MOLECULAR BIOLOGY 3 Flashcards
מהי הדוגמה המרכזית
הדוגמה המרכזית היא שמו של הרעיון לפיו דנ”א עובר שכפול כאשר אנחנו מתרבים, שעתוק כאשר שאנחנו רוצים לבטא גנים
דרך איזה שלב ביניים הדי אן איי צריך לעבור על מנת לייצר חלבון?
דרך אר אן איי
האם הא אן איי חייב להפוך לחלבון ?
לא- גם האר אן איי בעצמו יכול להיות תוצר סופי
האם כל התפקידים של האר אן איי הם ידועים לנו?
לא
האם חלבונים שעובדים ביחד חייבים להימצא על אותו הכרומוזום?
לרוב לא
האם כאשר תא רוצה לסנטז חלבון, הוא יכול לשלוט בכמה הוא רוצה
rna
וכמה פעמים הוא רוצה לבטא את החלבון?
כן הוא יכול לשלוט
מה הוא הנוקליאוטיד שיש בדי אן איי אך אין באר אן איי ?
t
באר אן איי זה
u
איזה זיווג בסיסים מיוחד יש באר אן איי ?
u שיכול להתקשר ל-
g
הדי אן איי הוא דו גדילי בצורת הליקס, ואילו האר אן איי הוא …
חד גדיל שמתקפל על עצמו
למי יש יותר נוקליאוטידים לדי אן איי או לאר אן איי?
די אן איי
מה הם קשרים קונבנציונאלים ולא קונבניציונאלים באר אן איי?
קשרי מימן קונבנציונאליים נוטים ליצר מבנה קלאסי של הליקס כפול ואילו הלא קונבנציונאליים יוצרים מבנים שבורים ומיוחדים.
מי הוא האינזים המשעתק בשיעתוק?
אר אן איי פולי
מה מספק את האנרגיה להתהליך השיעתוק?
שבירצ הקשר של פוספאט בטא
האם גדיל האר אן איי שומר על הקשרי מימן עם הגדיל התבנית שלו הדי אן איי ?
לא
כמה בסיסים משועתקים בשעה באר אן איי פולימראז?
50 בסיסים
מה הם ההבדלים בין שיעתור לשכפול?
רנ”א פולימראז מסנתז יצירת קשרים פוספודיאסטרים (בדומה לדנ”א פולימראז) אך חייב להשתמש, בניגוד לדנ”א פולימראז, בריבונוקלאוטידים ולא בדה-אוקסי-ריבונוקלאוטידים.
רנ”א פולימראז יכול, בניגוד לדנ”א פולימראז, להתחיל שרשרת מאפס ללא צורך בפריימר.
כהמשך ישיר להיעדר הצורך בפריימר, רנ”א פולימראז מכניס הרבה יותר טעויות – 1 מכל 10,000 בסיסים שמוכנסים יהיה שגוי, בהשוואה לדנ”א פולימראז שהוא 1 לכל 10,000,000 בסיסים. אל תטעו אבל, לרנ”א פולימראז יש פעילות אקסונוקלאז 3 ל- 5 בעזרתה הוא מסיר טעויות שהכניס, אך באופן הרבה פחות מוצלח מזה של הדנ”א פולימראז.
הפרוססיביות של רנ”א פולימראז היא מוחלטת – זה אותו רנ”א פולימראז שמתחיל שעתוק ומסיים את השעתוק של המולקולה, והוא נע באופן רציף על הדנ”א בלי “ליפול”.
האם לאר אן איי פולימראז יש מגנזיום באתר הפעיל?
כן
האם לאר אן איי פולימראז ולדי אן איי פולימראז יש אב משותף?
לא
Transcription Unit
כל אזור דנ”א שעובר שעתוק
מה יחידת שיעתוק מכילה בפרוקריוטים ומה יחידת שיעתוק מכיל ביוקריוטים?
יוקריוטים יחידת שעתוק מכילה גן אחד וממנה ישועתק רנ”א יחיד שיקודד לחלבון אחד (או מספר חלבונים מאוד דומים המיוצרים בשחבור חליפי). בפרוקריוטים ייתכן כי יחידת שעתוק תקודד למספר גנים שישועתקו על גבי אותה מולקולת רנ”א שתעבור תרגום למס’ חלבונים שונים.
מה הם
rna
הנפוצים ביותר בתא לפי הסדר?
rRNA,
אחר כך tRNA
ובסוף mRNA
האם למולוקלות אר אן איי יש השפעה על מסת התא?
באופן זניח
כמה אחוז החלבונים מהווים מהמסה התאית?
50 אחוז
הגדרות
גדיל
sense
גדיל
antisense
upstream
downstream
מהו התהליך האיניציאציה של השיעתוק החיידקי?
