Sejtciklus, replikáció

Question 1

SEJTCIKLUS

Answer 1

Összehangoltan és szigorúan szabályozott folyamatok
összessége, amelyekkel a sejt biztosítja a genetikai
állománya, valamint az organellumok és
makromolekulák megduplázását, majd szegregációját.

Question 2

Statikus sejtek:

Answer 2

elveszítik osztódó képességüket

pl: idegsejt

Question 3

Expandáló sejtek:

Answer 3

valamilyen külső oknál fogva

képesek csak osztódni – sérülés

Question 4

Megújuló sejtek:

Answer 4

egész életükön át képesek

osztódni pl: őssejtek

Question 5

Sejtciklus szakaszai

Answer 5

G1 - A sejt funkciójának
megfelelően működik,
és/vagy felkészül a
replikációra (nyugalmi
szakasz)
S - A DNS megkketőződése
G2 - utószintézis fázisa, a
sejtosztódáshoz kellő
képletek alakulnak ki
(nyugalmi szakasz)
pl: centriolum
M: osztódási fázis - miózis, metózis
Statikus sejtek: G0

Question 6

G0

Answer 6

–Statikus sejtek ide kerülnek, és itt is maradnak
–Expandáló sejtek ide kerülnek, külső hatásra vissza
G1-be
– Megújuló sejtek nem kerülnek G0-ba

Question 7

24 órára vetítve az egyes szakaszok

Answer 7

Osztódási fázis: M - 1 óra
• Nyugalmi fázis = interfázis G0,G1,S,G2 - 23 óra
G1- 11 óra
S - 8 óra
G2 - 4 óra

Question 8

DNS szerkezete prokariótákban

Answer 8

• Cirkuláris

- Rövidebb

Question 9

DNS szerkezete prokariótákban

Answer 9

• Lineáris
• Hosszabb
• Nem egy molekula, hanem ahány kromatida van
  Ember: 23 pár (10 a kilencediken bázis)

Question 10

Replikáció problémái

Answer 10

• Sokszor:
• Gyorsan: 1000 nukleotid/ mp – (3600km/h)
• Pontosan: 1/ 100 000 000 hiba - 99%-át a sejt javítja,
  replikációnként 0-1 marad

Question 11

Irány

Answer 11

Mindig 5’-3’ irányban zajlik

Question 12

1. SZÁLELVÁLASZTÁS (iniciáció)

Answer 12

replikációs villa kialakul (a szálak elválasztásánál
kialakuló képlet)
Enzim: helikáz / topoizomeráz
Stabilizáló fehérjék megakadályozzák a visszacsavarodást.

Question 13

Replikációs origó

Answer 13

meghatározott szekvenciájú DNS szakasz,
melyet az enzim felismer.
Prokariótáknál 1 ilyen, eukariótáknál sok.

Question 14

2. PRIMER – SZINTÉZIS

Answer 14

A DNS termelő enzim (DNS-polimeráz) nem képes az
új szálat elkezdeni, ezért helyette a primáz (RNS

polimeráz) az origótól kezdve rövid szakaszon a DNS-
sel komplementer RNS szakaszt szintetizál (= primer).

• Innentől kezdve a DNS polimeráz már tudja folytatni a
láncot, és szintetizálni 5’-3’ irányba.

Question 15

DNS – SZINTÉZIS (elongáció)

Answer 15

a már megépített primerekhez kapcsolódva a DNS
polimeráz beépíti a megfelelő komplementer
nukleotidokat a templát (= minta) szálakhoz.
• egyik szálon folytonosan haladhat a szintézis, 5’-3’
irányban – ez a folytonos szál / vezető szál
• a másik szál irányultsága azonban ellentétes, itt 3’-5’
irányban haladna a szintézis*, ami nem lehetséges, –
ez a szakaszos szál / késlekedő szál
REPLIKÁCIÓ FOLYAMATA

* Vagy a teljes DNS molekulát szét
kellene csavarni, és az ellentétes
végén kezdeni a szakaszos szál
szintézisét. Nem biztonságos! Soha
nem csináljuk.

