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
מי מסנתז את ה-
rna הריבוזומאלי?
רנ”א פולימראז 1
מה ההבדל בין אר אן איי פולימראז 1 לאר אר אן איי פולימראז 2?
אשר דומה מאוד במבנה לפולימראז 2, אך חסר זנב
CTD
ולכן התוצרים שלו לא עוברים
CAPPING
ולא פולי-אדנילציה.
כמה עותקים
rna ריבוזומאלי יש בתא?
לבני אדם יש 200 עותקים
שנארזים בצברים קטנים בגנום
אילו סוגים של
rrna
ריבוזום איאוקריוטי מכיל?
היחידות
15.8, 28 ו- 18 S
מצויות על גבי פרקורסור יחיד בן 13 אלף בסיסים שעובר חיתוך עיבוד (תוספות) ליצירת שלושתם. אלו משועתקים על ידי פולימראז 1 בגרעינון.
היחידה
5S
מצויה במיקום אחר. זו משועתקת על ידי פולימראז 3 במיקום אחר בגרעין. מולקולה זו אינה עוברת עיבוד או חיתוך.
מה הוא אורך של הפרוקורסור הראשוני שמסונטז עי
rna polymerase 1
אורך תוצר השעתוק הראשוני הוא 13,000 בסיסים וגודלו הוא 45 אס. הוא יעבור תהליכי חיתוך ועיבוד, שיכללו 100 מתילציות על פחמן מס’ 2 של הריבוז בחלק מהבסיסים (סימון סגול) ו-100 איזומריזציות של יורידין ליצירת פסאודו-יורידין.
מי עושה את המודיפיקציות לתוצרי השיעתוק הראשוניים של
rrna?
snornp
ששם ה-
rna
מכיווין את המודיפיקציות לרצפים ספציפיים
איפה
snorna
מקודדים?
ע”ג האינטרונים
rna polymerase 2
כיצד ניתן להבחין בגרעינון ?
על ידי מיקרוסקופ אור
היכן מתבצע שיעתוק של
rrna
תהליכי העיבוד והחיתוך ליצירת ריבוזום?
בגרעינון
היכן מצואים הגנים
ל-rrna
בבני אדם?
בבני אדם, כאשר מתבוננים בגנום דיפלואידי, הגנים ל- rRNA מצויים ב-10 צברים המצויים בקצה כרומוזומים.
כמה כרומוזומים תורמים ליצירת הגרעינון?
עשרה
באיזה שלב הגרעינון נעלם ובאיזה שלב הגרעינון חוזר?
באינטרפאזה
בטלופאזה
האם גודלו של הגרעינון קבוע?
לא
מה הם תפקידי הגרעינון?
- יצירת ריבוזומים
- אתר מרכזי לסינתזה וחיבור של עוד מולוקולות של אר אן איי לא מקודדות
- u6snrnp
רנ”א ו7 חלבונים מתרכבת ליצירת חלקיק אחד בגרעינון. מולקולת ה snRNA
של החלקיק עוברת שם מודיפיקציות על ידי חלקיקי
snoRNP.
- טלומראז
- srp
- trna עוברות עיבוד בגרעינון
cajal bodies?
מבנים אלו הם אגרגטים של חלבוני וחומצות גרעין ומשמשים לבנייה, הרכבה ואחסון של מאקרומולקולות בתוך הגרעין.
היכן
snrnp and snornp
עוברים את שלבי ההתבגרות האחרונים שלהם?
cajal bodies
האם חלקיקי
snrnp
ממוחזקרות ואם כן היכן?
כן
ב-
cajal bodies
גרנולות אינטרכרומטיניות
המשמשות כמחסן של מולקולות החיוניות לעיבוד
RNA.
האם פגמים ביצירת גופיפי
cajal
bodies
גורמים לאיזושהם פגיעה בויאביליות של אורגניזם?
לא
מפעלי שיעתוק
העובדה שתא משעתק באזורים מוגדרים בגרעין
מה הם התת היחידות הריבוזומאליות של
הריבוזום הפרוקריוטי?
23
5
16
מה יש בתת יחידה הגדולה של הריבוזם האיאוקריוטי והפרוקריוטי והתת יחידה הקטנה ?
28
5.8
5
תת יחידה גדולה איאוקריוטי
23
5
תת יחידה גדולה פרוקריוטי
18
תת יחידה גדולה איאוקריטי
16 תת יחידה גדולה פרוקריוטי
מה משעתקת אר אן איי פולימראז 1?
ומה קורה לפני השיעתוק? ומה קורה אחריו?
28
5.8
18
לפני השיעתוק יש מתילציה והפיכה שי יורידין לפסאודויורידין
ואז ביקוע של יחידות שנקראות אינטרנל
האם היחידה
5s
משועתקת בגרעינון?
לא
לכמה חומצות אמינו מקודדים הקודונים?
20 ח”א
כמה קודוני סיום ישנם?
שלושה
מה הוא קודון התחלה?
קודון התחלה הוא קודון שמקודד לח”א מתיונין
מה זה אומר שהקוד הגנטי הוא אוניברסלי?
זהה בין כל האורגניזמים
היכן יהיה ניתן להבחין בהבדלים בקוד הגנטי?
כמעט תמיד ההבדלים הם במיטוכונדריה כי הגנום שם קטן
כמה אופציות יש למסגרת קריאה בקוד הגנטי?
שלוש
מה זה אומר שהקוד הגנטי הוא דגנרטיבי?
הקוד מחולק לשלשות. של נוקלאוטידים, הרי שהיינו אמורים לקבל 64 קודונים המקודדים ל-64 חומצות אמינו שונות . גם אם נוריד את שלושת קודוני הסיום שאינם מקודדים לחומצה אמינית, הרי שיש 61 קודונים המקודדים רק ל- 20 חומצות אמינו. באופן אידיאלי, היינו מצפים שהקוד הגנטי יקודד ל- 61 חומצות אמינו (והרי יש בטבע יותר מ-300 חומצות אמינו שונות), לכן נהוג לומר שהוא מנוון. שימו לב שמספר חומצות אמינו מקבלות מספר רב של קודונים. למשל סרין או לאוצין מקבלות 6 קודונים שונים.
מה ז”א העדפת הקודון?
אורגניזמים שונים מעדיפים להשתמש בקודון אחד מתוך מבחר של קודונים לאותה חומצה אמינית. כלומר לא יהיה שימוש זהה בכל הקודונים האפשריים לאותה חומצה אמינית.
האם הקוד הגנטי הוא חד משמעי?
כן
איך קוראים למולקולה שאחראית להעביר משפה של נוקליאוטידים לשפה של ח”א?
trna
מה יש מצד אחד של מולקולת
trna
ומצידה השני?