אר אן פולימראז מורכב: מקור אינזים (אינזים ליבה) מה שמהווה את הכוח הקטליטי ע”ג תבנית די אן איי לאינזים הזה מצטרף הסיגמא מה שמביא את האפינים לרצפי בקרה שנמצאים על הדי אן איי ונקראים פרומוטורים, תת היחידה סיגמא מייצרת אינטראקציה בין הקצוות החשופים של הדי אן איי לבינה, האינקארציה מאפשרת לפתוח את הדי אן איי ולייצר בועה בת 10 בסיסים שנקראת בועת שיעתוק שמיוצבת עי בסיסים לא מזווגים +סיגמא זה קומפלקס פתוח
מה האם התת יחידות שיש
ב-
core enzyme?
המורכב מ-2 יחידות אלפא, יחידה בטא, יחידה בטא-טאג ויחידה אומגה
איך נקרא
core enzyme+sigma?
hollow enzyme
כיצד מסונטזים עשרות הבסיסים הראשונים בשיעתוק החיידקי
עי סקראנשינג ששם מה שקורה הפולימראז נשאר ע”ג הפרומוטור, מושך את הדי אן איי ומגדיל את בועת השיעתוק- זה גורם ללחץ שגורם לדי אן אי פולימרז להתחבר ולהתנתק זה נקרא
Abortive initiations
לבסוף הפולימראזה מתנתקת מהפרומוטור ולהתנתק מתת יחידה סיגמא ולהתקדם על התבנית
איך מתרחשת האלונגציה בפרוקריוטים?
כעת הפולימראז ממשיך בסינתזה, כל פעם מתקדם בקצב של נוקלאוטיד אחד כל פעם ומרחיב את בועת השעתוק. הקצב הכללי הוא 50 בסיסים בשניה.
מה קורה בטרמינציה של פרוקריוטים?
ומה קורה לאחר השחרור?
הפולימראז ממשיך בתהליך עד שהוא מגיע לסיגנאל נוסף המצוי על הרצף – זהו הטרמינטור. כאשר הפולימראז מגיע אליו הוא נעצר, משתחרר ומשחרר את מולקולת
ה- RNA
מהתבנית. לאחר ההתנתקות הפולימראז יכול להתחבר מחדש לפרומוטר, בלוויה של תת היחידה סיגמא כמובן, ולהתחיל מחזור נוסף.
מה קורה אם אר אן איי פולימראז הפרוקריוטי משתחרר לפני הטרמינציה?
אם מסיבה כלשהי רנ”א פולימראז מתנתק לפני הגעה לרצף הטרמינציה, הוא לא יכול להתחבר מחדש בנקודה בה הוא עצר והוא חייב להתחבר תמיד לתת יחידה סיגמא ולהגיע לפרומוטר על מנת להיקשר מחדש לדנ”א.
מה הניתן למצוא ברצף הטרמינציה הפרוקריוטי ?
רצף הטרמינציה הוא בעצם רצף המצוי על הדנ”א ומכיל ריבוי בסיסים מסוג
A ו- T
שלפניהם רצף דנ”א סימטרי.
מה קורה כאשר הרצף הטרמינאלי משועתק לאר אן אי הריבוזומואלי?
אשר הרצף הסימטרי משועתק הוא יוצר מבנה שניוני של רנ”א דמוי סיכת ראש – Hairpin אשר חיונית לניתוק הרנ”א מהאתר הפעיל של הפולימראז
איך קוראים לרצף הפרומוטור בחיידקים?
מרבית הפרומוטרים החיידקיים ניתן למצוא רצף, המכונה רצף הקונצנזוס, שמהווה אתר קישור לתת היחידה סיגמא איתו היא יוצרת קשרי דנ”א-חלבון.
האם הרצף הקונצנזום הפרוקריוטי הוא ואריאבלי?
הוא כן נוטה להשתנות אך שומר על מסגרת כללית
מה גורמים הבדלים ברצפים בין פרומוטור לפרומוטור?
ההבדלים ברצף בין פרומוטר לפרומוטר משפיעים על עוצמת הביטוי של הגן שאחריהם
על פני כמה אזורים בפרומוטור מתפרש רצף הקונצנזוס?
2
מה הוא הנוקליאוטיד הראשון שעובר שיעתוק בפרוקריוטים ?
+1
מי הוא הנוקליאוטיד האחרון של הפרומטור הפרוקריוטי ?
-1
אילו שני רצפי קונצנזוס שמורים חשובים ניתן למצוא בפרומוטור הפרויקריוטי?
איפה ?
מה משותף להם ?
באיזור מינוס 10
ניתן למצוא בוקס מינוס 10 :
tataat
באיזוא מינוס שלוש וחמש ניתן למצוא בוקס מינוס שלושים וחמש
TTGACA
המרחק בינהם הוא 17 בסיסים בדרכ
הם הקסאמרים
איפה נמצא הקונצנזוס ב
sense
או בגדיל התבנית?
ב-
upstream
or
downstream?
sense
במעלה הזרם
כמה
rna polymerase
ישנם ביצורים איאוקריוטים ומי הם?
