka. Þetta eykur skilvirkni umritunar og leiðir til meiri tjáningar á viðkomandi geni.
af hverju stýrist lengingarferill umritunar
pause sites, þar sem verður hik á RNAPII
Þáttum sem hafa jákvæð áhrif á lengingarferil
umritunar (P-TEF) og neikvæð áhrif (N-TEF)
hvenær hefst lok umritunar
Hefst á því að RNAPII er stöðvaður og röðin sem er ábyrg fyrir því er AAUAAA
hvernig er skipulag erfðaefnisins í drefikjörnungum
þau eru samfelld sem þýðir að allar DNA-raðir í geni kóða beint fyrir prótein
engar innskotsraðir
gera umritun og þýðingu mjög skilvirka
hvernig er skipulag erfðaefnisins í heilkjörnungum
hafa bæði útraðir og innraðir
útraðir kóða fyrir prótein
innraðir eru ókóðandi raðir sem þarf að fjarlægja með splæsingu
hvaða Breytingar eru gerðar á RNA eftir umritun
tRNA, rRNA, og mRNA er breytt eftir umritun til að mynda virkt form
Upprunarlega stærð RNA umrits er meiri heldur en
lokastærð
hvernig verður rRNA til?
við notum RNA pólýmerasa I til að umrita ribosomal RNA genin og fáum þá pre-rRNA
síðan tökum við RNAsa sem er Ribónúkleasi sem klippir pre-rRNA í réttar einingar
þannig fáum við rRNA sameindir
Í dreifkjörnungum, 3 rRNA í hverju ríbósomi (70S)
– Heilkjörnungar – ríbósóm hafa 80S með 60S og 40S
sem undireiningar
hvað er einkennandi fyrir tRNA
rosalega mikil breyting á núkleótíðum
- það eru til um 50 mismuandi breytingar
– Breytingarnar hafa áhrif á byggingu og basapörun
hvernig er tjáð tRNA
það er notað pólýmerasa III
í pre-tRNA eru alltaf einhver 16 núkleótíð á 5’ endanum sem er klipt af
á 3’ endanum er 2 urasil sem eru breytt í C-C-A
síðan geta verið basar sem breytast inn í röðinni
hvernig er meðhöndlað mRNA í heilkjörnunum
í þessari röð:
- Hetta sett á 5’ endann
- splæsing
- polyA-hali settur á 3’ endann
hvað einkennir hettuna?
hettan er á 5’ endanum
hettan er tengt með 5’ - 5’ þrífosfat tengi
hvernig er aukið stöðuleika mRNA og tryggt að röðin sé notuð til nymundunar á próteinum
þegar að 5’ endin kemur úr umritun þá bætir Guanylyltransferase gunanin sameind við og tengir gunanin við 5’ endan með þrífosfat tengi
á eftir því kemur Guanine-7-methyltransferase og bætir við metýlhóp á sameindina
svona er aukið stöðuleikan
hvernig er bætt við pólý-A hala á mRNA sameind?
því er bætt á með ensími sem kallast polyadenylation signl sequence
þannig það er ekki umritað frá DNA heldur bara bætt við
pólý-A hali eykur stöðugleika sameindar, hjálpar til við flutning út úr kjarna og hjálpar til við prótein nýmyndun
hvernig er röð pólý-A hala
AAUAAA
hvenær er bætt við polý-A halanum
og hvert er hlutverk hans?
áður en að mRNA fer út úr kjarnanum
hlutverk hans er að vernda mRNAið fyrir núkleösum og fosfatösum
– Tjáðar DNA raðir nefnast útraðir
– Raðir á milli sem ekki eru tjáðar nefnast innraðir
af hverju notum við splæsingu?
af því að genin eru í bútum og það eru alltaf einhver gen sem eru ótjáð
þannig að þegar genið er umritað í RNA að þá fjarlægjum við þessar innraðir (ótjáðu gen) með splæsingu
þannig fáum við samfellda RNA sameind sem er tjáð
hvað stjórnar splæsingu?
Uracil rich small nuclear RNAs
eða “snurps” stjórna splæsingu
þegar að innröðum er splæst út þá fara þær allar saman og mynda Lariat/snöru og henni er eitt
hvað gera Spliceosome
þau greina hvar innraðir byrja og enda og hvar útraðinar byrja og enda
bera einnig kenns á 3’ - 5’ og á RNA helicasar
RNApol.II ber hluta spliceosoma á fosfóruðum hala sínum
hvernig hjálpa SR prótein splæsingu?
setjast á exon og merkja þau ásamt
U1 snRNA og U2
hvað gerir Non-sense Mediated Decay (NMDA)?
þetta er ferli sem virkar þannig að
ef það er tekin óvart innröð sem hefur stopkóða með eftir splæsingu og það er byrja að umrita hana
að þá eru mekanismar sem setja af stað þetta ferli af því að þeir taka eftir því að það sé stoptákn á vitlausum stað eftir splæsingu og reynir þá að laga það
hvernig er flutningur mRNA úr kjarna
Stjórnað af nuclear pore complex
– Virkur flutningur
Einungis rétt meðhöndluð mRNA eru flutt út
- sem hafa þá Cap complex, polyA binding prótein, hettu, hala og SR prótein
mRNA þýtt yfir í prótein í umfrymi
Innraðir merktar með hnRNP
– Haldið eftir í kjarna og eytt
við hvað bindast flest hnRNP prótien?
flest bindast við innraðir en ekki útraðir
hvaða skref er lang mikilvægast í genatjáningu?
er umritun þegar upplýsingum DNA er breytt í RNA
hvað er stýrill
Þar sem pólýmerasarnir og almennu umritunarþættirnir bindast
Skiptist í core (core er alveg við TSS þar sem umritun hefst) og proximal
promoter
hvað eru Efliraðir?
- Sum gen hafa stjórnraðir langt frá stýrilsvæðinu
- Umritunar þættir (transcription factors) bindast
þessum röðum - Kallast líka Response elements
Ef umritunarþáttur eykur tjáninguna við bindingu er
röðin skilgreind sem efliröð
Ef umritunarþáttur minnkar tjáningu við bindingu er
röðin skilgreind sem silencer
hvað eru umritunarþættir
öll prótein sem bindast DNA röðum og hafa áhrif á umritun NEMA RNA-pólýmerasa II
sum prótein Örva eða letja umritun
Sami umritunarþáttur getur stjórnað tjáningu mismunandi gena í mismunandi frumum
hvað gera Cis-acting elements
og hvað eru Trans-acting elements?