דה האחד של המולקולה ניתן למצוא את האנטיקודון המייצר זיווגי בסיסים עם הקודונים על גבי מולקולת ה-
mRNA
, ומהצד השני – בקצה 3’ של המולקולה מצויה החומצה האמינית הנכונה. קצה 3 של כל מולקולות ה-
tRNA
מסתיים ברצף
CCA
ולאדנוזין תתחבר החומצה האמינית.
מה האורך של מולקולת
trna?
80 בסיסים
איזה מבנה יש למולקולת
trna?
מבנה שניוני דמוי תלתן
כמה לולאות יש למולקת ה
trna
וכיצד הן נקראות?
לולאת האנטי קודון – עליה מצוי האנטי קודון המזדווג עם הקודון של
ה mRNA
לולאת T-psi-C – לולאה המצויה בקרבת קצה 3 של ה
tRNA
ומכילה את הבסיס המותמר פסאודויורידין.
לולאת
D
המצויה בקרבת קצה 5’ ומכילה את הבסיס המותמר די-הידרו-יורידין
איך נראה המבנה השלישוני של
trna?
המבנה השלישוני של ה- tRNA הוא מבנה דמוי L הפוכה
למ
האם כל קודון זקוק ל-
trna
משלו?
לא
האם כל מולקולת
trna
יכול לזהות כמה קודונים?
כן
היפותזת וובל
היפותזה המסבירה מדוע מרבית הקודונים השונים שיש לחומצה אמינית בודדת נבדלים בעיקר בנוקלאוטיד האחרון ברצף.
מה היפותזת וובל מסבירה בחיידקים?
כיצד ישנם 20 חומצות אמינו המותאמות ל- 61 קודונים הודות ל- 31 מולקולות של
tRNA.
ביוקריוטים כמות
ה tRNA
משתנה מאורגניזם לאורגניזם. כך למשל בבני אדם ישנם 48 סוגים של
tRNA.
עמדת וובל
נוקלאוטיד שנמצא ב- 3’ של הקודון ב- mRNA הם הבסיסים שמכונים מזדווג עם נוקליאוטיד בצד 5 של
trna
בסיס
i
כיצד הוא נוצר
ועם מי הוא יכול להזווג?
יכול להזווג עם
a
c
u
איפה נמצא ה-
trna
חיידקים
וה-
trna
איאוקריוטי?
נוצרים על גבי פרקורסורים שעוברים עיבוד, חיתוך ומודיפיקציות.
הם ה-
trna
הפרוקריוטי והאיאוקריוטי
מכילים אינטרונים?
כן עי אנדונוקלאז וליגאז
מה התנאי שיתבצע ביקוע ב-
trna?
שה-trna
יתקפל בצורה של תלתן
עי מי מסונטז
trna
rna polymerase 3
אילו מודיפיקציות יכול לעבור ה-
trna?
- דה אמינציה של
a
לקבלת
i
- מתילציה של c
לקבלת מתיל ציטוזין
למה נועדו המודיפיקציות ב-
trna?
- להתקפלות
- לזיהוי הקודון
Aminoacyl-tRNA-Synthetase
מה שמחבר בין הקוד הגנטי לח”א
כמה סינטתאזות ישנם בתא ?
20 סינתטאזות, אחת לכל ח”א
כמה ח”א יודעת לזהות סינטתזה?
1 לפעמים יותר
האם סינטתזה יודעת לזהות יותר מחומצה אמינית אחת ?
כן אבל זה מצב שהוא נדיר וקורה כאשר יש פחות מ-20 סינטתאזות
איך קורה תהליך החיבור בין ה-
trna
לח”א?
תהליך החיבור בין ה
tRNA
לחומצה האמינית מתבצע על קצה 3 ודורש
ATP
המפורק ל
- AMP
( כתוצאה מהחיבור נוצר קשר אסטרי בין החומצה האמיינית ל- tRNA, זהו קשר עתיר אנרגיה אשר ישמש בהמשך ליצירת הקשר הפפטידי בחלבון שיסונתז).

על ידי אילו שני מתאמים הקוד הגנטי מתורגם?
- הסינתטאז, אשר מתאים את ה-
tRNA
הנכון לחומצה האמינית הנכונה.
- מולקולת
ה- tRNA
בעצמה אשר מבצעת זיווגי בסיסים עם הקודון.
איך באה לידי ביטוי יכולת ההגהה של הסינטתאזות?
- לחומצה האמינית הספציפית שאותו
tRNA
מזהה יש עדיפות לקישור לאתר הפעיל של הסינתטאז. למעשה, חומצות אמינו שהן גדולות יותר מהחומצה האמינית המתאימה פשוט יישארו בחוץ.
- הבדיקה השנייה נעשית אחרי שהחומצה האמינית התחברה ל-
tRNA
לאחר יצירת קשר עתיר האנרגיה, הסינתטאז מנסה בכוח לדחוף את החומצה האמינית המחוברת
ל- AMP
לאתר נוסף שהוא אתר ההידרוליזה. אתר זה קטן יותר מהאתר הפעיל, כך שחומצה אמינית נכונה תהיה גדולה מידי על מנת להיכנס ואילו חומצה אמינית קטנה יותר תיכנס ותעבור הידרוליזה ותנותק
מה- AMP
או מה- tRNA
עצמו אם היא כבר חוברה. הגהה כזו נקראית הגהה הידרוליטית, מאוד דומה ברעיון לפעילות האקסונוקלאז שיש לפולימראזות.
כשמחברים את שתי טכניקות ההגהה מקבלים טעות אחת ל- 40,000 ריאקציות כאלו.
כיצד הסינתטאז מזהה את
ה tRNA?
- רבית הסינתטאזות מכילות באתר הפעיל שלושה כיסים המזהים את האנטיקודון באופן ישיר.
- על פי המבנה והרצף שעל גבי הגבעול המקבל את
ה tRNA
ואת מודיפיקציות הבסיסים
3.
הרוב המכריע של
ה tRNA
יקראו בסיסים בכל מיני מוקדים על גבי
ה tRNA
ולא במנגנון אחד.
כמה קודונים יש לסרין?
שישה
מה יש בלולאת d
dihidrouridine
שזה יורידין שהוא מחומצן
אילו אתרים יש בסינתתז?
ישנם שני אתרים- אתר לסינטזה ואתר ל
hidrolise -
ששם הוא בודק את ההגהה
סינטזה- אם זה גדול מדי זה לא נכנס
hidrolise -
אם זה קטן מדי זה עובר הידרוליזה
amino acyl trna
התוצר של ה-
trna
לאחר שיש לה ח”א
לאן יכולה להתחבר החומצת אמינו ב
trna?
לפחמן 2 או לפחמן 3
איפה יש לאמינו אציל אנרגיה ?
בקשר האסתרי בין בין ה-
trna
לח”א
למה i
יכול להתחבר בפרוקריוטים?