3
מי הוא האר איי הפולימראז שאחראי על חלבונים?
רנ”א פולימראז 2
מה ההבדל בין אר אן איי פולימראז 2 לבין אר אן איי של פולימראז חיידקי?
במקום תת היחידה סיגמא,
את האינטראקציה עם הפרומוטר מתווכים אוסף של חלבונים הקרויים
General Transcription Factors
או בקיצור TFII_.
שעתוק חייב להתייחס למצבו של הכרומטין ולדרגת האריזה, בניגוד לחיידקים בהם אין בכך צורך.
הוא מכיל 12 תת יחידות (לעומת 5 של החיידקים)
בדומה לחיידקים הוא מכיל יון מגנזיום אך בנוסף לכך מכיל גם יון Zn2+.
מי הם פאקטורי השיעתוק הכללים?
TF2D, B, F, E, H
מה תפקידם של פאקטורין השיעתוק במערת האיאוקריוטית?
פקטורי השעתוק הכלליים מסייעים לפולימראז לזהות ולהתחבר אל הפרומוטר, לעבור מאיניציאציה לאלונגציה לפתוח את שני הגדילים. השם “כלליים” נועד לסמן לנו שהם נדרשים כמעט לכל תהליכי השעתוק של פולימראז 2.
מה הוא תהליך הקישור של פאקטורי השיעתוק לפרומוטור ?
- הפקטור
TFIID
המכיל בתוכו את היחידה
TBP
ויחידות נוספות בשם
TAF
נקשר לפרומוטר
- תת היחידה
TBP
מזהה רצף שמור בפרומוטר המכיל חזרות של
T ו- A
וקרוי TATA box.
3.
TBP
הנקשר לרצף
ה TATA
דרך התעלה הקטנה ולא דרך התעלה הגדולה כפי שעושים חלבונים מזהי רצף בדרך כלל. זה מעיין עיוות חשוב שמיד תבינו את תפקידו.
4.הקישור של
TFIID
גורם לעיוות במבנה הדו גדיל באזור הפרומוטר, מה שגורם לרצפי דנ”א חשובים לשעתוק להגיע בסמוך לאזור העיוות.
5.לאחרמכן יגיע פקטור השעתוק
TFIIB
אשר מזהה רצף בשם
BRE
וחיוני למקם את הפולימראז בנקודה הנכונה לתחילת השעתוק
- הפקטור TFIIF
מגייס את הפולימראז לאתר הקישור של
TFIIB
- TBp
של הקומפלקס
TFIID
ומייצב את האינטראקציה ביניהם
7.הפקטור
TFIIF
חיוני לגיוס פקטורי השעתוק הכללים
TFIIE ו- TFIIH.
8.הפקטור
TFIIE
מתגייס וחיוני לגיוס של
TFIIH
- הפקטור
TFIIH
מגלה פעילות של הליקאז ומבצע פרימה של אתר תחילת השעתוק ליצירת בועית שעתוק ראשונית, בתהליך הדורש הידרוליזה של
ATP.
מה קורה לאחר הקישור של האר אן איי פולימראז לדי אן איי האיאוקריוטי ופתיחת הגדילים ?
רנ”א פולימראז 2 כאמור הוא קומפלקס גדול מאוד. אחת מתתי היחידות שלו (המקבילה לתת היחידה בטא טאג החיידקית) מכיל זנב קרבוקסילי הקרוי
CTD – Carboxy-Terminal-Domain
. בבני אדם זנב ה- סי טי די מכיל 52 חזרות של רצף קבוע טאנדם של 7 חומצות אמינו אשר בולטות החוצה מתוך הליבה בגלובולארית של הפולימראז. בעמדה 5 של אותן 7 חומצות אמינו ניתן למצוא סרין החיונית לצורך המעבר מאיניציאציה לאלונגציה.
עם פתיחת בועית השעתוק הפקטור
tf2h
מגלה גם פעילות של קינאז ומזרחן את סרין 5 על גבי זנב ה
CTD
של פולימראז 2, זרחון החיוני לשחרור של הפולימראז מהפרומוטר.
ו.
איפה מצוי רצף הטאטא בוקס?
25 נוקליאוטידים במעלה הזרם
איזה סוג זה חלבון
tbp
ומה תפקידו?
ואיפה הוא נקשר?
TBP
הוא חלבון מונומרי בעל סימטריה דו צדדית הנקשר לרצף ה
TATA דרך התעלה הקטנה ולא דרך התעלה הגדולה כפי שעושים חלבונים מזהי רצף בדרך כלל
למה פאקטור
tf2f
מגלה הומולוגיה?
לפאקטור סיגמא
מי הפקטור שיעתוק המורכב ביותר ומכמה הוא מורכב?
הפקטור
TFIIH
הוא המורכב ביותר מבין הפקטורים ומכיל 9 תת יחידות, כך שגודלו מגיע כמעט לגודל של הפולימראז עצמו.