Cis-acting elements:
- þetta eru DNA raðir sem stjórna gena tjáningu og eru staðsettar nálægt geninu sem þær stjórna
Trans-acting elements:
- þetta eru prótein sem eru mynduð af öðrum genum en þeim sem þau stjórna
Trans þarf að bindast cis til að geta haft áhrif á genið
prótein sem virkja eða letja RNAPII hafa tvö hneppi hverjir eru þeir?
DNA-bindi hneppi
transcription-activation
hneppi
hvaða 3 DNA-bindhneppar eru til og hvernig virka þeir?
bindinheppar virka svona:
Annar endinn af bindihneppurinn bindist við stjórnröðina og hinn hefur áhrif á pólýmerasa II
Helix-Turn-Helix (HTH)
Zinc fingers
Basic-region leucine zipper
hvað stjórnar umritun í dreifkjörnungum?
Stýra hvaða gen eru tjáð með því að
mynda mismunandi sigma-undireiningar sem stýra RNA polymerasa að mismunandi genum
hvað er operon/genagengi?
það er hópur gena sem er undir stjórn eins og sama stýrilsvæðis
þessi gen eru tjáð saman sem eitt mRNA og kóða venjulega fyrir prótein sem taka þátt í sama ferli
hvað er operator svæði?
svæði sem bindur bælir og hindrar RNA polýmerasa
ef að ákveðin efni (inducer) bindast við bæli (repressor) þá veður beytt um lögun og getur ekki lengur bundist operator og nær þá ekki að hindrar RNA polýmerasa og þá fer umritun af stað
hvernig getur E.coli notað laktósa
notum permeasa til að taka laktósa inn í frumuna
síðan notum við beta-galactosidase
og permeasi til að brjóta laktósa í galaktósa og glúkósa og bakterían getur þannig notað glúkósa sem næringu
Venjulega tjáð í litlu magni
en við tjáningu þúsundfaldast við viðbót laktósa í ætið
hvernig verður bæling á genatjáningu
Bæliprótein sem myndað
er af lacI geninu myndar
tetramer og lokar geninu
Bælipróteinið binst síðan
við operator hluta operons
þannig slökkvum við á tjáninug
EN ef að laktósi kemur inn bindist hann við repressor og getur þa umritun átt sér stað
Operator og promoter
mynda saman
stjórnsvæðin (control
sites
Lac operon örvaður þegar E. coli hefur lactose sem kolefnisgjafa af því að hann bindist operator og getum þá umritað
Lac prótein nýmyndun bæld með glúkósa
Lac velur frekar glúkósa ef hann er til staðar
E.coli hefur 2 stýrisvæði sem greina glúkósa sem eru:
RNA polymerasa bindi set (lacP) og
catabolite activator protein (CAP) bindi set
ef það er mikið af glúkósa í ætinu að þá er er prótein sem heitir adenylate cyclasi sem breytir ATP í cAMP
ef það er mikið af glúkósa þá er hann óvirkur og þá myndast ekki cAMP
cAMP bindist CAP próteininu og setjast á P-set og það er nauðsynlegt til að hjálpa pólýmerasanum að komast áfram og umritun hefst
ef það er mikið af glúkósa, lítið af laktósa = engin tjáning
ef það er mikið af laktósa, lítið af glúkósa = tjáning ef CAP er bundið cAMP
ef það er jafn mikið af bæði = engin tjáning af því að CAP er ekki bundið cAMP afþví að það er glúkósi til staðar
VILT EKKI TJÁ
hvað er he stringent response í bakteríum
þetta er amínósýru svelt
tRNA sameindir koma þá óhlaðnar að ríbósóm sameindum og þá er búið til ppCpp sem stoppar þá alla umritun
tilgangslaust af umrita ef þða eru ekki til amínósýrur til að búa til prótein
hvernig er myndað Ríbósómal próteinum
við búum til rRNA sameindir en þurfum líka að búa til mRNA sameindir til að mynda ríbósómal prótein
ef að rRNA er ekki til staðar að þá byjrja ríbósómal prótein að bindast eigin mRNA sameind og hindra þá að þetta sé þýtt yfir í prótein
hvernig er stjórnað genatjáningu í heilkjörnungum
eins og í dreifkjörnungum notum:
- Enhancers og silencers- stjórnraðir sem örva eða letja
umritun - DNA looping kemur efliröðum í beint samband við
umritunarþætti og polymerasa
-notum trans-aktín sameindir sem sitjast á Cis-aktín elements og hjálpa til við að kveikja eða slökkva á tjáningu gena
-Cis-aktín eru DNA raðir sem eru staðsettar nálægt geninu sem þarf að tjá
hvað gera Hormone Response Elements (HRE)
þetta eru DNA raðir sem binda trans-acting prótein
og þá getur trans-acting próteinið svarað hormónum og hafa áhrif á genatjáningu
HRE - Innanfrumuviðtakar
- erum með sterahormón sem binst við viðtakan. þegar að kortisol binst við viðtakan þá breytir hann um lögun og opnar upp DNA-binding domain
- þetta þýðir að próteinið er sértækt fyrir þessar ákveðnu raðir í Glucocorticoid-Response Element - DNA-binding domain bindst við DNA röðina, síðan kemur trans-actinvation domain sem virkar í gegnum co-activator. Síðan kemur hann að basal transcription complexa og RNA pólýmerasanum og örvar umritun
- með þessu er verið að seyta einhverju hormóni
HRE - Himnubundnir viðtakar
gætum verið með insúlín eða glúkagon, í þessu dæmi erum við með glúkagon í svelti
- ef glúkágon binst viðtaka þá virkjum við adenýlsýklasa sem breytir ATP í cAMP
- þá virkjast kínasi-A og hann fosfarir CREB prótein, CREB binst við CAMP respones element
þá fer RNA pólýmerasi 2 að tjá gen sem eru mikilvæg í svelti
hvernig er hægt að gera breytingar á mRNAinu
90% geta verið mismunandi splæsingar
getur verið mismuandi hvar það er klippt í koj umritun og polý-A hali settur á (fleiri en eitt merki)
mRNA editing, þegar við breytum einhverjum bösum
Stöðugleiki mRNA, er bara eftir þ´vi hversu lengi mRNA er til staðar
Þýðing mRNA
í hverju er mRNA stöðuleiki mikilvægur
Mikilvægt í :
- Frumuvexti
- Frumusérhæfingu
- Stýrðum frumudauða
hvenrig getur við haft áhrif á stöðuleika með microRNA
- það er tjáð DNA með RNA-polýmerasa II
- og við búim til pri-microRNA
- og notum drosha til að breyta pri-microRNA í pre-microRNA
- sem er svo flutt út úr kjarna og þá kemur dicer og klippir kúlu á endanum af og myndar microRNA
- microRNA tengist síðan prótein complex sem heitir RISC
- annaðhvort er hindrað þýðingu eða það er brotið niður
hvernig eru stigin í byggingu prótein
- Stigs
– Amínósýruröð próteinsins - Stigs
– Staðbundin þrívíddarbygging
afla-helix, beta-pleated sheet - Stigs
– Þrívíddarbygging alls próteinsins - Stigs
– Tenging prótein-eininga í komplex
hvernig er Erfðalykinn próteina
hann hefur 3 núkleótíð (A,G,C,U) í röð í mRNA = tákni
hver tákni þýðir ein amínósýra eða stpp
sumar amínósýrur hafa fleiri en einn tákna (Þetta þýðir að fleiri en eitt tákn getur kóða fyrir sömu amínósýru)
það eru þrír lesramman í hverju mRNA
höfum 64 möguleka á 3 núkleótíða samsetningu
hvaða táknar eru stopptáknar?