ובאיאיקרויטים?
i -cua
i-cu
מה ההבדל בין הריבוזום האיאוקריוטי לריבוזום הפרוקריוטי?
ריבוזומים היוקריוטים גדולים יותר ומכילים 4 מולקולות
rRNA
ואילו הריבוזומים הפרוקריוטים הם קטנים יותר ומכילים רק 3 מולקולות
rRNA
מה הסבירות לטעות בריבוזום?
מבצע טעות אחת ל- 10,000 חומצות אמינו
איפה מיוצר הריבוזום? וכמה עותקים יש לריבוזום?
תא יוקריוטי מכיל מילוני עותקים של הריבוזום, אשר יחידותיו מורכבות בנפרד בגרעינון ויוצאות החוצה אל הציטופלזמה. בציטופלזמה הם יתרכבו לריבוזום שלם רק לאחר תחילת התרגום.
כמה פולימראזות צריכות לפעול כדי לייצר ריבוזום?
כל השלושת הפולימראזות
מה עושה פולימראז 1 עבור הריבוזום?
פולימראז 1 משמש לסינתזה של rRNA בגרעינון,
חוץ מה- 5S
מה עושה פולימראז 2 בריבוזום?
פולימראז 2 משמש לשעתוק של ה-
mRNA של החלבונים הריבוזומאליים.
ה- pre-mRNA
עובר שחבור ויוצא לציטוזול כמולקולת
mRNA
בוגרת, שם עובר תרגום. התוצר החלבוני נכנס לגרעין הודות לסיגנאל
NLS ו
מגיע לגרעינון ומתחבר למולקולות
ה- rRNA ב
מקביל לאירועי החיתוך והעיבוד. לאחר שהיחידות מורכבות הן מכילות גם סיגנאל
NES
ויוצאות החוצה כתת יחידות מוכנות לפעולה.
מה עושה פולימראז 3 עבור הריבוזום?
פולימראז 3 משעתק את ה
5S rRNA
האם ריבוזומים פרוקריוטים ואיאוקריוטים הם דומים?
כן
מה עושה תת יחידה הגדולה ותת היחידה הקטנה בריבוזומים פרוקריוטים ובריבוזומים איאוקריוטים?
ריבוזומים פרוקריוטים ויוקריוטים עובדים ונראים פחות או יותר אותו דבר.
תת היחידה הקטנה בשניהם משמשת כמעין משטח עליו עוברת מולקולת ה -אם אר אן איי ועליה מזוהים הקודונים, ואילו תת היחידה הגדולה משמשת גם ביוקריוטים וגם בפרוקריוטים כאתר הקטליזה ליצירת הקשר הפפטידי.
מתי תת היחידות מתחברות לריבוזום שלם?
התחברות תת היחידות לריבוזום שלם, מתבצע רק עם איניציאציית התרגום, המתבצעת בסמוך
לקצה 5 של ה- mRNA
כמה ח”א הריבוזום החיידקי מכניס לשניה וכמה ח”א מכניס האיאוקריוטי לשניה?
חיידקי -20
איאוקריוטי -2
מה ינוע על מה, הריבוזום ינוע על ה-
mrna
או שה- mrna
ינוע על הריבוזום?
ובאיזה כיוון ?
ה-
mrna
נע על הריבוזום בכיוון שלוש לחמש
אילו אתרים חשובים יש לריבוזום?
אתר A – אתר אליו יגיעו מולקולות
Amino-Acyl-tRNA
חדשות.
אתר P – האתר עליו צומחת השרשרת הפולי-פפטידית .
אתר E – האתר ממנו יוצאות מולקולות
ה tRNA
ה”משומשות” שסיימו את תפקידן.
לאילו אתרים בריבוזום יש אפינינות גבוהה
ל-trna?
A and P
אילו שתי מולקולות של trna
מזהות
aug?
ואילו ייחידות לאיניציאציה של התרגום?
האחת היא
tRNA-Met
רגילה והשניה היא
tRNAi-Met
הייחודית לאיניציאציה ובעלת רצף השונה
מה tRNA
הרגיל של מתיונין.
איזו חומצה אמינית מוכנסת ראשונה לחלבון והאם היא תישאר שם?
מכאן שהחומצה האמינית הראשונה המוכנסת לחלבון היא מתיונין – חומצה אמינית זו לרוב תוסר על ידי פרוטאזה מיוחדת.
כיצד נבדלת
trnai
מ-
trna met?
בחיידקים ובאיאוקריוטים
גם בחיידקים וגם ביוקריוטים:
נכנסת לאתר
P
בריבוזום ולא לאתר
A
בריבוזום.
עובדת עם פקטורי איניציאצייה ולא פקטורי אלונגציה.
רק בחיידקים:
מגייסת אנזים אשר מבצע פורמילציה על המתיונין לאחרי החיבור שלה
ל- tRNA,
לקבל
tRNAi-fMet (פורמיל-מתיונין).
איך הולכת האיניציאציה של התרגום באיאוקריוטים?
- יוקריוטים מכילים מספר גבוה של פקטורי איניציאצייה. תחילת התהליך בהצמדת
tRNAi-Met
לתת היחידה הקטנה של הריבוזום בזכות פקטור האיניציאציה eIF2.
שימו לב שה-
tRNAi
הוא ה- tRNA
היחיד שיכול להתחבר לתת היחידה הקטנה ללא אינטראקציה עם הגדולה.
2.פקטורי האיניציאצייה היוקריוטים
eIF4E ו eIF4G
מגייסים את מולקולת
ה- mRNA
לתת היחידה הקטנה של הריבוזום, בעיקר הודות לאינטראקציה של ל
4E
עם ה- 5’cap.
הפקטור 4G
מתחבר מצד אחד ל PAB
המקושרים לפולי A ומצד שני מתחבר
ל 4E
המחובר ל
Cap.
3.פקטורי איניציאצייה נוספים מאפשרים לתת היחידה לנוע על גבי
ה- mRNA
תוך כדי פעילות של הליקאז המבצע הידרוליזה של
ATP.
מתי בדרך כלל מתחיל שלב התרגום בריבוזום?
כאשר הריבוזם פוגש את ה-
aug
הראשון
מה קורה לאחר התחלת התרגום בריבוזום?
לב זה פקטורי האיניציאציה יתנתקו ותת היחידה הגדולה תתחבר לקטנה ליצירת ריבוזום שלם
, כך שה- tRNAi
מצוי באתר
P
ואתר A
פנוי לקבל
tRNA
ראשון של שלב האלונגציה.
“סריקה לינארית”
התהליך בו תת היחידה הקטנה מחפשת קודון
AUG
איזה רצף על תת היחידה הקטנה לזהות כדי להתחיל את התרגום?