מה הם התפקידים של הפקטורי שיעתוק הבאים
האם רצפי הבקרה היוקריוטים יכולים להיות במורד הזרם לנקודת השיעתוק?
כן
מדוע השיעתוק האיאוקריוטי הוא מסובך?
מאחר והדנ”א היוקריוטי ארוז ככרומטין ולכן השעתוק הוא מורכב יותר
מה השיעתוק של האיאוקריוטים זקוק בנוסף לפקטורי שיעתוק?
אקטיבטורים של שעתוק הנקשרים לרצפי דנ”א המכונים Enhancers
- על חלבונים ורצפים אלו נרחיב במצגת הבאה.
מדיאטורים – קומפלקסים חלבוניים גדולים המאפשרים לאקטיבטורים שונים “לתקשר” עם פולימראז 2 ועם פקטורי השעתוק הכלליים.
שימוש באנזימים המבצעים מודיפיקציות על הכרומטין, כולל שימוש ב Chromatin Remodeling Complex
ואנזימים המבצעים מודיפיקציות על היסטונים.
האם גם פקורריוטים וגם איאוקריוטים צריכים פאקטורי אלונגציה?
כן !
אילו קומפלקסים “עוזרים” לפולימראזות תוך כדי פעולה?
crc
איזו בעיה יש באלונגציה גם לפרוקריוטים וגם לאיאוקריוטים?
פיתולי על
כמה גדילים יש בכל מחזור של פיתול אותם יש להתיך אחד מהשני?
10
למה יצירת פיתולי על היא מועדפת אנרגטית ?
צירת פיתולי העל היא מועדפת אנרגטית מאחר והיא מאפשרת החזרה/שמירה של זיווגי הבסיסים באזורים של הותכו, אחרת אזורים אלו יצטרכו לעבור “פיתול יתר” ולהסתלסל אחד על השני יותר מאשר 10 בסיסים למחזור פיתול אחד
איפה יש פיתולי על חיוביים לפני הפולימראז או אחריו?
ואיפה נוצרים שליליים
חיוביים - לפניו
שליליים- אחריו
איך עוזרים פיתולי העל החיוביים?
הם מקלים בהורדת הנוקליאוזומים
מה ההבדל בין פיתולי על שליליים לחיוביים?
ומי הוא
gryase?
חיוביים - נוצרו כי פתחנו לולאה/ הפחתנו פיתולים רגילים
שליליים- נובעים מפיתול יתר של הגדילים אחד על השני
gryase-
אינזים פרוקריוטי שתפקידו להשתמש באיי טי פי כדי להעלים פיתולים שליליים בזמן שיעתוק, בעצם כך המתח יוקל ויהיה אפשר לעשות שיעתוק לכן בחיידקים מה שיהיה מועדף זה לעשות את השיעתוק בזמן פיתולי על שליליים
האם הפריימרים בחיידקים משועתק?
לא
איך בנוי כל גן?
יש לו צד של 5
utr
3
utr
ובאמצע orf
למה נקשר אר אן איי פולימראז ?
לדו גדיל
מה מגדיר הפרומוטר?
כיוון שיעתוק
מיהתבנית
מצביע על תחילת השיעתוק
גן הוא
double strand
house keeping genes?
גנים המייצרים חלבונים שהכרחיים לחיות בתא ונמצאים בכל אורגניזם
אין להם בדרך כלל רצפי tata
מה יש בדרך כלל בטרמינטור פרוקריוטי?
המון a
ו- u
בסופו
האם מולקולת ה-
mrna
שמשועתקת כבר בהתחלת השיעתוק באיאוקריוטים היא המולקולה הבוגרת?
לא
מה ההבדל בין ה-mrna
שמשועתק
ל- Mrna
שאשכרה נמצא בתבנית
האינטרונים
אילו מודיפיקציות מרכזיות עובר
ה-
mrna?
מודיפיקציה קוולנטית בקצה 5 – הצמדה של “כובע” הקרוי
5’Cap.
מודיפיקציה קוולנטית בקצה 3 – תוספת של פולי A
, כ- 200 אדנוזינים שמוספים ללא תבנית.
שחבור/שחבור חליפי – הסרה של אינטרונים וחיבור האקסונים אחד לשני.
כיצד שלושת המודיפיקציות מתואמות ?
זרחון של זנב
ctd
במהלך האלונגציה
מה ההבדל בין פוליציסטררוני למונוציסרוני, ומי מהבאים הוא פוליציסרוני ומי מהבאים הוא מונוציסרוני?
mrna פרוקריוטי
mrna איאוקריוטי?
פוליציסורוני -mrna
שמכיל כמה חלבונים שונים - כמו הפרוקיוטי
מונוציסורני
שמכיל רק חלבון אחד - כמו כאיאוקריוטי
5’CAP
מתי הוא מונח ?
ומי הוא?
