I. Tétel sor Flashcards
DNS replikáció résztvevői
Helikáz
Primáz
DNS polimeráz
Pol epszilon - vezető szál
Pol-delta - követő szál
Pol gamma - mitochondriális polymeráz
Replikációs villa fenntartása
Single strand binding protein
DNS-Kapocs
Topoizomeráz
DNS giráz
Telomeráz
Transzkripció menete
DNS-> mRNS
RNS-ben timin helyett uracyl és dezoxiribonukleotid helyett ribonukleotidok vannak
Iniciáció
TATA boxnál (csak 2 Hkötés)
Promoterhez köt az iniciációs komplex
transzkripciós hurok 10-20bp (nem kell
stabilizálni az ss proteint)
Elongáció
A single strand DNS és ssRNS
komplementer kiépülése dsRNS-DNS
komplex melyet H kötés stabilizál
Helikáz
RNS Polimeráz
Pol1- rRNS
Pol2-mRNS
Pol3-tRNS
Termináció
Splicing
Polyadenilálás -> polyA farok
Cap létrhozása -> Guanin 5’-5’ kötéssel majd a Guanin metilálódik (mitochondriális mRNS-re nem kerül fel)
Transzport a cytoplazmába nukleusból
Transzláció
mRNS -> Fehérje
1. Iniciáció a. Sapka felismerése riboszóma által (van sapkától független transzláció is, Internal Ribosome Entry Site szerint) b. start kodon megkeresése -> AUG - Start kodon, methionint kódol -> splice site mutáció után van lehetőség reiniciációra 2. Elongáció a. Aminoacyl-tRNS szintetáz - tRNS-aminosav egység létrejön b. olvasó keretnek megfelelően kodonok, nukleotid tripletek felismerése tRNS antikodonjai által 20AS de több kodon variáció van -> van redundancia-> synonim mutációk c. transzpeptidáció -> aminoacyl-tRNS-ről lehasad az aminosav és beépül és a tRNS leválik, majd a riboszóma átmegy a következő aminoacyl-tRNS-re 3. Termináció UAA, UAG, UGA -> STOP kodonok az ilyen kodont eredményező pontmutációkat nonszensz mutációknak hívjuk
DNS hibajavítás
Direkt reverzió -> ehhez nem szükséges templát DNS. UV hatására abnormális kovalensen kötött pyrimidin dimerek pl thimin dimerek keletkezhetnek -> photolyáz ezt a kötést képes vissza alakítani -> ennek szerepét a NER enzimek átvették fejletteb élőlényeknél
Egy szálon keletkező DNS hiba -> kivágáson alapuló hibajavítások
1. Báziskivágó javítás (base excision repair – BER), amely egyetlen oxidáció, alkiláció, hidrolízis vagy deamináció útján károsodott nukleotid nitogén bázisát glycoziláz kivágja -> a foszfát és deoxynukleotidot kivágja az aendonukláz, DNS polymeráz bázispárnak megfelelően beépít az ép nukleotid
2. Nukleotidkivágó javítás (nucleotide excision repair – NER), amely 2‒30 nukleotid hosszúságú károsodott szakaszt kivág a károsodott szálról, miután szátválasztotta dsDNS-t. Ezek lehetnek nagyobb, a hélixet torzító sérülések, például a timin UV fény hatására bekövetkező dimerizációja, vagy egyetlen szálat érintő szakadások. Lényegében a hiba előtti és utáni szakaszt kivágja, majd elindul a szakasz ismételt szintézise a megmaradt templát DNS-nek megfelelően.
A NER egy speciális formája, a transzkripcióhoz kötött javítás (transcription-coupled repair – TCR) során NER-t végző, fontos javítóenzimek települnek az aktívan átíródó génekre; -> Xeroderma pigmentosum
3. Össze nem illő párok javítása (mismatch repair – MMR), amely a DNS-replikáció és az azt követő rekombináció során keletkező hibás nukleotidpárokat javítja ki, mert akkor elkülöníthető az anya és leány szál. A leány szál hibás része kivágódik és a DNS polimeráz visszapótolja a complementer nukleotidokkal az anya szálat. ->MLH és MSH2 ->Lynch szindróma = hereditary non polyposis cancer sy = HNPCC sy, keytruda
Duplaszálú DNS javítása:
Különösen veszélyesek, mert kromszóma átrendeződéshez is vezethetnek.