רצף קוזאק ACCAUGG
הוא רצף שמור
Leaky Scanning
למה תאים משתמשים בזה?
כאשר הרצף הקוזאק שונה מאד מהרצף הכתוב תת היחידה “תדלג” מעל ה- AUG הראשון ותיעצר בשני או בשלישי
תאים משתמשים בשיטה הזו כדי לייצר מספר חלבונים שונים בעלי קצה אמיני שונה מאותה מולקולה של
mRNA
כך שהם יוכלו להיות מוכוונים למקומות שונים בתא.
איך מתחילה איניציאציית התרגום בחיידקים?
רצף שמור המהווה אתר קישור לריבוזום באתר
ה 5’UTR
שלהם, רצף הקרוי
Shin Dalgrano.
רצף זה הוא רצף שמור באבולציה ועשיר בפורינים
AGGAGGU
והקודון
AUG
הראשון שיתורגם הוא הקודון שנמצא מיד אחרי רצף זה.
האם הריבוזום הפרוקריוטי יכול להתחיל לתרגם גם מאמתע המולקולה?
נכון
מה קורה לאחר הרכבת הריבוזום הדלם מה יש לנו בתאים בריבוזום?
לאחר הרכבת הריבוזום השלם, אנו נשארים עם חומצה
tRNA
המצוי באתר
P
ומחובר למתיונין/פורמיל-מתיונין.
לאילו ארבעה שלבים מחולקת האלונגציה?
- הגעת
tRNA
מתאים לאתר
A,
הוא נשאר שם רק אם יש זיווגי בסיסים מספקים.
- יצירת קשר פפטידי על ידי פפטידיל טראנספראז אשר יושב בתת היחידה הגדולה ומזרז את העברת הפפטיד כולו היושב באתר
P
לקצה האמיני של החומצה האמינית היושבת באתר
A
- תת היחידה הגדולה עושה טראנסלוקציה וזזה קודון אחד במורד הזרם על גבי
ה- mRNA.
- תת היחידה הקטנה משלימה את התנועה וזזה גם היא. כתוצאה מכך
, ה- tRNA
היה מחובר לפפטיד באתר
A,
מגיע לאתר
P
וזה שהיה באתר
P עובר לאתר
E
ומשם מוזרק החוצה.

eftu and EF-G
אילו סוג פאקטורים הם?
ולמה הם הומולוגים?
Eftu ו- EF-G
שהם פקטורי האלונגציה החיידקיים והם הומולוגים ל
eEF1
ול eEF2
היוקריוטים שני הפקטורים הם חלבוני
G
המבצעים תוך כדי תפקידם הידרוליזה של
GTP ל- GDP.
האם ריבוזומים יכולים לסנטז חלבון גם ללא
GTP?
כן אבל התהליך יותר איטי
מה עושה ה-
eftu?
Eftu
מוביל את ה-
tRNA
הקשור לחומצה האמינית לאתר
A
החופשי. לא רק שהוא מגביר את המהירות ולוקח את הריאקציה קדימה בזכות הידרוליזה של
GTP
, אלא הוא גם מאפשר לריבוזום לדייק בזיהוי קודון-אנטי קודון.
כיצד eftu
עוזר בזיהוי הקודון הנכון ?
16s rRNA
בודק אם זיווגי הבסיסים בין הקודון והאנטי קודון נכונים תוך כדי שהוא מתקפל מסביב לאתר האינטראקציה. אם ישנה התאמה נכונה הוא מתהדק סביב הקודון והאנטי קודון באופן הדוק ומגורם לשינוי מבני
ב- Eftu
מה שגורם לו לעשות הידרוליזה של
GTP ל GDP
. רק לאחר ההידרוליזה יעזוב
Eftu
את אתר
A
ואת ה- tRNA
בתוכו ורק אז ה- tRNA
יוכל לשמש לסינתזת החלבון. לכן כמעט כל
ה- tRNA
יעזבו את הריבוזום בלי שבוצעה הידרוליזה וזאת כיוון שהם לא מתאימים בצורה מושלמת לקודון
באתר A.
אילו סיבות מסבירות את הדיוק של הריבוזום?
- eftu
2 לאחר שהאף- טו עזב. החומצה האמינית צריה להיות במיקום מדויק בתוך ה-
A
על מנת לחבר לה את שאר הפפטיד - ככל הנראה אם אין זיווג בסיסים טוב- החומצה האמינית לא תהייה בזיווג בסיסים מדויק ותמא החותצה
3.
בקרה נוספת ומעניינת היא שאם ישנם מחזורים חוזרים ונשנים של חיבור שגוי של חומצות אמינו ואי התאמת קודון-אנטי קודון, פקטור שחרור שבדרך כלל אחראי לטרמינציית תרגום לאחר שהחלבון תורגם במלואו, יסייע לבצע טרמינציה לפני שמגיעים לקודון סיום והחלבון שסונתז יישלח לדגרדציה. אמנם זה לא מתקן את הטעות, אבל זה מונע המשך סינתזה של חלבון דפוק.
איפה עוד ניתן למצוא
induced fit
מלבד הריבוזום?
רנ”א פולימראז שרק וכאשר יש לנו זיווג בסיסים, רנ”א פולימראז נסגר
Kinetic Proofreading
ניתן למצוא את זה בריבוזום
בה לאחר הידרוליזה של
GTP
נפתח מעין “שעון” שבו
ה- tRNA
עם החומצה האמינית אמורים להתאים את עצמם ולהגיע למיקום הנכון בריבוזום לצורך פעילות הפפטידיל טראנספראז. בפרק הזמן הזה מוגבר הסיכוי שזיווג לא נכון יגרום לדיסוציאציה של ה-
tRNA
מאתר
A
בזכות אינטראקציות חלשות של קודון אנטי קודון ובזכות “עיכוב” בתנועת החומצה האמינית למיקום הנכון שלה. הדיליי הוא זה שגורם לחיידקים לתרגם בקצב של 20 חומצות אמינו בשניה. קיימים מוטנטים בהם קצב התרגום נמוך יותר ורמת הדיוק היא גבוהה יותר.
איך נוצרת טרנסלוקציה של הריבוזום?
מה מזיז אותו?
הידרוליזה של
GTP
על גבי הפקטור
EF-G
מזרזת את תנועת הריבוזום
בדיוק 3 נוקלאוטידים במורד הזרם.
כמה פוספאטים עלינו להשקיע על כל אינקופרציה של ח”א?
2 ב tRNA Synthetase
הודות לפירוק של ATP
ל AMP
עוד 2 על ידי פקטורי האלונגציה.
מה הולך לשמש כנוקליאופיל במעבר מאתר
P
לאתר
a?
מה היא האנרגיה לקשר הפפטידי שנוצר בתרגום?