A polimerázok csak 5’-3’
irányban építenek

Question 16

DNS – SZINTÉZIS a késlekedő szálon:

Answer 16

Addig nyílik a replikációs villa amíg a késlekedő szálon
is megjelenik egy origo
• Itt is primer készül, de fordított irányba, mint a másik
szálon
• Itt is a DNS polimeráz folytatja a szintézist, fordított
irányba, egészen addig, amíg az előző primerig ér
• Ezután tovább nyílik a villa, míg új origó jelenik meg, és
megismétlődik a folyamat

Question 17

Okazaki fragmentumok

Answer 17

A két origo közötti rész a késlekedő szálon. RNS primer és DNS szakaszok

Question 18

HIBAJAVÍTÁS:

Answer 18

előfordul, hogy rossz nukleotid épül be a láncba
• az elsődleges javítást maga a DNS polimeráz III
végzi, kivágja a rossz nukleotidot és jót szintetizál a
helyére (így a hibák 99%-a kijavítódik)

Question 19

TERMINÁCIÓ

Answer 19

a DNS polimeráz I kivágja az RNS darabokat, és a
helyére, 5’-3’ irányba a templáttal komplementer
DNS-t szintetizál
• végül a ligáz enzim kapcsolja össze a darabokat,
foszfodiészter kötéssel, az előző nukleotid 5. C
atomján lévő foszfátcsoport OH-t a következő
nukleotid 3. C atom OH csoportjával

Question 20

Szemikonzervatív replikáció

Answer 20

félig megmaradó
• a kettős spirál két szála zipzárként kettéválik
• mindkét szál mintaként (templátként) szolgál egy új
szál szintéziséhez
• ennek során az eredeti szállal és egymással
megegyező szerkezetek jönnek létre
Az új molekulák egyik szála teljes egészében a régi, a

másik teljes egészében új.

Ennek igazolása a MESELSON-STAHL kísérlet.

Question 21

Meselson-Stahl kísérlet 3 elképzelhető megoldása

Answer 21

szemikonzervatív: mindkét molekula félig régi, félig új szálból
• konzervatív: egy csak régi, egy csak új szálakból álló molekula
• mozaikos: mindkét molekula tartalmaz régi és új komplementer
szakaszokat

Question 22

A MESELSON-STAHL KÍSÉRLET menete

Answer 22

kólibaktériumokat tenyésztettek 15N (nehéz nitrogén – 7 proton + 8
neutron) tápoldatban több generáción át, így a DNS nehezebbé
(sűrűbbé vált)
• átoltották a baktériumok egy részét normál, 14N-es tápoldatba
• az osztódó baktériumsejtek számát mérték
• egy osztódás után (amikor a sejtszám a duplájára nőtt) mintát
vettek, a sejteket elölték, izolálták a DNS-t, és meghatározták a
sűrűségét. Ugyanezt tették a második osztódást követően is.

Question 23

A Meselson-Stahl kísérlet eredménye

Answer 23

az első osztódás után csak közepes sűrűségű DNS-t
kaptak. Ez kizárta a konzervatív modellt, amely szerint 50-50%-ban
nehéz-DNS-t és normál-DNS-t kellett volna kapniuk. Az eredmény azonban
mind a szemikonzervatív, mind a mozaikos modellel összhangban volt.
a második osztódás után
50-50%-ban volt a
mintában közepes és
könnyű (normális sűrűségű),
DNS. Ez a szemikonzervatív
modellt igazolta, de a mozaikos
modellt kizárta, mert 50%-ban
megjelent az a forma, amelyben két,
tisztán 14N-es izotópot tartalmazó
lánc alkotott egy közös duplaszálú
DNS-t.
A mozaikos modell alapján mindig
homogén sűrűségű DNS-t kellett
volna izolálniuk, de annak sűrűsége
generációról generációra haladva
egyre jobban közelítette volna a
könnyű DNS normális sűrűségét.