1. Non-homologus end joining ->a törés során sticky -end = túl lógó egyszálú DNS szakasz keletkezik -> ha a két vég összeillik akkor DNS Ligáz IV és XRCC4 javít (ZnFinger és TALEN is ilyen alapon dolgozik) azonban előfordulhat hogy a túllógó részek degradáltak -> hiba lehetőség nem megfelelő nukleotid beépülésére -> T és B sejt receptorok VDJ szekvenciájának rekombinációjában fontos a szerepe -> CVID kialakulásában is van szerepe
2. Microhomolgy-mediated repair -> exonukleáz sticky endeket kreál RAD51, mivel rekombináción alapul, a sejtciklusnak azon pontján tud javítani, ahol a DNS megkettőződik/megkettőződött. A testvér kromatida képezi a templát szálat -> kromoszóma átrendeződést okozhat.
3. Homologus recombination - BLOOM sy, BRCA1,2
Homológ kromoszóma a templát DNS
Nukleotidok felépítése
- Heterocyklusos bázis -> purin (egy hatos és egy 5-ös gyűrű), pirimidin (6-os gyűrű) -> ribózhoz ß-N-glikozid kötéssel kapcsolódik
- Szénhidrát: ribóz és deoxy ribóz
- Phoszfát csoport -> ribózhoz észter kötéssel kapcsolódik
Purin bázis: Adenin, Guanin
Pirimidin bázis: Citozin, Timin, Uracil
Citozin Guanin közözt 3 H kötés
Adenin-Timin között 2 H kötés
Mutáció Típusok
- Nagy méretű mutációk
a. Aneuploidia -> polyploidia, monoszómia, loss of heterozygosity ha egyik allél kiesik
b. Amplifikáció -> DNS szakasz duplikáció vagy nagyobb CNV
c. Deléciók
i. Interstitialis deléció
ii. Gyűrű kromoszóma
d. Transzlokáció
e. Inverzió- Pontmutációk
a. Deléció, Insertio
i. Deletio okozhat kereteltolást -> Frameshift
ii. Kereteltolással nem járó is -> In frame deléció
iii. Repeat expnazió
b. Nukleotid cserével járó mutációk
i. Synonim
ii. Missense -> gyakori hogy primidin bázist pirimidin bázisra cserélnek vagy hogy purin bázist purin bázisra
iii. Nonsense
Splice
- Pontmutációk
Funkció szerint:
* Loss of function
* Gain of function -> ha mindkét allél leírásra kerül annak domináns lesz a hatása
Müller klasszifikáció szerint
○ hypermorph -> fehérje termék expressziója fokozódik
○ neomorph -> új termék -> új interakciós partnerek vagy erősebb funkció általában protoonkogének nél van szerepe
* Domináns negatív hatás
○ megváltozott fehérje termék a normál fehérje funkciójával ellentétesen hat
de lehet szó haploinsufficienciáról is pl tumorszupresszor gének és FBN1 Marfan
Egy szálon történő DNS hibajavítás
Egy szálon keletkező DNS hiba -> kivágáson alapuló hibajavítások
1. Báziskivágó javítás (base excision repair – BER), amely egyetlen oxidáció, alkiláció, hidrolízis vagy deamináció útján károsodott nukleotid nitogén bázisát glycoziláz kivágja -> a foszfát és deoxynukleotidot kivágja az aendonukláz, DNS polymeráz bázispárnak megfelelően beépít az ép nukleotid
2. Nukleotidkivágó javítás (nucleotide excision repair – NER), amely 2‒30 nukleotid hosszúságú károsodott szakaszt kivág a károsodott szálról, miután szátválasztotta dsDNS-t. Ezek lehetnek nagyobb, a hélixet torzító sérülések, például a timin UV fény hatására bekövetkező dimerizációja, vagy egyetlen szálat érintő szakadások. Lényegében a hiba előtti és utáni szakaszt kivágja, majd elindul a szakasz ismételt szintézise a megmaradt templát DNS-nek megfelelően.