הוא ה”כובע” שמונח בקצה 5 ממש סמוך לתחילת השעתוק – לא אחרי שהפולימראז סיים לשעתק כ- 25 נוקלאוטידים לכל היותר. ה”כובע” המדובר הוא לא יותר מאשר נוקלאוטיד של גואניזין המחובר בכיווניות של 5 ל- 5, או פוסאט לפוספאט. הגואניזין גם עובר מתילציה על חנקן 7 של הבסיס החנקתי.
מה הם שלושת האינזימים המעורבים ב-
cap 5
פוספטאז
גואניליל טראנספראז
מתיל-טראנזפראז
היכן נמצאים שלושת האינזים שאחראים על מודיפיקציות
5cup?
על הזנב של ה-
ctd
מה התפקיד של פוספתאז
ב-5cup?
מסיר את פוספאט גמא של הנוקלאוטיד הראשון של
ה- mRNA,
ומשאיר את פוספאטים אלפא ובטא.
מה התפקיד של האינזים
גואניליל טראנספראז ב- 5cup?
מזרז העברת
GMP (שמקורו ב- GTP)
לפוספאט בטא של הנוקלאוטיד הראשון של ה-
mRNA.
הקשר שנוצר הוא קשר פוספואנהידרידי – פוספאט לפוספאט – 5 ל- 5.
מה התפקיד של האינזים מתיל טראנספראז ב5cup?
מזרז מתילציה על חנקן 7 של הבסיס.
האם התוצרים של
rna polymerase 1 or rna polymerase 2
מכילים
cap 5?
לא
כיצד ה-
cap 5
מועיל ל-
Mrna?
המשך ה”כובע” יקשור חלבון בשם
CBC - cap binding complex
שייסיע לו לצאת החוצה מהגרעין. לאחר היציאה מהגרעין ה”כובע” הוא מרכיב חיוני אשר מייעל משמעותית את התרגום.
מה יכול לקרות לריבוז של הנוקליאוטיד הראישון ב-
Mrna
?
יכו להתווסף לו - מתיל
מה קורה כאשרהפולימראז מגיע לקצה הגן?
אילו רצפים יש לזהות?
כאשר הפולימראז מגיע לקצה הגן, במנגנון דומה למה שהיה ב- Capping
ה- CTD
“מוודא” שקצה 3 יעבור עיבוד כמו שצריך. קצה 3 של מולקולת ה mRNA
מכיל רצפים שמורים “המסמנים” את סוף הגן. רצפים אלו כמובן משועתקים מהתבנית.
רצפים אלו מזוהים על ידי חלבונים קושרי רצף של
RNA
ואנזימים המעורבים בעיבוד. הרצף הראשון הוא רצף
AAUAAA,
הרצף השני הוא רצף עשיר
ב G וב U.
אלברטס מוסיף לשניים הנ”ל רצף שלא מוזכר בספרים אחרים וזה הרצף
CA.
אילו אינזימים מעורבים בעיבוד של הגנים בסוף?
CStF -
קומפלקס רב יחידות הרוכב על זנב ה-
CTD
ומזהה רצף עשיר
ב- G וב- U.
CPSF –
קומפלקס הרוכב על זנב
ה- CTD
ומזהה רצף AAUAAA.
מה עושים הפאקטורים
ctsf
ו-cpsf?
כאשר הם מזהים את הרצפים:
aauaaa
ca
gu
cpsf
חותך במרחק של 10-30 נוקליאוטידים
ומשאירים קצה 3 ריק
OH
של הנוקליאוטיד
A
מ-ca
לאחר מכן pap
ומפלמר
poly a
ללא תבנית
10-12 נוקליאוטידים יהיו באופן איטי
200 לאחר מכן יהיו מהירים
על כל 10-12 של אדנוזין
ייקשר pab
למה יש את ה-
cap a
הגנה מפני נוקליאז
האם הפולימראז ממשיך לשעתק לאחר החיתוך?
כן
מה יכול לקרות ל-
mrna
שמגיע לאחר שה-
mrna
הראשון יוצא?
יכול להיתחך עי נוקליאז
האם גם לפרוקריוטים יש תוספות לאחר השיעתוק?
כן
ל-trna
rrna
מה התפקיד של הזרחון של סרין 5?
- elongation
- cup5
- shihbur
- polya
מה התפקיד של ה-
cup5?
- להאריך את זמן מחצית החיים של האר אן איי
- מייעלת תרגום
- טובה ליציאה
מה התפקיד של הפולי
A?
- מייעלת תרגום
- מייצבת rna
כמה אחוזים מהווה rrna
מחומצות הגרעין?
ולמי יש זמן מחצית חיים יותר גדול
Mrna
or
rrna?
80 אחוז
rrna
מה ההגרות של הדברים הבאים:
אקסונים
אינטרונים
שחבור
שחבור חליפי
מתי מולקולה
mrna
תיקרא
mrna?