שימו לב שהחנקן האמיני של החומצה האמינית החדשה הנכנסת לאתר A הולכת לשמש כנוקלאופיל התוקפת את הפחמן הקרבוקסילי המחובר בקשר אסטרי ל-
tRNA.
האנרגיה ליצירת הקשר הפפטידי קיימת בקשר האסטרי.
ריבוזימים
רנ”א שהוא בעל פעילות קטליטית
האם הריבוזום הוא ריבוזים?
כן
האם הריבוזימים עובדים עם יוני מגנזיום?
לא
האם באתר הפעיל שבו נוצר קשר פפטידי יש ח”א?
ומדוע זה מפתיע?
לא
זה מפתיע בגלל שעל אף שיש רנ”א בעל פעילות קטליטית , רנ”א לא עובר יינון בקלות כמו חלבון. מעבר לכךשבד”כ אנחנו מוצאים ריבוזימים שפעילים עם יונים מתכתיים (לרוב מגנזיום) ואילו במקרה זו לא נמצא יון מתכתי בריבוזום.
מה מבצע את פעולת הפפטידיל טראנספראז?
23s rRNA
של תת היחידה הגדולה מבצע את עבודת הפפטידיל-טראנספראז על ידי הצמדה אידיאלית ומדוייקת בין שני המגיבים ויוצר כיס מושלם המיוצב על ידי קשרי מימן חזקים ויציבים ובכך מאפשר לשני המגיבים להגיב בקלות.
מתי יתרחש סיום תגובה?
כאשר יהיה קודון סטופ באתר
a
מה הם קודוני הסיום?
UAA, UGA, UAG
האם קודוני הסיום מקודדים לח”א?
לא
מה במקום
trna
יכנס לאתר
a
כאשר ישנם קודוני סיום?
חלבונים שקרויים
rf
שמסגנלים לפפטידיל טרנספראז להוסיפ מולקולת מים במקום ח”א לפפטיד המצוי באתר
p
ובעצם לזרז הידרוליזה של קשר פפטידי אחרון
מתי הפפטיד ישתחרר לציטופלזמה מריבוזום?
- כאשר יגיע
rf
- כאשר
efg
יעשה שוב הידרוליזה
דרך איפה יוצא הפפטיד במהלך התרגום ?
ומה התפקיד של זה?
במהלך התרגום הפפטיד יוצא החוצה דרך תעלה צרה באורך של 10 נ”מ ובקוטר של 1.5 נ”מ, אשר בנויה כחלק הידרופובי וחלק הידרופילי. אף חומצה אמינית לא באמת יכולה לבצע אינטראקציה עם הקירות של התעלה ולכן היא משמשת כמעט מעטפת טפלון כדי לוודא שאף חתיכת חלבון לא תישאר דבוקה לתעלה. התעלה גם מונעת קיפול למבנים מורכבים כך שהחלבון עוזב במצבו הלא מקופל
מה זה פוליזום?
פוליזום הוא מבנה המשמש גם תאים יוקריוטים וגם תאים פרוקריוטים ומאפשר מספר התחלות תרגום על גבי מולקולת
mRNA
אחת. התחלות התרגום נעשות במרחק ממוצע של 80 נוקלאוטידים כך שריבוזום מסויים התיישב, התחיל תרגום, התקדם 80 נוקלאוטידים ואז מגיע עוד ריבוזום וכן הלאה.
מדוע יותר פשוט לחיידקים להשתמש בפוליזום?
כי לחיידרים קצה 5 פתוח, לעומת איאוקריוטים, שאצלם מדי פעם קצה 5 וקצה 3 קשורים אחד לשני- מדי פעם המבנה הזה משתחרר וניתן להשתמש בפוליזום
מה היתרון בפוליזום?
שאפשר לעשות מספר רב של חלבונים לאותו
mrna
Translation recoding
וארירציה שקיימת בחיידקים, ארכיאה, ואיאוקריוטים שבה ניתן להכניס ח”א בשם סלנוציסטאין
מה הקודון של סלנוציסטאין ?
קודון סיום
Uga
ה-
trna
קושר סרין ומבצע עליה מודיפיקציות
איך הריבוזום ידע לא לקרוא את
UGA
כקודון סיום אלא לחבר אליה סלנוציסטאין?
תשובה היא שבמורד הזרם לקודון ניתן למצוא סיגנאל
ב- mRNA
המתקפל למבנה המגייס פקטור תרגום ייחודי קושר
GTP
הומולוג
ל-
eftu
המבנה הוא לולאה
מה הן האנטיביוטיקות שמעכבות תרגום הבאות


NMD Nonsense mediated mRNA decay
היא שיטה יוקריוטית שתפקידה למנוע תרגום חלבון ממולקולת mRNA שלא שוחברה כראוי.
מה ההנחת היסוד של
NMD?
הנחת המוצא של השיטה היא ששחבור לא נכון מוביל כמעט תמיד לאינקורפרציה של קודון סטופ מוקדם בתוך מסגרת הקריאה – מה שמכונה
nonsense.
מה קורה בשחבור לא תקין מבחינת החלוקה הסטטיסטית של הקודונים?
הסיכוי שיימצא קודון סיום :
3 מתוך 64
מדוע
NMD
חשובה יותר לאורגניזמים איאוקריוטים מאשר פרוקריוטים?
כי יש להם אינטרונים רבים
מה המגנון של ה-
nmd?
בין כל אקסון לאקסון יש
ejc
שהריבוזום מוציא
כאשר הריבוזום יגיע לקודון הסיום של ה-
mrna
לא יהיה יותר
ejc
אז זה אומר שזה הקודון סיום האמיתי, אם עדיין יש
ejc
זה אומר שזה לא קודון סיום האמיתי
ו-
mrna
יעבור דגרדציה עי
Upf
ובנוסף המרחק שעובר מ-
ejc
לקודום סיום
מה התפקיד של
nmr
לאבולוציה?
- מאפשרת למולקולות
mrna
חדשות להתבטא רק במידה והם יתנו חלבון אורך מלא
- חיונית למע חיסון
- למנוע מחלות גנטיות
מה הוא המנגנון של חלבוני ה-
g?
חלבוני
G
הם חלבונים שנעים ממצב פעיל קושר
GTP
למצב לא פעיל קושר
GDP
איך קוראים לחלבונים הרגולטורים שמבקרים את הקישור של חלבון ה-
g
ל-gtp?
GEF ו-GAP
מה עושה חלבון
gef?
קשירה של
gtp
חדש
מה עושה חלבון
gap?
חלבוני
GAP
גורמים להידרוליזה שהיא בד”כ פעילות אינטרינזית בחלבון
ה-G
איזה חלבון מכירים שמשתמש ב-
gef
וב-
gap?