UAA
UGA
UAG
hvaða tákni er upphaf amínósýra
AUG sem kallast met
hvað einkennir Erfðalykilinn
mikil sértækni
Mjög vel varðveitt
Hver tákni táknar alltaf eina amínósýru en hver amínósýra getur haft marga tákna
Skarast ekki og hefur ekki “kommur”
- Einn lesrammi réttur fyrir hvert mRNA
hvað eru þögla breytingar?
þegar að það er breytt einum basa eins og UCA yfir í UCU en það skiptir ekki máli af því það breytir ekki amínósýrunni af því Ser hefur marga tákna og þá tekur annar tákni við og kóðar fyrir amínósýrunni
hvað er markleysisbreyting í amínósýrum
þegar að basi breytist og það hefur áhrif á amínósýruna af því að táknin kóðar ekki lengur fyrir amínósýrunni
verður stoptákn
alvarleg
hvað er skiptibreyting í amínósýrum
þá verður basabreying og fáum nýja amínósýru
hvað eru lesramma stökkbreytingar?
innskot og úrfellingar
innskot:
myndast alltaf stopptákni
í úrfellingum:
það er í lagi að missa heila amínósýru af því þá er bara sleppt henni en ekki gott að missa einn basa af þ´vi þá hliðrast allt og mynfast stopptákn
hvað þarf að vera til staðar fyrir nýmyndun próteina
þurfum alltaf að hafa amínósýrur
Transfer RNA (tRNA)
-A.m.k. eitt fyrir hverja amínósýru
- set fyrir amínósýrur
- hafa andtákn sem basaparast við mRNA sameindina
Aminoacyl-tRNA synthetases
– Ensím sem hengja amínósýrur á tRNA sameindir
– Hvert ensím þekkir ákveðna amínósýru og þau tRNA sem þeim tengjast
Messenger RNA (mRNA)
Ribosomes
– Stórir prótein-rRNA complexar
– hafa A, P og E set
– Bæði í umfrymi og einnig tengd Endoplasmic Reticulum (ER)
Prótein þættir
– Upphaf, lengingarferil og lok próteinmyndunar
Orku (ATP og GTP)
segðu frá tRNA
Ef tRNA er tengt amínósýru er
sameindin hlaðin (charged) og
amínósýran virkjuð (activated)
Ef tRNA er ekki tengt
amínósýru er sameindin
óhlaðin (uncharged)
andtákni sem basaparar mRNA við tRNA
hvað stuðlar að tjáningu tRNA sameinda?
RNA polýmerasi III
hvað gerir Amínóacyl-tRNA synthetases
hengja réttar amínósýrur á tRNA sameindirnar
ATP-háð hvarf
segðu frá editing
- amínósýra
tRNA synthetase verður að velja rétta amínósýru
– Rétta amínósýran hefur mesta sækni í hvarfstöð
– Eftir að tRNA hefur bundist amínósýrunni er henni troðið í
“vasa” tRNA synthetasans
- ef hún passar ekki þá er það Röng amínósýra og hún er fjarlægð
tRNA synthetase verður að velja rétt tRNA
– Oftast ber hann kennsl á and-táknann
hvernig lengjast próteinkeðjur
við erum með amínósýrur röð tengda tRNA sameind
síðan kemur ný amínósýrur röð sem er tend tRNA
það myndtast peptíð tengi á milli þessara amínósýra og þá losnar gamla tRNA sameindin af og þá erum við búin að lengja próteinkeðjuna um 1
Amínósýrum bætt á karboxyl
enda keðjunnar
peptíðtengis hvatað af
Peptidyltransferase
“N” endinn er alltaf fyrsta amínósýra
Peptíð flyst frá P seti í A set
segðu frá ríbósómum í bæði bakteríum og mönnum
ríbósóm eru alltaf 2 einingar (stærri og minni eining) og í bakteríum þá er talað um 50s og 30s og saman mynda þau 70s
50s hefur tvær RNA sameindir (5s og 23s)
30s hefur eina RNA sameind (16s)
síðan er fulllt af próteinum
í okkur eru líka tvær einingar 60s er stærri og 40s er minni sameindin og mynda saman 80s
60s hefur 3 RNA sameindir (5s, 28s og 5,8s)
40s hefur eina RNA sameind (18s)
síðan er fullt af próteinum
minni einingin binst við mRNA samiendina þegar það er að fara í prótein þýðinguna. hún sé rtil þess að basapörun á milli tákna og andtákna sé rétt
Stærri einingin hvatar myndun
peptíð-tengja
hvað eru E, P og A setin?
bindiset fyrir tRNA sem er að koma inn
hvert þeirra nær yfir 3 tákna
Þýðing fer fram á ríbósómum
hvað gera ríbósómal prótein
Auka stöðugleika ríbósómanna
– Leyfa breytingar á
byggingu) í rRNA
hvað gerir rRNA í ríbósómunum
Myndar kjarna ríbósómanna
Mynda bindiset fyrir tRNA og mRNA
- Mynda E, A og P setin
– Virka sem peptidyl transferasi = ribozyme (ríbósóm með hvötunarvirkni)
- 23S rRNAið
- 28S rRNAið
hvað er Wobble hypothesis
þegar tRNA sameindir að fleiri en einn tákna fyrir hverja amínósýru
virkar þannig að basi 5 í andtáknanum hefur ekki eins mikla þörf fyrir rétta pörun og hinir og þess vegna þarf ekki 61 tRNA sameindir til að þekkja allar amínósýrur
hvað þarf í upphaf nýmyndunar á próteinum
Ríbósom einingar, mRNA, aminoacyl-tRNA, GTP og upphafsþætti (IF-1, IF-2 og IF-3 í dreifkjörnungum en fleiri en 10 eIF í heilkjörnungum)
Hvernig greina ríbósóm hvar byrja á prótein-myndunina?