מולקולה תקרא mRNA רק לאחר עיבוד קצה 5, קצה 3 ושחבור
אקסון 1
אקסון במעלה הזרם
אקסון 2
אקסון במורד הזרם
אתר השחבור בקצה 5
האתר בין האקסון במעלה הזרם לאינטרון.
אתר השחבור בקצה 3
האתר בין האינטרון לאקסון במורד הזרם
באילו רצפים שמורים יש להיעזר על מנת שיהיה שחבור של שני אקסונים?
- האקסון במעלה הזרם מכיל בקצה 3 שלו את הבסיסים
AG.
- קצה 5 של האינטרון מכיל רצף שמור
GURAGU
כש- R
מסמן פורין כלשהו.
- במרכז האינטרון (או בשני שליש דרך) קיים רצף המכונה Branch Point
המכיל אדנוזין.
- בקצה האינטרון קיים רצף המכיל מספר פרימידינים ולאחריהם
NCAG
כש- N מסמן כל נוקלאוטיד.
- הנוקלאוטיד הראשון של האקסון במורד הזרם הוא
G.
- כל רצפי הספלייסינג הם וריאבילים ונוטים להשתנות בין גן לגן, מלבד
ה- GU
המצוי בתחילת האינטרון
וה- AG
המצויים בסוף האינטרון שהם אינם וריאבילים.
האם ריאקצית השחבור דורשת אנרגיה ?
ואם לא האם יש קומפלקסים שכן
על אף שכפי שנראה מיד, ריאקציית השחבור עצמה היא ספונטנית ואינה מצריכה אנרגיה, במרבית התאים היוקריוטים קיים קומפלקס המורכב מחלקיקי
RNP
בשם ספלייסוזום, המנצל אנרגיית
ATP
בשביל לבצע את השחבור. האנרגיה וחלקיקי
ה RNP
נועדו להגביר את הדיוק של השחבור ואת השינוי במבנה המרחבי של הקומפלקס.
האם הסרת האינטרונים היא בזבזנית?
לא בגלל :
אפשר שיהיה ארגון מחדש של גנים ככה, אקסונים הם בדרך כלל דומיינים של אזורים אז הם יכולים ללכת וליצור גנים חדשים
מה הוא מנגנון השחבור?
האדנוזין של ה-
Branch Point
בדומה לכל נוקלאטיד אחד
ב- RNA
מכיל הידרוקסיל על פחמן מס’ 2. הידרוקסיל זה ישמש כנוקלאופיל ויתקוף את הפוספאט הראשון של האינטרון המחובר לנוקלאוטיד ג’י– זוהי הטראנס-אסטריפיקציה הראשונה. כתוצאה מכך נקבל לולאההקרויה לולאת הלריאט ‘במרכז הלולאה ניתן למצוא אדנוזין הקשור לשלושה פוספאטים בקשרים פוספודיאסטרים דרך פחמנים 2,3 ו- 5 של הריבוז שלו.
לאחר יצירת הלולאה, האקסון במעלה הזרם מציג קבוצת
3’ OH
חופשית. קבוצה זו תבצע התקפה נוקלאופילית על הפוספאט הראשון של האקסון במורד הזרם וייצר קשר פוספודיאסטרי חדש בין שני האקסונים על חשבון הקשר הפוספודיאסטרי בין האינטרון לאקסון במורד הזרם – זוהי הטראנס-אסטריפיקציה השניה ובסופה נקבל שני אקסונים מחוברים אחד לשני ואינטרון חופשי המכיל לולאת
lariat.
לאריאט
לולאה של האינטרונים
במקרה של שחבור, מה מעורב ?
rna או חלבונים?
מולוקולות
rna
שנקראות
snrna
כיצד מולקולות
snrna
ממוספרות?
u1.2.4.5.6
לאן מתחברות מולקולות ה-snrna?
ומה תפקידם?
מולקולות
ה- RNA
הללו מתחברות לחלבונים וביחד יוצרות חלקיקים הקרויים
snRNP.
כל
RNP
כזה מכיל בתוכו מספר חלבונים ומולקולת
RNA
כאשר תפקידה לזהות רצפים המצויים באתר השחבור 5’, אתר השחבור 3’ ואתר ההסתעפות ולבצע את הקטליזה של השחבור.
בניוסיים
invitro
snrna +proteins
מחוברים בקשרים חזקים או חלשים?
וב-
ivivo?
חלשים, מתנתקים ומתחברים
In vivo
הקומפלקס משנה את המבנה המרחבי שלו
מה המנגנון של הספלייסוזום?
- הרנ”א של החלקיק
U1
מבצע זיווגי בסיסים עם הרצפים באתר השחבור ב-5’ , חלבון בשם
BBP Branch point binding protein
הפקטור u2af
מזהים את אתר ההסתעפות ומתיישבים עליו.
- החלקיק
U2
מחליף מחליף את
BBP
ואת
U2AF
באתר ההסתעפות ומבצע זיווגי בסיסים עם רצף הקונצנזוס באתר זה.