חלבון ras
החלבונים מתחילים להתפקל לפני שהתרגום נגמר נכון/לא נכון
נכון
למה חייבים החלבונים להתקפל לפני שהם מתחילים להיות פעילים?
למבנה הנאטיבי שלהם
האם אינטראקציה כמו גליקוזילציה מובילה את החלבון למבנה הסופי שלו ?
כן
אילו מודיפיקציות קוולנטיות הן הנפוצות ביותר לחלבונים?
גליקוזילציות
ופוספורליציות
היכן מצוי המידע לכל קיפול חלבון? והמידע למודיפיקציות שלו?
המידע מצוי ברצף ח”א שלו
Molten globule
דומיין שמתקפל בעצמו יעבור קיפול תוך שניות למבנה שמכיל את המבנים השניוניים שלו
מבנה זה, שהוא גמיש, דינמי, ונוצר במהירות, משמש עבור חלבונים רבים , כשלב ביניים המהווה נקודת התחלה לתהליך איטי יותר שכולל שינויים והתאמות המבוצעות באופן איטי יחסית על שרשראות ה-אר המאפשר את קבלת המבנה השלישוני הסופי.
מתי הקצה הקרבוקסילי מסיים את הקיפול?
הקצה הקרבוקסילי מסיים את הקיפול רק לאחר שהחלבון עוזב את הריבוזום.
איך זה נקרא?

צורת ה-
molten globule
מה המטרה של צ’אפרונים?
למנוע מחלבונים להגיע למצב בו הם ב”כלואים מבחינה קינטית”, כלומר נמצאים במצב שהינו יציב למחצה המונע מהם, או מעכב אותם, להגיע למצב היציב ביותר שהינו גם המצב הנאטיבי.
מה המנגנון של הצ’פרונים?
וי של אזורים הידרופוביים חשופים, אשר במצב תקין היו אמורים להיות בחלק הפנימי של החלבון, ומונע מהם לעבור אגרגציה בלתי הפיכה.
מדוע קויים הצ’פרונים
HSP?
מאחר והסינתזה שלהם עצמם עולה באופן דרמטי כאשר משרים את התאים בטמפרטורה גבוהה, למשל 42 מעלות צלזיוס.
היכן קיימים
Hsp70?
ציטוזול מיטוכונדריה ו-er
במה מלווים ה-
hsp 70
ב-
hsp
40
מה התפקיד של
Nef
ב-hsp70?
כאשר חלבני
Hsp40
יעזבו, תתאפשר החלפת
ADP
ישן ב ATP
חדש על ידי פקטור
NEF
מה שיבויל לירידה באפיניות ושחרור חלבון המטרה - בשלב זה יש לחלבון המטרה זמן והזדמנות להתקפל למצבו הנאטיבי.
מה זה צ’אפרונין?
hsp 60
מה הוא התהליך של
hsp 60?
בכניסה למבנה החבית, החלבון נלכד דרך כניסה הידרופובית. לפעמים הקשירה הראשונית הזו מסייעת לפתוח חלבון לא מקופל.
לאחר מכן הוא משתחרר אל תוך החבית הזו, המרופדת במשטחים הידרופיליים.
החבית נסגרת בעזרת מכסה, צעד הדורש קשירת
atp
כעת, החלבון נמצא בסביבה מבודדת והוא יכול לתקפל למבנה הסופי שלו ביחידות, מבלי שחלבונים אחרים בסביבה יפריעו לו.
לאחר כ-10 שניות מתבצעת הידרוליזה למולקולת
ה- ATP,
המכסה נפתח והחלבון יכול לצאת החוצה, בין אם הוא מקופל כראוי או לא.
נציין כי רק חצי ממבנה החבית הסימטרית פועל על חלבון בכל פעם.
איך נקרא צ’אפרונין במיטוגונדריה?
בציטוזול של
בחולייתנים ?
ובחיידקים?
hsp 60
TCP1
groel
האם יש עוד סוגים צ’פרונים? צ’פרונינים? חוץ
מ-hsp70
ו-60
כן
מה קורה אם אנחנו לא מצליחים לקפל את החלבון כמו שצריך למרות הצ’פרונם והצ’פרונינים?
החלבון נשלח לפרוטאיזום
איך קוראים למכונה להשמדת חלבונים?
פרוטיאוזום
נכון או לא נכון:
כדי שחלבון יגיע למכונת השמדת חלבונים אין צורך שיהיה מסומן
לא נכון
האם הצפרונים מתחרים עם הסימון חלבון לפרוטיאוזום ?
כן
כיצד יוביקוויטין נקשר לחלבון?
הקצה הקרבוקסילי של החלבון נקשר לליזין שנמצא בחלבון ויוצר קשר איזופפטידי
כיצד יוביקוויטים מבקר חלבונים ?
בצורה שהיא קוולנטית
מה זה פולייוביקווינטציה?
לפירוק בפרוטיאוזום
הצורה העיקרית של שימוש ביוביקוויטין היא הוספת שרשראות
פולייוביקוויטין כך שברגע שיוביקוויטין נקשר לחלבון המטרה, כל מולקולות היוביקוויטין שלאחר מכן נקשרות ל- ליזין 48 שעל היוביקוויטין הקודם בשרשרת. היוביקוויטין הראשון בשרשרת מחובר לשייר ליזין כלשהו על פני החלבון. צורה זו מכוונת את החלבון לפירוק בפרוטאוזום שם חלבון המטרה מתעכל לפפטידים קטנים. בחלק הבא נרחיב על תהליך זה.
פולייוביקווינציה שרשראות 36
לתיקון נזקי די אן איי
מולטייוביקוויטינציה
לאנדוציטוזה
מונויוביקוויטינציה
לבקרת היסטונים
כיצד קרויות המולקולות האחראיות ליוביקויטין
מולקולות E3
כיצד מזהות
E3
חלבונים פגומים?
לפי ח”א שהם הידרופובים וכל מיני רצפים
מה הוא תפקיד נוסף של מנגנונים פרוטאליטיים?
- לחסל חלבונים שלא סודרו היטב
- לתת לחלבונים נורמלים זמן חיים קצר בהתאם לצרכים של התא
איזה פעילות יש לפרוטיאוזום?
תריאונין פרוטאז
כיצד החלבונים מצליחים להתחמק מהפרוטיאוזום?
אלו שמצליחים להיות מקופלים אחרי מעט זמן יצילחו לחמוק מהפרוטיאוזום ואילו אלו שלא היו מקופולים לאורך זמן ארוך יסומנו
מהו הפרוטיאוזום?
רוטאוזום הוא קומפלקס חלבוני בהעתקים רבים (1% מהמסה החלבונית של התא) הן בציטוזול והן בגרעין ומשמש
כ ATP dependent protease.
הפרוטאוזום מעורב גם בבקרת איכות החלבונים
ב ER
, אך איננו מצוי בתוך
ה ER.