A NER egy speciális formája, a transzkripcióhoz kötött javítás (transcription-coupled repair – TCR) során NER-t végző, fontos javítóenzimek települnek az aktívan átíródó génekre; -> Xeroderma pigmentosum
Össze nem illő párok javítása (mismatch repair – MMR), amely a DNS-replikáció és az azt követő rekombináció során keletkező hibás nukleotidpárokat javítja ki, mert akkor elkülöníthető az anya és leány szál. A leány szál hibás része kivágódik és a DNS polimeráz visszapótolja a complementer nukleotidokkal az anya szálat. ->MLH és MSH2 ->Lynch szindróma = hereditary non polyposis cancer sy = HNPCC sy, keytruda
dsDNS törés javítása
Különösen veszélyesek, mert kromszóma átrendeződéshez is vezethetnek.
1. Non-homologus end joining ->a törés során sticky -end = túl lógó egyszálú DNS szakasz keletkezik -> ha a két vég összeillik akkor DNS Ligáz IV és XRCC4 javít (ZnFinger és TALEN is ilyen alapon dolgozik) azonban előfordulhat hogy a túllógó részek degradáltak -> hiba lehetőség nem megfelelő nukleotid beépülésére -> T és B sejt receptorok VDJ szekvenciájának rekombinációjában fontos a szerepe -> CVID kialakulásában is van szerepe
Microhomolgy-mediated repair/recombination -> exonukleáz sticky endeket kreál RAD51, mivel rekombináción alapul, a sejtciklusnak azon pontján tud javítani, ahol a DNS megkettőződik/megkettőződött. A testvér kromatida képezi a templát szálat -> crossing over során kerül templát pozícióba. kromoszóma átrendeződést okozhat BLOOM sy, BRCA1,2
DNS expresszió szabályozása
Prokary -> LacOperon (promoter, operator, repressor)
Eukary és több sejtűekben
Enhanszer- transzkript faktor kötő -> Hurok
TATA box
EPO, PDGFR, JAK2
Insulátor
Enhancer blokkoló
Barrier insulator
Silencer -> promóter 3’ végén blokkolja az RNSPol2-t
Epigenetika
Metiláció -> GC gazdag régiók Citozinját elsősorban -> silencing
Demetiláció -> expresszió
Acetyláció -> expresszió
Deacetyláció -> silencing
Hiszton acetyláció ->silencing
Betegségek:
Angelmann - 15q11 anyai del, UBE3A apai UPD, Anyai hypermetiláció
Prader Wili - 15q11 apa del, anyai UPD, apai hypermet, SNR mutáció
Beckwith-Withemann - 11p15 anyai Imprint Center2 hypermet, ApaiUPD, Anyai Imprint Center1 hypometil -> macroglsossia
Mendeli öröklés típusok
- Bevezetés: Mendel élete
- Mendeli törvények (5db)
- Molekuláris háttér: AD és AR pathomechanizmusok -> Haplo insuff, Domináns negatív hatás
- AD öröklés Marfan
- Codomináns öröklés SPG7
- AR öröklés CFTR
- Pseudodomináns öröklés - Gilbert
- Pseudoautoszomális öröklés
- Nemre korlátozódó autoszómális öröklés-> hajhullás
- XLR Duchenne
- XLD - Inconti pigemnti NEMO (NFkB)
Y-hoz kötött - szőrős fül
Mendel és Mendeli törvények
Gregor Mendel (1822-1884): Szerzetes, botanikus és az örökléstan tudományos alapjainak megalapozója. Csehországban és Ausztiában tanult.
Az irányított keresztezést, a véletlenszerű beporzás gátlását elősegítette a borsó pillangós virágának szerkezete
és az, hogy az egyes növényeken eltávolította a virágok egyes ivarszerveit.