– Shine Delgarno röð í bakteríum
– Upphafs tákni
hvað gerir Polycistronic gen í bakteríum
þýðir að þar búum við til eina langa mRNA sameind
síðan fara bara ríbósómin inn og bindast með ribosome-binding sites og búa til prótein
- búa til prótein afla, prótein beta og prótein gamma
segðu frá shine-delgarno röð í E.coli
það sem skiptir máli er röðinn UAAGGAGG og upphafsþátturinn AUG
AUG og upphafs tRNA binst P-setinu á 30S ríbósómal einingunni
þetta er bara Purine rík röð fyrir framan gen í E.coli
16S rRNA eining í 30S ríbósóms binst (basaparast) við Shine-Delgarno
röðina
þegar 16s basaparast við mRNA þa segir hún nákvæmlega hvar á að byrja
- þannig að 30S er komið að upphafstákna
(þessi tenging tryggir að ríbósómið bindist mRNA á réttum stað)
(Heilkjarna frumur hafa ekki Shine-Delgarno röð)
segðu frá IF-2 og elF-2
þetta eru upphafsþættir
IF-2 er í dreifkjörnungum
hún hjálpar til við að tengja upphafs tRNA með fyrsu amínósýrunni við p-setrið í ríbósóminu
elF-2 er í heilkjörnungum
það hjálpar til við að flytja upphafs tRNA að ríbósóminu og tryggir að fyrsta amínósýran setjist í P-setrið
upphafsröðin í mönnum vs bakteríum
Í heilkjörnungum:
Consensus röð: GCCRCCAUGG
– Kallast Kozak röð
Ef röðin er ólík consensus þá kallast það “Leaky scanning”
Upphaf þýðingar ekki alltaf það sama
Nokkur mismunandi prótein verða til það er mismunir á N-enda
Í bakteríum:
Shine-Delgarno-röð (AGGAGGU) fyrir framan AUG
Ribosomal entry site, 16S rRNA binst
mRNA baktería hafa ekki cap eða polyA
lesið yfir
Alltaf AUG
– Alltaf lesið af initiator tRNA sem er tengt
Methionine
* Annað tRNA les Met inní próteinum
Initiator tRNA tengist fyrst “small subunit”
- ríbósóms ásamt initiator próteinum (eIF)
Næst binst “small subunit” við 5’ enda mRNA
- Ber kennsl á 5’ cap og eIF4E og eIF4G
Small subunit færist fram og leitar að AUG
- eIF þættir hjálpa til við þessa færslu
- nota ATP
hvaða prótein hjálpa til við lengingarferil próteina (hjálpa til við þýðinguna)
og hvernig hjálpa þau til
EF-Tu og EF-T (háð GTP vatnsrofi)
Auðvelda og hraða þýðingu
– Þýðing getur farið fram án EF, en er hæg og villugjörn
GTP hydrolysis kallar fram byggingar breytingar í EF
– Hefur áhrif á byggingu ríbósóma
Gegna einnig hlutverki við villuleit
hvað gerist í lok próteinmyndunar
Verður þegar stopp táknar eru í A seti
Ekkert tRNA með samsvarandi andtákna
Release Factors (RF) þekkja þessa tákna
RF-1 þekkir UAA og UAG
* RF-2 þekkir UAA og UGA
Þegar RF þættir bindast rofnar tengið milli
peptíðkeðju og tRNA í P seti
Í heilkjörnungum er aðeins einn þáttur sem þekkir táknana þrjá - eRF
hvaað er polysome
samansafn af mörgum ríbósómum sem eru tengd einni mRNA-sameind
staðsetning prótein: lesa
Nýmyndun próteina hefst í umfrymi
Prótein sem hafa virkni á ákveðnum stað hafa
stutta amínósýruröð sem ákvarðar hvert þau fara
T.d. þau sem á að seyta út úr frumunni fara til RER
(Rough Endoplasmic Reticulum). Vatnsfælin röð á N-enda
Þau sem hafa hlutverk í kjarna hafa NLS (Nuclear Localization Signal) - PKKKRKV
- til dæmis DNApol
Mitochondrial entry sequence
- fara í hvatbera
hvernig fara prótein sem á að seyta út úr frumunni út úr RER
ríbósómið myndar próteinkeðju
SRP (signal reputasion particles) sest á ríbósómið og stoppar próteintjáningu tímabundið
SRP tengist svo SRP viðtaka sem opnar Translocon göng
Próteinið sem er enn í nýmyndun er þrætt í gegn og SRP hlutinn klippt af með signal peptídösum þannig við endum bara með prótein keðjuna í RER
hvernig er hægt að stjórna virkni próteina
Folding - hvernig þau mynda 3D strúktúra
Co-factors
Post-translational modifications (mikilvægast)
- bætt við ýmusm hópum eftir þýðingu
Samsetning í komplexa
Stöðugleiki
Útflutningur
flutningur í innri frumulíffæri og himnu
það eru til þrjár gerðir af breytingum á peptíðkeðjum:
co - translational
- ef prótein eru enn föst við ríbósm þegar að breytingin á sér stað
post-translational (lang algengast)
- ef breyting verður eftir að nýmyndun líkur
klipping forverasameinda eða hópar hengdir á peptíðkepjuna
til hvers eru klippt forverasameindir
Stórar óvirkar forverasameindir myndaðar
Klipptar af endoproteases og verða virkar
Mjög breytilegt hvar klippt er
dæmi um stórara forverasameindir
Insúlín
hvað er fosforylering
og hvaða peptíðum er það notað á til að breyta
Serine, threonine og tyrosine (-OH hópur)
þegar við bætum við fosfat hóp