חלבונים ישלחו החוצה
מה ER
לדגרדציה בציטוזול בתהליך הקרוי
retrotranslocates,
אשר מבוצע על ידי חלבונים מיוחדים המזהים שחלבון טרי התקפל לא נכון או שלא התרכב לקומפלקס כפי שהיה אמור לעשות ב
ER .
ממה מורכב כל פרוטאוזום?
כל פרוטאוזום מורכב מצילינדר חלול מרכזי המכונה
20S core proteasome (בצהוב)
ומשני קומפלקסים המכונים
19S cap
בקצוות.
ממה מורכב
20s
פרוטיאוזום?
מורכב ממספר רב של יחידות המתארגנות למערום של 4 טבעות הפטמריות (=בעלות 7 מונומרים כל אחת). חלק מתת היחידות הללו הן פרוטאזות שהאתרים הפעילים שלהן פונים אל החלק הפנימי של הצילינדר, על מנת להרחיקם מהציטוזול.
מה הוא ה-19s
cap
וממה הוא מורכב?
Unfoldase -
מבנה טבעתי הבנוי מ-6 תת יחידות היוצרות תעלה שדרכה חלבון המטרה מושחל לליבת הפרוטאוזום. אנזים זה שייך למשפחת ה AAA-ATPase
המפורסמת, בני דודם של
DNA-helicases.
רצפטור ליוביקוויטין שאוחז בו בעת שחלבון המטרה מושחל פנימה לליבת הפרוטאוזום,
ubiquitin hydrolase
שחותך את היוביקוויטין כשחלבון המטרה מוכנס פנימה
כיצד מחולקת פעילות הפרוטיאוזום?
ה CAP
יאפשר זיהוי של החלבון שמיועד לדגרדציה ויפתח את המבנה המרחבי שלו תוך שימוש ב
ATP
, ואילו ה
-20s
יבצע את הדגרדציה.
כיצד מזהים את החלבון המיועד להריסה?
1.ראשית, לזהות את החלבון המיועד להריסה – פעולה זו נעשית על ידי סימון מקדים של חלבון המטרה המיועד לדגרדציה על ידי פולי-יוביקוויטילציה שלו, כלומר הצמדה של חלבוני יוביקוויטין קטנים, אחד אחרי השני (דרך ליזין 48 בחלבון היוביקווטין) ליצירת שרשרת המזוהה על ידי
Ubiquitin receptor
המצוי על
19s.
סימון חלבון המטרה על ידי שרשרת יוביקוויטין נעשה על ידי סט של שלושה אנזימים מיוחדים
E1, E2 ו E3
- לאחר הזיהוי יש לבצע הידרוליזה של שרשרת היוביקוויטין על ידי
Ubiquitin Hydrolase
המצוי גם הוא על תת היחידה
19s.
- פרימת המבנה המרחבי הקלוקל שהחלבון רכש והעברתו לליבת הפרוטאוזום כשרשרת ישרה חסרת מבנה מרחבי על ידי האנזים
unfoldase
המצוי על גבי תת היחידה 19s.
aaa-atpase
איזה סוג חלבון זה?
הקסאמרי
האם כל אחד מהמונומרים על
aaa-atpase
יודע לבצע atpase?
כן
מה מאפשרת הידרוליזה של
atp
ב-aaaatpase?
דירוליזה של ATP מאפשר משיכה פנימה של חלבון המטרה הודות לשינוי במבנה המרחבי של חלבון ה AAA.
מה מאפשר קישור של
atp
לאחר הידרוליזה
aaa-tpase?
מאפשר משיכה של הסובסטראט עמוק יותר לכיוון הליבה.
מה תוצרי הפירוק של חלבונים בפרוטיאוזום?
פפטידים קצרים
האם לפרוטיאוזום יש פרוססיביות ?
כן
כיצד מסמנים את החלבון המיועד לפירוק?
1.בשלב הראשון יש לאקטב את הקצה הקרבוקסילי של יוביקוויטין. זה נעשה ע”י אנזים
1E
הקרוי ubiquitin-activating enzyme
. הוא משתמש בהידרוליזת
ATP
כדי לחבר את יוביקוויטין לציסטאין של עצמו באמצעות קשר קוולנטי תיואסטרי (קשר עתיר אנרגיה). תגובה זו מתבצעת תוך יצירת תוצר ביניים קוולנטי:
AMP-ubiquitin.
- בשלב הבא
1E
נקשר לחלבון הקרוי
2E,
או ubiquitin-conjugating enzyme .
- 2E
פועל בשיתוף פעולה עם
3E, ubiquitin ligase: 3E
אוחז מצד אחד בחלבון המטרה ומצד שני
ב-E2
שעליו יושב היוביקוויטין.
בתמונה שבשקף –
E3
נקשר לרצף ספציפי בחלבוני המטרה המכונה
degron
וכך עוזר
ל-2E
ליצור שרשרת יוביקוויטינים על גבי ליזין, מה שיוביל לפירוק בפרוטאוזום. אולם יש יוביקוויטין ליגאזות שמזהות רצפים שונים ובכך מייעדות חלבונים תוך תאיים שונים לפירוק, לרוב בתגובה לאותות ספציפיים.

כמה אינזימי
e2
קיימים?
וקמה
e3
ישנם בערך 30 אנזימי
E2
דומים מבחינה מבנית ביונקים,
ומאות חלבוני E3
שונים היוצרים קומפלקסים עם אנזימים
E2 ספציפיים.
האם כל החלבונים המסומנים ביוביקוויטין ילגו לפרוטיאוזום?
אם לא אז לאן?
- במקרים מסוימים ובאופן דומה ניתן להצמיד גם קבוצות
SUMU
שהן
Small Ubiquitin-realted Modifier
, מולקולות חלבוניות קטנות ממשפחת היוביקוויטין הנקשרות באופן קוולנטי אך הפיך לחלבוני מטרה שונים ומסמנים את החלבונים למגוון רחב של מטרות.
- ברור לגמרי יש מגוון רחב של אנזימים מסוג
Ubiquitilating ו Deubiquitilating וכן
SUMOlating ו DeSUMolating
אילו שני דרכים ה-
e3
יכול למצוא את חלבון המטרה?
ודוגמא לכל אחד
דרך ראשונה – הפעלת
E3.
כל אחד ממאות חלבוני
E3
בתא עובר אקטיבציה המושרית על ידי סיגנאלים רבים, שמתנקזים לאחת מהדרכים הבאות:
- זרחון
E3
- שינוי אלוסטרי כתוצאה מקישור לליגנד
- שינוי אלוסטרי כתוצאה מקישור לתת יחידה חלבונית
למשל- הקומפלקס
APC\C
הוא
ubiquitin ligase.