- קומפלקס משולש המכיל את
U4-U5-U6
נכנס לריאקציה.
U4 ו U6
מוחזקים חזק אחד עם השני מאחר
וה- snRNA
שלהם מבצע זיווגי בסיסים אחד עם השני.
- עם התקדמות הריאקציה, זיווגי הבסיסים בין 4 ו 6 נשברים ו U6 מחליף את 1 בזיווגי הבסיסים שלו עם אתר ה 5. פעולה זו מייצרת אתר פעיל המזרז את פוספוריל טראנספראז.
- החלקיקים 1 ו 4 עוזבים מופיעה לולאת לאריאט
- ארגון מחדש של מרכיבי הספלייסוזום מוביל ליצירת הריאקציה השנייה בה האקסון במעלה הזרם תוקף את האקסון במורד הזרם – טראנס אסטריפיקציה שניה (ריאקציה שניה של פוספוריל טראנספראז).
על לולאת ה לאריאט שהיא בעצם האינטרון, יושבים 2,5,6 על הצומת בין שני האקסונים יתיישב קומפלקס חלבוני הקרוי
EJC – Exon Junction Complex.
מדוע מושקע
atp
בשחבור?
ושקע בתהליך בעיקר על מנת לגרום לשינויים במבנה המרחבי, לרה-ארגון של אינטרקציות
RNA עם RNA
ולתיאום ותזמון התהליכים.
איזה תהליך דורש אנרגיה בספלייסוזום?
כאשר
1 מתנתק מ-צד 5
ו-6 מחליף אותו
וכאשר מנתקים מלולאת הלאריאט את מרכיבי הספלייסוזום
מה האורך של אינטרונים?
עד כדי 100,000 בסיסים
“דילוג אקסון”
בטעות זאת הספלייסוזום “מדלג” על רצפי סיגנאל של שחבור
Cryptic Splice Site Selection
שבה בעצם נלקח רק חלק מהאקסון במורד הזרם מאחר והספלייסוזום מזהה רצפים שנמצאים בתוך האקסון במקום בקצה שלו.
אילו שתי טעויות ישנן במהלך השחבור?
Exon Skipping
Cryptic Splice Site Selection
כיצד ניתן להתגבר על טעויות של הספלייסום?
הדרך היעילה והראשונית למנוע טעויות כאלו היא ההצמדה של השעתוק לשחבור.
על זנב ה-
CTD
של פולימראז 2 רוכבים מרכיבים שחבור חשובים אשר “קופצים” מהפולימראז על מולקולת
ה- RNA
הנוצרת ובכך מאפשרים למערכת השחבור לעקוב אחר הופעה של אקסונים ואינטרונים מיד עם היווצרותם. כך למשל הרכבת ה-
snRNP
על האתר ב 5’ תופיע רק לאחר סינתזה של האתר ב 3’ שישועתק לאחר מכן. בדרך זאת נמנע הסיכוי שהמערכת תתיישב על רצפים שעדיין לא סונתזו במידה ויהיו דומים לרצפי הסיגנאל ובכך למנוע את דילוג האקסון
מה התפקיד של הגדרת האקסון ?
שיטה שמצמידה בין השיעתוק לשחבור
מה זה הגרת האקסון ועל מה היא מסתמכת?
שיטה זו מסתמכת על העובדה שאקסונים הם בעלי מבנה אחיד יחסית של בערך 150 בסיסים במגוון מאד רחב של גנים ואורגניזמים יוקריוטים שונים. בטכניקה זו נעשה שימוש בחלבונים הקרויים חלבוני
SR
(מאחר ויש להם דומיין עשיר בסרין וארגינין) והם מתיישבים על רצפים שמורים יחסית המצויים על גבי האקסונים ובעצם מסמנים אותם. תהליך ההתיישבות מתחיל עם אינציאציית השעתוק.
אילו שתי פעולות חשובות עושים חלבוני ה-sr?
הם מגייסים חלקיקי
U1
לאתר השחבור שנמצא במורד הזרם לאתר בו הם התיישבו (להזכירכם הם התיישבו על גבי האקסון במעלה הזרם, ולכן אתר השחבור 5’ נמצא במורד הזרם לאן שהם התיישבו).
הם מגייסים חלקיקי
U2
לאתרי שחבור 3’ שנמצאים במעלה הזרם לאתר שבו הם התיישבו (זה קורה כאשר הם מתיישבים על האקסון של מורד הזרם).
כיצד חלבוני sr
מזהים את האקסונים?
ככל הנראה על ידי רצפים שמורים שנקראים
ESE
הרחקת האינטרונים חייבת להיות בכיוון של 5 ל-3 של המולקולה?
לא
האם הליבה החלבונית נמצאת בדר”כ על אקסונים?
כן
כיצד מבנה הכרומטין משפיע על
exon defintition?