Question 24

Eukarióta replikáció

Answer 24

több ponton kezdődik (több replikációs origó a szálban),
mindenhol felnyílik a kettős lánc
• sok replikációs villa alakul ki, amelyek folyamatosan
jobban és jobban felnyílnak
• végül a két új kész DNS kettős spirál teljesen elválik
egymástól

Question 25

Prokarióta replikáció

Answer 25

Egy origóból indul a szintézis, a replikációs villa
folyamatosan nyílik fel 2 irányba, míg a két új DNS
molekula elválik egymástól.

Question 26

DNS csomagolás célja az eukariótákban

Answer 26

• Helytakarékosság
• Védelem
  (Több, hierarchikus szinten)

Question 27

Nukleoszóma

Answer 27

a kettős hélix hiszton (magfehérje) komplexekre tekeredik,
komplexenként 2,5 fordulattal (146 bp) →
• gyöngyfüzérszerű szerkezet
• nukleoszómák között nukleáz-érzékeny helyek (1-80 bp)

Question 28

Szolenoid

Answer 28

a nukleoszómákra csavarodott
DNS helikálisan újra feltekeredik
(= kromatinfonal)
• ebben a formában a DNS
transzkripciósan nem aktív

Question 29

Kromoszóma

Answer 29

több lépésben újra
hajtogatódik, és fehérjékre
rögzül (= kondenzálódik) →
KROMOSZÓMA
DE! így csak az osztódást közvetlenül
megelőzően, már a replikáció után
néz ki! Ez így valójában 2 DNS
molekula!

Question 30

Mitózis

Answer 30

CÉLJA: az anyasejttel megegyező
kromoszómaszámú (pl.: diploidból diploid), azzal
tökéletesen egyforma genetikai tartalmú utódsejtek
létrehozása. (számtartó sejtosztódás)

• állati testi sejtek, növényi testi ÉS ivarsejtek !!!

Question 31

Profázis (előszakasz)

Answer 31

• A kromoszómák kondenzálódnak
• A sejtmaghátya felszívódik
• A sejtváz fehérjefonalaiból kialakul az osztódási orsó (sejtkp.)

Question 32

Metafázis (középszakasz)

Answer 32

• A kromoszómák a sejt középső síkjába (ekvatoriális) rendeződnek
• Befűződési pontjuknál kapcsolódnak az orsóhoz

Question 33

Anafázis (utószakasz)

Answer 33

• A testvérkromatidák a befűződési pontnál elválnak és az orsó a sejt ellentétes pólusaira húzza őket

Question 34

Telofázis (Végszakasz)

Answer 34

• Két új sejtmaghártya kialakul
• Az orsók eltűnnek
• Megkezdődik a sejtplazma kettéválása
  Végül: citokinézis, a két sejt fizikailag elválik egymsától

Question 35

Meiózis

Answer 35

CÉLJA: az eukarióta anyasejt kromoszómaszámának
(2n) felét tartalmazó (n), a genetikai információ
frissülését (szaporodás) szolgáló utódsejtek
létrehozása. (számfelező sejtosztódás)
• állati ivarsejtek, növényi spórák
• két főszakaszra, azon belül 4-4 szakaszra osztható

Question 36

I/1. Profázis (előszakasz)

Answer 36

– kromoszómák kondenzálódnak →
4 kromatidás rendszer
– átkereszteződés, rekombináció
– a sejtmaghártya feldarabolódik
– húzófonalak bekötődnek a
kromoszómákhoz

Question 37

REKOMBINÁCIÓ:

Answer 37

a homológ
kromoszómák közötti genetikai
anyag kicserélődés átkereszteződés (crossing over) következtében.

Question 38

Homológ kromoszómák

Answer 38

Azonos alakú és méretű kromoszómák ugyanazon tulajdonságokra vonatkozó géneket tartalmaznak egyforma sorrendben.

Question 39

allél

Answer 39

Az allél a kromoszóma egy adott lókuszán elhelyezkedő gén variációja. Példa rá több virágfaj színének változása virágzáskor. A folyamatot egy gén szabályozza, amelynek számos változata lehet, így fehér, piros színt eredményezve a virágban.