לקראת סוף המיטוזה מתווספת לו עוד תת יחידה, המאפשרת את פירוק הציקלינים וחלבונים אחרים. על מנת שיעבור אינטרקציה עם היחידה הנוספת, הקרויה
cdc20
עליו לעבור זרחון.
דרך שניה –
הפעלת סיגנאל הדגרדציה על חלבון המטרה:
- זרחון באתר ספציפי החושף סיגנאל לפירוק
- חשיפה של סיגאל דגרדציה ע”י ניתוק מבוקר של יחידה חלבונית
- ביקוע של הקצה האמיני חושף אתר שמערכת היוביקוויטין יודעת לזהות ולסמן – דרך עוצמתית ליצירת סיגנאלים לפירוק נוצרת ע”י ביקוע של קשר פפטידי יחיד בתנאי שהוא יוצר קצה
N
חדש שכאמור
E3
מזהה.
כמה מהחלבונים בגוף עוברים אצטילציה בקצה ה- n
שלהם?
ועי מי השינוי שלהם מוכר?
עי 3
e
בפרוטאיזום
80 אחוז
אם אותה האצטילציה נקברת בתוך בחלבון אז אי 3 לא יצליח לזהות אותו
scf
יוביקוויטין ליגאז
איזה סוג זה
scf
ומה הוא עושה?
הוא קומפלקס חלבוני מסוג
E3,
הקושר ומבצע פולי-יוביקוויטילציה לחלבוני מטרה שונים בזמינים שונים במחזור התא (וגם מעורב בתפקידים שאינם קשורים למחזור התא).
מבנהו בצורת ה-
C
נוצר הודות לתת יחידות של 5 חלבונים, שהגדולה בהן משמשת כפיגום עליו בנוי שאר הקומפלקס.
מה יש בצדדים של ה-
scf?
בקצה אחד של מבנה
ה-C
נמצא אנזים
E2
מצומד ליוביקוויטין. בקצה השני, הקרוי
binding arm
במרחק של 5 נ”מ, נמצא אחד מחלבוני
ה -F-box protein.
האם כל חלבוני ה-
fbox
הם אותו הדבר?
לא, הם יכולים להיות שונים ולהיקשר לאתרים שונים
למה חלבון המטרה נקשר כאשר הוא מגיע ל-
scf?
כאשר הקומפלקס מופעל,
ה- F-box
נקשר לאתר ספציפי בחלבון מטרה, ומציב את החלבון באופן כזה שחלק משיירי
ה-R
של הליזינים שלו נוגעים
ב-2E
היכן היוביקוויטין הראשון מונח ב-
scf?
על גבי ליזין בחלבון המטרה
כיצד ה-
fbox
בדרך כלל מזהות חלבוני מטרה?
עי זרחון
האם מה שיש בו
cullin
יכול להיהפך ל-
scf ?
כן
האם ניתן לשלוט בסינטזה ופירוק של חלבון ?
כן
מי מהברים לא נקשר קוולנטית ליוביקוויטין?
e1
e2
e3
e3
מה היתרון של scf
הוא חלבון מודולארי
which means
f-box
יכול להשתנות ולהשפיע על כמה חלבונים
האם
hsp 70
פועלים עוד לפני שהחלבון סיים שם בריבוזום?
כן
מה היה קודם
rna
או
dna?
rna
האם וירוסים יכולים להפוך גנום מ-
rna
ל-די אן איי
כן
האם ל-
rna
יש פעילות קטליטית?
כן
מה מאמצות
rna
לרוב
כשיש להם פעילות קטליטית?
ומדוע?
יון מתכתי
כי זה עוזר להם להתגבר על הבעיה בוריאבליות
מה הריבוזימים צריכים להכיר?
בדומה לחלבונים, הריבוזימים צריכים להכיר את הסובסטראט וזרז ריאקציה, פעמים רבות חיתוך, לאחר מכן לשחרר את התוצר החוצה
האם ניתן לייצר ריבוזימים
Invitro?
כן
Viroid
אלו הן מולקולות
RNA
אינפקטיביות המדביקות בעיקר צמחים ומגלות פעילות קטליטית וגם יכולת קידוד גנומית.
מה הצליחו חוקרים בשיטת
sellex?
חוקרים הצליחו לעשות ריבוזימים שונים כמו קינאז
כיצד חוקרים הצליחו ליצור קינאז
מ-
rna?
1.החוקרים לקחו מולקולות
DNA
דו גדיליות עם רצפים אקראיים.
- שעתוק על ידי רנ”א פולימראז הוביל ליציר מולקולות
RNA
חד גדיליות שהתקפלו למבנים מרחביים.
- הוסיפו חוקרים
ATP
אשר פוספאט גמא שלו מכיל קבוצת סולפור רדיואקטיבית שתאפשר להם לעקוב אחרי תהליכי זרחון.
4.רק מעטים ממולקולות
ה RNA
גילו פעילות של אוטו-פוספורילציה.
כעת החוקרים השתמשו בקולונה היודעת להפריד מולקולות מזורחנות מלא מוזרחנות. כך בעצם הצליחו לבודד רק את מולקולות ה-
RNA
בעלי הפעילות האוטו-קטליטית, ומהשאר נפטרו.
5.לאחר שביצעו אלוציה והוציאו את
ה- RNA
שעבר אוטופוספורילציה, הם ניתקו את קבוצת הפוספאט על ידי הידרוליזה.
לאחר שקיבלנו מולקולת
RNA
בעלת פעילות אוטוקטליטית הם ביצעו רוורס טרנסקריפציה (תהליך שמכניס מוטציות) ויצרו מולקולת
DNA
דו גדילית.
בהמשך מולקולות אלו עברו שעתוק (בדרך שמכניסה מוטציות גם כן) ובעצם חזרו על התהליך כשבכל מחזור הם הרחיבו את הסלקציה.
אילו שתי בעיות ניתן למצוא בריבוזימים לעומת חלבונים?
- לריבוזימים יותר קשה לקשור סובסטראטים הידרופוביים
- צריכים לזכור שיש רק ארבעה
rna
לעומת הרבה מאוד חלבונים
האם אפשר להוכיח
In vitro
כי ה-rna
יכול לשכפל את עצמו
נכון
מה הן ההוכחות שה-
rna
קדם
ל-dna?
הסוכר – ריבוז הוא סוכר פשוט שניתן ליצרו מפורמל-דהיד בעוד שדה-אוקסי ריבוז הוא סוכר הרבה יותר מורכב.
עדויות על הימצאו
RNA
קיימות עוד לפני הימצאות
DNA.
הבסיס טימין – הוא גרסה מסובכת שעבר מודיפיקציות של
U.
המבנה הדו גדילי של
DNA
הוא הרבה יותר מורכב מהמבנים החד גדיליים של
RNA.