Mutace a opravy DNA Flashcards
1
Q
Neopravená ss přerušení
A
- během replikace
- zastavení BC a oprava
- rozeznáváno ATR kinázou
- ss úseky obsadí RPA protein + sensing proteiny -> to rozezná ATR kináza -> aktivace ATR -> kaskáda fosforylace -> zastavení či spuštění opravných mechanismů DNA
- p53, Chk1 = klíčoví přenašeči signálu
- pokud je opravení příliš velké, může dojít k indukci apoptózy
2
Q
Neopravené ds zlomy
A
- rozeznává je MRN komplex -> ten je rozeznán multimerní ATM kinázou -> aktivace ATM kinázy -> fosforylace přenašečů p53, Chk2
3
Q
Příčiny ss/ds zlomů (5)
A
1) Virové enzymy
2) Oxidační poškození (masivní poškození, organismus nepřežije)
3) Záření:
- může být masivní, buňka může opravovat
- UV záření - pyrimidinové dimery (TT, TC dimery s cyklobutanovým kruhem), silná absorpce při 260 nm, zastavení replikační vidličky
- Gamma záření, rentgenové záření - ds zlomy, tvorba radikálů
4) Zablokovaná topoizomeráza
5) Restriktázy - typicky bakteriální enzymy
4
Q
Mutace v genu CCR5
A
- vyšší náchylnost k respiračním onemocněním
- rezistence proti viru HIV
5
Q
Poškození DNA - typy
A
- Chemické a fyzikální jevy
- Viry
- Genové, genomové, chromosomové (celková změna chromosomu)
- Missense - s chybným smyslem, změna kodonu pro AMK za kodon pro jinou AMK
- Silent
- Samesense - kódují stejnou AMK
- Nonsense - vznik STOP kodonu
- Suppressor - vznik surpesoru pro tuto mutaci ale jinde (vliv na všechny geny)
- Lethal
- Bodové (záměnové) - Tranzice (Pu -> Pu), transverze (Pu -> Pyr)
- Posunové - inzerce, delece
6
Q
Opravy DNA - Spontánní poškození DNA
A
- poškození chemickými a fyzikálními jevy
- např. reaktivní kyslíkové radikály (oxidační poškození), methylace DNA metabolity buňky
7
Q
Opravy DNA - Deaminace cytosinu
A
- vzniká URACIL
- C:G -> U:G (poměrně stabilní párování, ale ne jako ostatní)
- -> U se může přetočit do SYN polohy -> vyklonění U ven, distorze na DNA
BASE EXCISION REPAIR: - odštěpení U specifickou DNA glykosylázou, doplnění DNA ligázou
- skenují DNA a využívají base flipping
Eukaryota - CpG OSTROVY: - = místa s velkým obsahem CG párů
- velkou roli tu hraje C, ale zde evoluční tlak, aby tam C zůstal
8
Q
Opravy DNA - Modifikace nukleotidu reaktivní molekulou
A
- Methylace na konkrétních pozicích, např. na O6-oxomethylguaninu
- odstranění methylové skupiny methyltransferázou (sebevražedný enzym)
- nebo vyštěpení této oblasti z řetězce (Nucleotide excision repair)
9
Q
Opravy DNA - DNA alkyl transferázy
A
- Odstraňují poškození DNA
- oprava ss zlomu
- přímá oprava
- nevede k chybám
- i mimo replikaci
- oprava určitých typů alkylačních poškození DNA
- Bakterie a Eukaryota
- MGMT = sebevražedný enzym, přímý přenos alkylové skupiny na Cys ve vlastním centru -> degradace
10
Q
Opravy DNA - Fotoreaktivace
A
- Enzym DNA fotolyáza po osvětlení opraví Pyr dimery, využívá energie viditelného světla
- např. Oprava Pyr dimerů po UV záření
- oprava ss zlomů
- Přímá oprava
11
Q
Opravy DNA - Nucleotide excision repair
A
- skenuje se DNA a hledá se distorze (NE změna primární struktury!)
- RPA protein - stabilizuje vzniklou bublinu v DNA
- XP_ - geny byly objeveny v souvislosti s nemocí Xenoderma pigmentosum (XPA, XPB, XPC, XPD…)
- TFIIH - role v rozvíjení DNA při transkripci
- oprava ss zlomů
- nepřímá oprava
- nevede k chybám
- Bakterie, Eukaryota
BAKTERIE: - 4 proteiny
- UvrA, UVrB skenují DNA
- UvrA detekuje distorzi vlákna -> UvrB rozvine DNA v daném místě
- rekrutován UvrC -> štěpí vlákno
- UvrD (= helikáza) odstraní poškozený úsek
- DNA pol. I nasyntetizuje nový úsek
- DNA ligáza zaliguje
12
Q
Opravy DNA - Mismatch repair system
A
- Oprava chybně vložené báze, kterou neopravila DNA pol.
- kontrolní mechanismus replikace (+ exonukleázová aktivita DNA pol.)
- zvyšuje přesnost 100-1000x
- oprava ss poškození
- nepřímá oprava
- nevede k chybám
- během replikace DNA
- velmi konzervovaný systém, homology u všech organismů
- BAKTERIE - MutS (,,kleště’’) a MutL
- EUKARYOTA - MSH2/MSH6 a MLH1/PMS2
- MutS (MSH2/MSH6) rozpozná chybu na DNA -> interakce s dimerem MutL (MLH1/PMS2) -> tvorba klouzajícího prstýnku -> klouže tak dlouho, dokud nejde určit mateřské/dceřinné vlákno
- poškození v lagging strand -> exonukleáza -> DNA pol -> DNA ligáza
- G-BAKTERIE - speciální systém na rozpoznávání vláken
- obsazování GATC míst v OriC -> pokud je hemimethylované -> vazba MutH -> vazba MutS/MutL
13
Q
Opravy DNA - Homologní opravy
A
- Oprava ds zlomů
- nepřímá oprava
- může vést k chybám
- i mimo replikaci
- vyžaduje rekombinaci DNA
- využití v genovém inženýrství
- Eukaryota: MRN komplex, Rad51
- Bakterie: RecA
- RecA (Rad51) vytěsní RPA protein na ssDNA úseku a obsadí jedno vlákno -> to se vmezeří do homologní sekvence DNA -> homologní oprava
14
Q
Opravy DNA - NHEJ (Non-homologous end joining)
A
- Hlavní způsob oprav ds zlomů u vyšších eukaryot
- nepřímá oprava
- vede k chybám
- mimo replikaci
- EUKARYOTA: Dimer Ku proteinů rozezná ds zlomy -> vazba a stabilizace ds zlomů -> DNA nukleázy a DNA pol. + DNA ligázy
- BAKTERIE: LigD protein (dělá vše naráz)
- mutace v genech pro účastnící se proteiny -> dědičné, hl. imunodeficience
- tvorba mutací, delece, adice
15
Q
Alternativní mechanismy oprav ds zlomů - Alt-EJ
A
= Alternative end-joining
- endo-, exonukleázy -> úprava konců ds zlomů -> vazba RPA
- FEN1 endonukleáza, DNA pol., DNA ligáza