Hvatað af kínösum (kinases)
– Viðsnúanlegt, fosfór hópur fjarlægður með fosfatösum
hvað er Glykósylering
og hvaða peptíðum er það notað á til að breyta
þegar að við bætum sykrum á peptíðin
Prótein sem eru hluti af frumuhimnu eða seytt út úr
frumum
– Hengt á Asparagine (N-tengt)
– Hengt á Serine, Threonine (O-tengt)
hvað er Hydroxylation
og hvaða peptíðum er það notað á til að breyta
þegar OH hóp er bætt við peptíðið
Proline og Lysine í kollageni
hvernig verður protein folding
nýmyndað prótein þarf að komast í rétta 3D byggingu
oft í kringum einhverja co-factora
síðan eru það líka post transitonal breytingar þar sem eru hengdir hópar á með samgildum tengjum
svo þarf líka að mynda prótein strúktúra til að mynda fúnkerað prótein eða prótein complexa
getur gerst spontant um leið og það kemur úr ríbósóminu
getur líka þurft að gerast með hjálp einhverja co-factora
margir taugasjúkdómar einkennast af því að próteinin sem hafa ranga 3D byggingu fara að klumpast saman og falla út
hvað eru chaperone prótein
prótein sem hjálpa öðrum próteinu að ná réttri 3D byggingu
dæmi um svona prótein eru heat shock prótein
ef prótein ná ekki réttri byggingu þótt þau fengu hjálp frá chaperone próteinum að þá er hægt að eyða þeim með próteösum
ef þeim er ekki eytt getur verið að við förum að safna upp prótein klumpum sem er mjög alvarlegt (Kallast Amyloid)
og er einkenni taugasjkúkdóma
kemur við sögu í mörgum
hrörnunarsjúkdómum
– Alzheimer
- Amyloid beta 40-42 amínósýrur
– Skemmir taugar (neurotoxic)
hvernig virka próteasar
þeir virka eins og ruslatunna
ef við fáum vitlausa lögun er ubiquitin hengt á endann þá er það dauða signal ef það hengt á K48
prótein er þrætt inn í próteasa og það klippir próteinið í spað
hvað er ubiquitin
76 amínósýru langt prótein
endinn er hengdur á lysins amínósýrum í próteininu sem þarf að eypa
ef þú færð svona á enda próteina þá er það svona “dauðadæmi “
dauðasignal ef það er hengt á amínósýru K48 !!!!
ef við hengjum á K63 þá er það ekki lengur dauðasignal heldur signal um viðgerð
sjáðu sýklalyf sem hindra próteinmyndun
Tetracyclin Hindrar tengingu aminoacyl-tRNA við A-setið
Streptomycin Hindrar að lenging peptíðs geti hafist
Chloramphenicol Hindrar peptidyl transferasa virkni ríbósoms
Puromycin Er bætt á enda peptíðs og losar því peptíðið af
Actinomycin D Binst DNA og hindrar RNA polymerasa
Cycloheximide Hindrar að ríbósóm geti fært sig úr stað
segðu frá 1. stigs byggingu próteina
Nauðsynleg til að skilja efri byggingarstig, tengsl próteinmyndbyggingar og líffræðilegs hlutverks
Samanburður á röðinni sýnir skyldleika
- Skyldleikatengsl innan og milli tegunda
– Veitir upplýsingar um mikilvægi amínósýra - Invariant vs non-conservative
– Má nota til að spá fyrir um 3-D byggingu - Líkindi á alpha-helix og beta-sheet
– Getur veitt upplýsingar um hlutverk óþekkts próteins
– Upplýsingar um sjúkdómsvaldandi stökkbreytingar
hvernig myndast pepetíð tengi
myndast þegar Alpha-carboxyl hópur amínósýru
tengist við alpha-amínó hóp
þeirra næstu
lesum prótein alltaf N-C (frá fría
amínó-endanum að fría carboxyl-
endanum)
Mjög stöðug tengi
* Ekki hægt að snúa um tengið milli
carbonyl kolvetnis og niturs
- hægt að snúa hinum tveimur tengjunum
* Lang oftast í trans lögun vegna R-
hópa (því hóparnir geta verið svo stórir)
* Óhlaðið en skautað
þarf mjög háan hita eða sýrur til að brjóta peptíð tengin
Trans mun algengara í próteinum (1000:1)
– Sterísk hindrun milli R-hópa ekki til staðar
* Prólín er undantekning (4:1)
– Hliðarhópurinn tengist alfa-amino hópnum
hvernig er hægt að ákvarða amínósýru samsetningu fjölpeptíða
Peptíðtengi rofin í sterkri sýru
við 110oC
* Amínósýrur aðskildar á
jónaskiptasúlu
* Magngreindar með
spectrophotometriu
segir okkur bara hversu mikið er af hverri amínósýru ekki í hvaða röð þær eru í
hvernig er Edman raðgreining
byggir á því að við erum með peptíð við merkjum það með phenyl-isothyosyant sem tengist N-enda á amínósýrunni
þetta er meðhöndlað með mikillri sýru
þá minnkar stöðugleikin á peptíð tenginu
og alaninið með PTH dettur af og við getum skoðað hvaða amínósýrur eru í peptíðinu
hér gætum við séð post - transistional breytingar
segðu frá 2. stigs byggingu
Fjölpeptíð mynda ekki tilviljanakennda þrívíddarbyggingu
Reglulegir strúktúrar sem eru samsettir af amínósýrum sem eru nálægt hver annarri í 1. stigs byggingunni.