Két heterozigóta borsó keresztezését a domináns lila (B) és a recesszív fehér (b) virágok öröklődésével.
Mendeli törvények
1. Minden élőlény kétféle genetikai információt hordoz egy adott allélra vonatkozóan.
2. Dominancia törvénye: azonos locuson lévő két különböző allél közül az a domináns, mely a fenotypusjegyekben, funkciókban megmutatkozik, míg a recesszív allélnek nincs érdemi hatása a fehérje funkciójára, így a fenotypusra.
3. Az ivarsejtek megtermékenyítése random módon történik.
4. Szegregáció törvénye: Diploid élőlény ivarsejtjeiben az adott allélra vonatkozó kétféle genetikai információból csak az egyik van jelen. Azonos locuson lévő allélek szétválnak gametogenezis során, azaz két különböző gametára kerülnek.
Law of independent assortment: kapcsoltság hiánya, azaz feltételezi, hogy minden allél pár függetlenül szegregálódik gametogenezis során.
Repeat betegségek - repeatek és gének
Daganat induktorok és promoterek
Induktorok, Carcinogének:
Lehetnek genotoxikusak - irreverzibilis DNS kár - vagy Nem-genotoxikusak -melyek csak bizonyos ideig, ameddig a szervezetben vannak, addig okoznak fokozott daganat kockázatot -> hormonok, transzkripciós faktorok
Fizikai: UV, sugárzás
Kémiai: Nehézfémek, Benzol, aldehid, formaldehid, azbeszt, alkohol, cigaretta
Biológiai:
Alfatoxin - májdaganat
Vírusok:
HTLV
HBV (RAS-MAPK chr gyulladás és regenerációk, NFkB)
HPV (Rb és P53 tumorszuppresszorokat kapcsolja ki)
Kaposi sarcoma (virális citokin és növ faktor hatású fehérje) vírus RS vírus -
Promoterek: Carcinogének után jelentősen növelik a daganatok kialakulásának esélyét azáltal hogy a transzformált sejtnek a proliferációját növelik, vagy az apoptosistól védik meg. pl hormonok
Malignus fenotypus 7 jellemzője - driver mutációk jellemzői
Malignus fenotypus 7 jellemzője
1. A sejtek osztódása olyan körülmények között, amikor a sejt normálisan nyugalmi állapotban vannak - onkogének aktivációja - protoonkogének
2. Az „osztódási stop” parancsok figyelmen kívül hagyása - tumor szupresszorok inaktiválása
3. Az öngyilkosság képességének elvesztése
a. pro-apoptotikus gének inaktiválása
b. halál jelek figyelmen kívül hagyása
c. túlélési szignálok hiányának figyelmen kívül hagyása
4. A környékbeli vérerek meggyőzése, hogy hálózzák be a tumort – O2, táplálék – angiogenezis gének aktiválása
5. Halhatatlanság elérése - telomer regeneráció
6. Invázió - metasztázis gének aktiválása
Immunsurveillance elkerülése
Protoonkogének és Tumorszupresszorgének, 2hit hipotézis
Protoonkogén
sejtek szaporodását serkenti ált domináns öröklésű
domináns negatív hatás
génexpresszió fokozdás révén
pl:
Növekedési faktorok FGFs (Gq->G1), PDGF
Növekedési faktor receptorok EGFRs
Szignál transzdukciós proteinek
CML-> BCR-ABL 9;22 Philadelphia
RAS-> Noonan, Leopard
Transzkripciós faktorok c-Myc, c-Fos, c-Jun
N-MYC -> Neuroblastoma
Sejt-ciklus szabályozók ciklin D, CDK4, CDK inhibítorok
Tumorszupresszor gén
LoF mutáció esetén a proliferáció felszabadul a gátlás alól, vagy
Általában hajlamot jelentenek magukban, mert szökséges a másik allélon lévő vad típusú allél megtermékenyítés utáni mutációja is a daganat kialakulásához
pl
Receptor- TGFß
Szignáltranszducer: NF1
Transzkript faktor: Rb, p53
DNS javító: BRCA2, APC, XP
microRNS