1.קצב השחבור והשעתוק מצומדים, כך שאם הפולימראז נע לאט כי אזור מסויים מכיל נוקלאוזומים, הסיכוי ש”נדלג” על אקסון (תמונה בשקף הקודם) נמוכה יותר, פשוט כי אירוע השחבור יתרחש עוד לפני סינתזה של האקסון הבא. מאחר והאקסון ארוז בנוקלאוזום הגיוני שהפולימראז יתעכב רגע לפני שיסנתז עוד אקסון כי עליו להסיר את הנוקלאוזומים.
2/.מודיפיקציות היסטונים מסויימות מגייסות מרכיבי שחבור אשר יעברו לרנ”א מיד לאחר הופעתו. הפרטים והמנגנון לא לגמרי ידועים. לכן ניתן לומר שמודיפיקציות היסטונים מסויימות ישפיעו על דפוס השחבור.
האם מערכת השחבור היא גמישה?
כן
איך מתבטאת הגמישות השחבורית?
אשר מתרחשת מוטציה באחד מן האתרים אותם הזכרנו, במקום שהשחבור ייהרס, נקבל דפוס שחבור חדש – למשל דילוג על אקסון [שאתר שחבור “חבוי” המצוי בתוך האקסון במורד הזרם יזוהה על ידי המערכת במקום אתר השחבור הנכון. ככה”נ מערכת השחבור התפתחה בצורה כזו שהיא תמיד בוחרת את האופציה הטובה ביותר לשחבור, ואם זו נפגמה בגלל מוטציות היא פשוט תבחר אופציה אחרת, פחות טובה.
מה מבטאות התמונות הבאות?
ארבע התמונות בשקף הן דוגמאות לטעויות שחבור עקב מוטציות של בטא גלובין ולהופעת מחלה הקרויה בטא-תלסמיה. מעבר למחלה זו גם ציסטיק פיברוזיס, דמנציה פרונטו-טמפוראלית, פרקינסון, רטיניטיס פיגמנטוזה
, SMA, myotonic Dysrophy, הזדקנות מוקדמת וסרטן נמצאו קשורים למוטציות ברצפי שחבור.
כמה מהמחלות המורשות נוצרו מהמוטציות שעושות בעיה בשחבור
10%
כאשר מולקולות
ה-Mrna
הבוגרת יוצאת מהגרעין, איך התא יודע להבחין כי מדובר במולקולת
mrna
בוגרת?
- עיבוד קצה חמש ולשים בקצהו את ה-
cap
ו-cbc
נקשר אליו
- חלבוני -
pab
של קצה 3
- וחלבוני
ejc
שהתיישבו בצמתים בין שני אקסונים
- מולקולה שאין עליה נוכחות של חלבונים שקשורים לעיבוד
- יכול להיות שכאשר מולקולת
hnrnp
אז זה אומר שהאר אן איי עדיין בתהליך העיבוד
hnrnp
עוזרים לספלייסוזום לזהות את האינטרונים
אקסוזום
מולקולות
RNA
שלא סיימו את תהליך העיבוד כמו שצריך, או שאריות של
RNA
כמו למשל אינטרונים יעברו פירוק על ידי קומפלקס חלבוני גדול המצוי בגרעין
קומפלקס זה עשיר בשלוש ל-חמש
אקסונוקלאזות המצויות בחלקו הפנימי ומפרקות את כל השאריות והפסולת של האר אן איי המצוי בגרעין.
אילו מאקרו מולקולות לא יכולות לצאת מהגרעין?
מאקרו מולקולות שהן מעל 60 קילו דלתון
איך קוראים לטרנספורטר שמוציא את
ה-mrna
מהתא?
אקספורטין
מה עושה האקספורטין?
המוסף במרבית הארוגניזמים על אתר הביקוע של קצה 3, לפני תהליך הפולי-אדנילציה. מולקולת הטראנספורט מלווה את מולקולת ה אם אר אן איי החוצה וחוזרת לגרעין במסלול ה- ראן על מנת להוציא מולקולה חדשה.
genes Balbiani Ring
איך ניתן לראות אותה?
מה זה?
מה למדנו מזה?
אלו הם גנים של חרקים המובילים ליצירת
mRNA
מאוד גדולים המתרכבים עם חלבונים רבים כמו
CBC, SR, hnRNP
ומרכיבי ספלייסוזום – מה שמצביע על תהליכי עיבוד
RNA
. מתצפיות אלו למדנו שהמולקולה הולכת ומתבגרת במקביל לתהליכי העיבוד וכשמוכנה יוצאת החוצה,
כאשר ה- CBC
הוא המוביל ביציאה ולאחר היציאה מהגרעין המולקולה עוברת שורה של שינויים מבניים וקשירת חלבונים ציטוזוליים.
דרך מיקרוסקופ אלקטרוני
Export-ready
המולקולה שמוכנה ליציאה
האם הספלייסוזום נמצא בגרעינון?
לא