Dæmi eru alfa-helix, beta sheet og beta bend (turn)
segðu frá alfa helix
mjögggg algengtttt
Hliðarhóparnir standa út til hliðar
Hver amínósýra myndar tvö vetnistengi
– Við fjórðu aminósýru ofar í helix
– Við fjórðu amínósýru neðar í helix
3.6 amínósýrur í hverjum hring
Prólín rýfur byggingu -helixa
segða frá beta sheet
Vetnistengi á milli
Hliðarhóparnir vísa til sitthvorrar hliðar
Alltaf fleiri en ein peptíð- keðja eða hlutar af peptíðkeðju
geta verið antiparallel - þegar peptíðkeðjurnar liggja í sitt hvora áttina
paralelle - þegar að peptíðkeðjurnar liggja í sömu átt
segðu frá beta bends
Oft í globular próteinum, á yfirborði (myglobini og hemoglobini)
Oftast 4 amínósýrur í beygjunni (Proline og glycine oft til staðar)
Oft vetnistengi milli amínósýru 1 og 4
segðu frá 3. stigs byggingu próteina
Amínósýruröðin (1. stigs bygging) ákvarðar 3. stigs byggingu
Lýsir staðsetningu allra atóma próteins í rúmi (erum komin með fullkomna byggingu)
Lýsir afstöðu allra hliðarhópa til hvors annars
Prótein sem er 200 amínósýrur hefur oftast
tvö eða fleiri hneppi
– Sem samanstendur af supersecondary structural elements (motifs)
Hneppi oftar en ekki óháð hvert öðru
það eru til 4 gerðir af mismunandi tengsl sem ákvarða 3.stigs byggingu próteina
Disúlfíð tengi
vatnsfælin tengi
vetnistengi
jónatengi
segðu frá Disúlfíð tengjum
– Sulfhydryl hópar (-SH)
– Cysteine – Cys – C
* Innan sama próteins
* Milli mismunandi próteina
– Stöðugleiki, varnar
afmyndun utan frumunnar
segðu frá Vatnsfælin tengsl
Óskautaðar amínósýrur
Innan próteina
* Geta verið á yfirborði próteina sbr. himnuprótein
isoleucine og leucine
Vatnssæknar hlaðnar amínósýrur finnast á yfirborði próteina
Vatnsfælnar óskautaðar amínósýrur leitast til að vera innan próteinanna til að
lágmarka tengsl við vatn
segðu frá Vetnistengjum
R hópar með súrefnis eða niturtengdu vetni
dæmi tengi á milli serine og glutamate
segðu frá Jónatengjum
Neikvætt hlaðnir hópar
(-COO- hjá Aspartate eða
Glutamate) geta tengst
jákvætt hlöðnum hópum
(-NH3+ hjá Lysine)
hvað ákvarðar svipmótun próteina
Ákvarðað af hliðarhópum
+ og – hlaðnir R hópar dragast saman
Til verður prótein strúktúr sem hefur lágt orkustig
Prótein geta myndað 2. og 3. stigs byggingu sína án utanaðkomandi aðstoðar
hvernig var tilraun Anfinsens
Virkur ríbónúcleasi meðhöndlaður með 8M urea og beta- mercaptoethanóli
- hann rauf öll tengin og gerði hana línulega
Ensímvirknin óvirkjuð
Urea og beta-mercaptoethanól fjarlægð með dialýsu, súlfhýdrýlhópar oxaðir
Ensímið virkjað aftur
í stuttu máli
hann afmyndaði próteinið þannig að hún varð óvirk með urea
fjarlægði síðan urea
og próteinið fékk bygginguna sína aftur án einhverjar hjálpa
hvað er hægt að nota til að aðstoða við svipmót
Cis-trans-prolyl isomerasar
– Breyta cis-trans stöðu prólín amínósýra
Prótein dísúlfíð ísómerasar
– Byggja og rjúfa dísúlfíð tengin
Chaperón prótein
– Heat shock prótein
* Bindast próteinum þar sem þau eru að myndast á ríbósomum
* Hindra “aggregation” próteina
– Chaperónín
* ATP-háð ferli
Stöðugleiki próteina ákvarðast auk þess af
samverkandi áhrifum fjölda veikra ósamgildra
tengja/hrifa
* samgild tengi eru 50 kcal/mol
– Vatnsfælnihrif (2-3 kcal/mol)
– Vetnistengi (1-7 kcal/mol)
– Hleðsluhrif (1-6 kcal/mol)
– Van der Waals (>1 kcal/mol)
hvernig afmyndast prótein
- og 3. stigs bygging próteina hverfur
Peptíðtengi rofna ekki
Getur orðið vegna Hita, leysiefna, sýru, basa, sápuefna, þungmálmar
Getur verið viðsnúanleg (refolding)
Afmynduð prótein eru oft ekki leysanleg og
falla út (precipitate)
segðu frá 4. stigs byggingu
Nokkur prótein saman mynda próteinflóka
– Engin samgild tengi
– Einingum haldið saman af ósamgildum tengjum
* Vetnistengjum
* Jónatengjum
* Vatnsfælnum tengjum
af hverju einkennast sjúkdómar eins og Alzheimer’s, Parkinson, Creutzfeld-Jakob,
arfgeng heilablæðing
Uppsöfnun prótein klumpa (aggregates) í
svökölluð amýlóíð í líffærum
Afmyndun/hlut-afmyndun próteina (stundum stökkbreyttra) sem safnast fyrir sem óleysanleg prótein
dæmi um prótein sem safnast upp og geta valdið sjúkdómum eins og Alzheimer’s, Parkinson, Creutzfeld-Jakob,
arfgeng heilablæðing
beta-amyloid peptide,
Príon prótein,
cystatinC
segðu frá prion sjúkdómum
Prion Protein (PrP)
Veldur TSE (Transmissible Spongiform
Encephalopathies)
– Creutzfeldt-Jakob í mönnum
– Scrapie í kindum
– Mad cow disease í nautgripum
PrPSc (Sc=scrapie) er sýkillin
Mjög stöðugt prótein sem myndar úrfellingar sem eru svipaðar amyloids í öðrum sjúkómum
PrPC (C=cellular) hefur ekki sýkingarmátt, finnst á yfirborði taugafrumna í heila spendýra
Engin munur hefur fundist á PrPSc eða PrPc hvað röð varðar eða breytingar (post translational)
Þrívíddarbygging önnur
eina dæmið þar sem að prótein lögun veldur sjúkdómi
segðu frá Hnattlaga Hemepróteinum
Hemeprótein hafa heme sem prosthetic hóp (strúktúr sem ekki er fjölpeptíð en er nauðsynlegt fyrir virkni
próteinsins)
Heme – complex protoporphyrin IX og járns
Járni haldið í miðju hringsins með 4 nitursameindum
segðu frá Myoglobin, lær ÞETTA MJÖG VEL!
Hemeprótein í hjarta- og beinagrindarvöðvum
hefur hemeprótein hóp
Geymir og ber súrefni innan vöðvafrumunna
Eitt fjölpeptíð sem líkist undireiningum hemoglobins
Þétt pakkað, 80% sem 8 -helixar (A-H)
Proline á milli helixa eða –bends og loops
Óskautaðar amínósýrur inn í sameind. Vatnsfælin tengi
Hlaðnar amínósýrur á yfirborði
Heme hópur bundin á óskautuðum amínósýrum (nema 2 His)
F8 bindur járnið
E7 tengist heme hópnum ekki beint en eykur stöðugleika súrefnisbindingar
Samanburður 1. stigs byggingar 23 tegunda
* Af 153 aminósýrum eru 83 eins
* 2. og 3. stigs bygging eru algerlega varðveit
segðu frá hemoglobini, kunna mjög vel !
Í rauðum blóðkornum
Flytur súrefni frá lungum til vefja
Hemoglobin A er samsett af 4 fjölpeptíðum (2 keðjum og 2 keðjum) sem haldið er saman af ósamgildum tengjum
Einingarnar líkar því sem sést hjá myoglobin
Getur borið H+ og CO2 frá vefjum til lungna
Getur borið 4 súrefnissameindir frá lungum til vefja
Hægt að hafa áhrif á súrefnis-binding með allosterískum þáttum
Góð prófspurning
berið saman hemoglobin og myoglobin
myo
ein sameind, vatnfælin tengsl inn, vatnssæknar amínósýru út
Hemo
vatnsfælnar amínósýrur svo að sameindirnar tengist sjálfar
Mýóglóbin er monomer en hemoglobin tetramer
Munur á hleðslu yfirborðs
Mýóglóbin er í sambandi við vatn
Hemóglóbín einingar eru í sambandi við hvor aðra
segðu frá 4. stigs byggingu hemoglóbíns
Tvær tvenndir
* Hvorri tvennd haldið saman með vatnsfælnum tengjum (sem eru því á
yfirborði)
* Tvenndum haldið saman með vetnis- og jónatengjum
það eru veikari tengsl og getur þannig verið Hreyfing á milli tvenndanna
þegar súrefni tengist (R - relaxed ) þá verða tengin á milli tvenndanna lausari
Binding við súrefni rýfur hluta af jóna- og
vetnistengjum milli tvennda
Hreyfanleiki meiri
High oxygen affinity form hemoglobins
þegar súrefni er ekki bundið (T-taut) þá eru tvenndirnar stífar
Low oxygen affinity form hemoglobins
Deoxy (án súrefnis)
Tvenndir tengjast með jónatengjum og
vetnistengjum sem takmarka hreyfingu á
fjölpeptíðum
hvernig er upptaka súrefnis í hemóglóbíni og mýóglóbíni
Myoglobin bindur eina súrefnissameind (monomer)
- hefur alltaf meiri sækni í súrefni
- meiri mettun við hvaða hlutþrýstin sem er
- bindur súrefni sem hemoglobin losar í vöðvum við mjög lágan hlutþrýstin súrefnis í vöðvum
Hemoglobin bindur fjórar súrefnissameindi (tetramer)
Cooperative binding
* Þegar ein hemoglobin eining hefur bundið O2 sameind eykst
sækni hinna í O2
* Þegar ein hemoglobin eining hefur losað O2 sameind losna
hinar einnig auðveldar af
Fyrsta O2 sameindin hefur litla sækni
Þegar hún binst verður formbreyting á flókanum sem
eykur sækni hinna heme hópanna í súrefni
hvaða allosterísku áhrif geta haft áhrif á bindingu súrefnis
pO2
pH gildi
- Lágt pH gildi og hár CO2 þrýstingur hjálpa til við losun súrefnis frá hemoglobini
pCO2
- CO2 er ekki öllu breytt í bicarbonate
- Sumt tengist N-enda amínósýrum á hemoglobini og myndar carbaminohemoglobin
- Þetta eykur stöðugleika T forms og því er
minni sækni í súrefni
2,3 bisphosphoglycerate
- sameind sem myndast þegar að við breytum glúkósa í laktat
- Binst við deoxyhemoglobin (T formið) eykur stöðugleika þess og minnkar sækni í súrefni
- Við súrefnisskort eykst styrkur 2,3- BPG
- Er í háum styrk í rauðum blóðfrumum
Hvers vegna lækkar pH sem gerir það að verkum að súrefni losnar frá hemóglóbíni
pH gildið er lægra í vefjum því við tökum CO2 burt og það verður efnahvarf (myndast bicarbonat) sem gerir það að verkum að við missum prótónur
Lægra pH í vefjum heldur en lungum því er súrefnið
losað í vefjum en tekið upp í lungum
HCO3- ferðast til lungna með plasma
H+ hjálpar til við að breyta Hb úr R (oxy) í T (deoxy) í vefjum
hvað gerist ef það er tekið blóð
2,3-BPG styrkur fellur í því blóði sem er tekið
Blóð (hemoglobin) sem hefur verið geymt
hefur mjög mikla sækni í súrefni og losar það því ekki þegar til vefja er komið
Virkar sem “oxygen trap” í stað flutnings kerfis
RBC endurmynda 2,3-BPG á 6-24 klst en þetta getur valdið vandamálum
það er bætt glúkósa? í blóðið til að þetta gerist ekki þ.e.a.s. að það losar ekki súrefni í vefi
segðu frá CO
CO eða kolmonoxíð binst með mikilli sækni í hemoglobin
Myndar carbon monoxyhemoglobin
Þegar CO binst fer hemoglobin í R form og
súrefni binst í hin heme setin
Hemoglobin getur ekki lengur losað súrefni til vefja
CO eitrun – Hemoglobin hefur 220 sinnum meiri sækni í CO samanborið við súrefni. Þarf því lítið magn til að vera eitrað
segðu frá HbF (fetal)
Allt að 60% af hemoglobinum í fóstum
Hb A myndun hefst ekki fyrr en á 8. mánuði
meðgöngu
Hefur hærri sækni í súrefni en Hb A
Veik binding við 2,3-BPG
Sér til þess að það sé nægjanlegt súrefni fyrir fóstrið
segðu frá HbA1C
Hb A er glycosylerað (gerist ekki hratt)
Glúkósi hengdur á Valine sem eru við N-enda beta globin keðjanna
Hækkaður styrkur finnst í sykursjúkum
segðu frá glóbín geninu
Á 2 litningum, 11 (beta glóbín-lík gen) og 16 (bara alfa gen)
hvað eru Hemoglobinopathies
erfðasjúkdómar sem einkennast af annað hvort:
- Hemoglobin með afbrigðilega lögun
(punktbreyting í stöðu 6 í beta-glóbin geni, mikil áhrif á svipgerð)
DÆMI:
Sickle cell anemia (Hb S)
Hemoglobin C disease (Hb C)
Hemoglobin SC disease (Hb S + Hb C)
– Ekki nægjanleg framleiðsla af hemoglobini
DÆMI:
Thalassemia
segðu frá Sickle cell anemia (Hb S)
sigfrumublóðleysi
Breyting á einu nucleotíði í beta–globin geni
Algengara í svörtu fólk (1:500)
Víkjandi erfðir (homozygous recessive) - báðar samsætur á geninu þurfa að vera stökkbreyttar
Táknað sem betaS
Sjúkdómseinkenni koma ekki í ljós fyrr en Hb F minnkar
getur Krónísk hemolytic anemia, hyperbilirubinemia, aukin sýkingarhætta, stroke, vanstarfsemi nýrna
Glutamate verður að valine (Glu6->Val6)
- fer frá því að vera neikvæð í jákvæða
Stökkbreytta próteinið hefur minni neikvæða hleðslu heldur en villigerðin.
Hægt að greina stökkbreytinguna með rafdrætti
myndar polymer og fer að falla út
gerir það að verkum að rauðu blóðkornin fær einkennilega lögun
venjuleg RB eru sveigjanleg og geta farið inn í háræðar
Hb S er mjög stíft og veldur sársauka því hann fer að stífla háræðar út um allt
það eru sterk tengsl á milli malaríu og HbS
þar sem er mikið af HbS að þá er minna af malaríu
talið vegna þess að sýkilinn sýkir rauð blóðkorn og þau sem eru með HbS að þau hafa bara rauð blóðkorn sem lifa í 20 daga og það er ekki nóg fyrir sýkilinn
segðu frá HbC
Mildari en Hb S
Sama amínósýra er stökkbreytt
– Glu6->Lys6
Prótein sem inniheldur stökkbreytinguna ferðast enn hægar í geli heldur en Hb A eða Hb S
segðu frá Hb SC
Compound heterozygote
Arfblendnir einstaklingar (double heterozygous)
Bæði beta-globin genin eru stökkbreytt
Einkenni ofast mildari heldur en hjá Hb S
hvað er Thalassemias
Algengasti eingena erfðasjúkdómur í mönnum
Galli í framleiðslu á alfa eða beta globini
Margar gerðir stökkbreytinga
oftast Tap á öllu geninu eða minni úrfellingar (deletions),Einnig skiptibreytingar
alfa0 eða beta0 = ekkert myndast
alfa+ eða beta+ = minna myndað
segðu frá beta-Thalassemia
– beta thalassemia minor
* Annað genið tapað
– beta thalassemia major
* Bæði gen töpuð
þá verður uppsöfnun á alfa og það getur byrjað að falla út
segðu frá alfa Thalassemia
Minna framleitt af alfa-globin en
eðlilegt er (eða ekkert)
Oftast úrfellingar
4 gen
– 1:4 þögull beri (silent carrier)
– 2:4 alfa-thalassemia trait
– 3:4 Hb H (beta4)
– 4:4 Hb Bart (gamma4)
segðu frá þráðlaga prótein
Oftast regluleg annars stigs bygging
Þráðlaga
Ill-leysanleg í vatni
Byggingarhlutverk
Dæmi: collagen, elastin, keratín, tropomýósín
segðu frá collageni
Fjölskylda próteina sem finnst í öllum vefjum og líffærum
Byggingarhlutverk fyrst og fremst
– Extracellular prótein
Löng sameind sem er samsett úr 3 próteinum (sem kallast kollegen alfa keðja)
- vefjast kringum hvort annað
- geta haft mismunandi hlutverk eftir því hvar þau eru staðsett
Mikið af breyttum sameindum eins og glycín, prólín, hýdroxýprólín og hýdróxýlýsin
Meira en 25 gerðir
Keðjum haldið saman með vetnistengjum
Hægt að flokka í þrjár megingerðir - eftir því hvar þau finnast
byggingin er Mikið af Proline og Glycine
- vegna þess að glycine er minnsta amínósýran
- prólín hefur örg áhrif á hvernig henni er vafið saman því hún er oft í beygjum
Gly – X – Y
– X oft proline
– Y oft hydroxyproline (hydroxylysine)
Langar sameindir þar sem R hópar snúa út og geta tengst öðrum sameindum
hvað er tropocollagen
forvera af collageni
Helix með 3 amínósýrur per snúning
Prólín gegnir lykilhlutverki
Ólíkt alfa-helix
Glycín mynda óskautaða snertibrún sem eykur stöðugleika complexins
Sumar lýsín-amínósýrurnar umbreyttar í allýsín. Myndar samgild tengi við aðrar allýsín og lýsín amínósýrur innan og milli collagen sameinda sem eykur styrk sameindarinar
hvernig er aukið stöðugleika collagen sameindarinar
Proline og lysine hydroxyleraðar eftir að þær eru settar í próteinkeðjur
Eykur stöðugleika próteinþáttana þriggja
sem mynda collagen þar sem hægt er að mynda fleiri vetnistengi
hvað gerist ef það er skortur á C-vítamín
Járn og afoxarinn C-vítamín eru nauðsynleg fyrir virkni prolyl hydroxylase og lysyl
hydroxylase
C-vítamín skortur – færri vetnistengi og stöðugleiki helixa minni
veldur scurvy - Skyrbjúgu
sítrónu safi lagar þetta
talið að skarvakál minnkaði alvarleikan hér á íslandi áður fyrr
hvernig krosstengsli myndast í collageni
gert krosstengsl með Lysyl oxidase
hann Deaminerar lysine og hydroxylysine í collageni
það verður til allysine og hydroxyallysine sem geta tengst lysyl eða hydroxylysyl í næstu sameind
hvað er Ehlers-Danlos syndrome
Ehlers-Danslo orsakast af göllum í ensímum sem taka þátt í myndun collagens
(t.d. lysyl hydroxylase, procollagen peptidase eða í collageninu sjálfu)
hvað eru Collagenopathies
sjúkdómar sem tengjast göllum í kollageni eða í myndun þess
Yfir 1000 stökkbreytingar þekktar í 23 genum sem mynda collagen
hvað er Osteogenesis Imperfecta
(brittle bone syndrome)
Collagenopathies sjúkdómur
Bein bogna og brotna auðveldlega
Stökkbreytingar í alpha 1 og 2 keðjum (type I)
Glycine oft stökkbreytt
segðu frá Elastin
Hefur einkenni gúmmís
Er t.d. til staðar í lungum og stórum æðum
Hægt að teygja margfalda lengd en skreppur síðan aftur til baka í upprunarlega lögun
Illeysanlegt í vatni
Myndað af 700 amínósýra forvera sameind -tropoelastin
Mikið um Glycine, Alanine og Valine (litlar
óskautaðar)
Einnig Proline og Lysine (ekki hydroxy-)
einkennandi fyrir elastin eru krosstengin
Sumar lysyl hliðarkeðjur eru deamineraðar
með lysyl oxidase
Þrjár slíkar ásamt einni óbreyttri mynda
desmosine kross tengsl
Desmosine tengslin valda því að elastin er
mjög teygjanlegt
