struktura DNA i interakcija s proteinima

Question 1

što je na 5’ kraju DNA?

Answer 1

fosfatna skupina

Question 2

što je na 3’ kraju DNA

Answer 2

0H skupina

Question 3

odnos ravnina nukl. baza i deoksiriboze

Answer 3

ravnina nukleinskih baza postavljena je približno
okomito na ravninu deoksiriboze

Question 4

Objasni strukturu DNA

Answer 4

DNA je dvostruka uzvojnica
 razmak između dva susjedna para
baza iznosi 0,34 nm
 jedan zavoj (okret) dvostruke uzvojnice
DNA dugačak je 10 pb (3,4 nm)
 promjer dvostruke uzvojnice DNA
iznosi ~2 nm
 dvolančana DNA ima veliki i mali utor
koji su definirani međusobnom
udaljenošću dviju antiparalelnih
okosnoca “šećer-fosfat”
⚫ manja udaljenost – mali utor
⚫ veća udaljenost – veliku utor

Question 5

Što je veliki, u što mali utor?

Answer 5

dvolančana DNA ima veliki i mali utor
koji su definirani međusobnom
udaljenošću dviju antiparalelnih
okosnoca “šećer-fosfat”
⚫ manja udaljenost – mali utor
⚫ veća udaljenost – veliku utor

Question 6

vrste DNA i malo objasni

Answer 6

A, B, Z
A- manji razmaci između 2 susjeda para baza i najveći
promjer uzvojnice, D uzv.
B- srednji razmak između 2 susjednih parova baza i srednji promjer uzvojnice, desna uzv.
Z - najveći razmak između 2 susjednih parova baza i najmanji promjer uzvojnice

Question 7

A - DNA in vivo

Answer 7

u djelomično dehidratiranim uzorcima
⚫ DNA na koju je specifično vezan neki protein
⚫ DNA/RNA-hibrid (transkripcija, replikacija)
⚫ dvolančana RNA

Question 8

Z- DNA in vivo

Answer 8

DNA u kojoj se u jednom lancu izmjenjuju purinske i
pirimidinske baze (najčešće CGCGCG, pogotovo kad
je C metiliran)
⚫ takvi sljedovi često se nalaze u promotorskim
regijama DNA
• regulacija ekspresije gena na nivou transkripcije
• postoje proteini koji imaju veliki afinitet za Z-DNA

Question 9

Objasni intralančano sparivanje nukleinskih kiselina

Answer 9

nastaje struktura ukosnice, sastoji se od peteljke, petlje, kvrge i unutarnje petlje
važno kod t-RNA

Question 10

Objasni denaturaciju DNA,i kako se prati?

Answer 10

razdvajanje komplementarnih lanaca DNA
⚫ povišenjem temperature
• spontana renaturacija postupnim snižavanjem temperature
⚫ povišenjem pH – zbog deprotoniranja NH-skupina (pH>11,3)
⚫ pomoću denaturirajućih sredstava (urea)
⚫ utjecaj udjela AT i GC parova baza
⚫ može se pratiti povećanjem apsorbancije elektromagnetskog
zračenja valne duljine 260 nm (ultraljubičasto svjetlo, UV)
• nukleinske baze najbolje apsorbiraju svjetlo valne duljine 260 nm
• apsorbancija ssDNA je ~40% veća od apsorbancije dsDNA

Question 11

krivulja den. DNA

Answer 11

A = log(Io/I)
A = apsorbancija
Io = intenzitet ulaznog svijetla
I = intenzitet izlaznog svijetla
Tm – temperatura kod koje je 50 %
DNA u jednolančanom obliku

Question 12

Šta je Tm i o čemu ovisi?

Answer 12

Tm – temperatura kod koje je 50 % DNA u jednolančanom obliku
ovisi o:
⚫ otapalu
⚫ ionskoj jakosti otopine
⚫ pH
⚫ duljini DNA
⚫ udjelu GC-parova baza

Question 13

Što su Co i t1/2

Answer 13

Co – koncentracija
nukleotida (mol/L)
t1/2 – vrijeme potrebno
za renaturaciju
50% DNA

Question 14

Koja se najbrže i najsporije renaturira i zas?
Cot1/2(DNA bakterije E. coli) = 9 mol s L-1
 Cot1/2(DNA bakteriofaga T4) = 0,3 mol s L-1
 Cot1/2(nerepetativna DNA goveđeg timusa) ~ 8.000 mol s L-1

Answer 14

DNA bakterije E. coli renaturira se 30 puta sporije nego DNA faga T4
 nerepetativna DNA goveđeg timusa renaturira se oko 890 puta sporije nego
DNA bakterije E. coli
 Co
t1/2 je u izravnoj korelaciji s veličinom i kompleksnošću genoma (u pb)
 za otopine jednake koncentracije DNA, koncentracija komplementarnih
fragmeneta smanjuje se s duljinom genoma – zato se fragmentirana DNA
manjih genoma (manje kompleksnosti, više repetitivne DNA) brže renaturira

Question 15

Kako se vrši renaturacija DNA?

Answer 15

fragmentirana DNA denaturirana zagrijavanjem, a zatim ohlađena na temperaturu 25°C nižu od Tm

Question 16

Što su ponovljene sekvence i vrste?

Answer 16

ponovljeni sljedovi nukleotida u genomu
vrste ponovljenih sekvencija
⚫ uzastopno ponovljene sekvencije (u istoj ili obrnutoj orjentaciji, sa lili bez
razmaknice)
⚫ razbacane (dispergirane, raspršene) sekvencije

Question 17

Uzastopno ponovljene sekvence - vrste

Answer 17

satelitna DNA
• sateliti, minisateliti i mikrosateliti
• neki geni
• genske nakupine, genski klasteri, npr rDNA
(u kvascu S.cerevisiae 150 do 200 kopija)

Question 18

Ponovljene razbacane selevence - vrste

Answer 18

pokretni genetički elementi
⚫ pseudogeni
• neaktivni, mutirani homolozi postojećih gena
• ne eksprimiraju se i nemaju utjecaja na fenotip
⚫ neki geni (porodice gena)
• geni nastali duplikacijom i kasnijom diversifikacijom (zbog mutacija)
(npr geni za imunoglobuline)
⚫ neke satelitne sekvencije
• ponavljanja koje su istovremeno i uzastopna i dispergirana (raspršena)

Question 19

što je C- vrijednost?

Answer 19

količina DNA U stanici

Question 20

objasni paradoks c-vrijednosti?

Answer 20

srodne vrste mogu imati jako različitu c-vrijednost
a jako različite vrste mogu imati sličnu c-vrijednost jer
u većini slučajeva, količina DNA nije u korelaciji s:
• kompleksnošću strukture organizma
• evolucijskom razinom organizma
• brojem gena u genomu
c-vrijednost ne raste linearno s povečanjem broja gena
Čovjek ima 7 00x veći genom od E. coli, ali samo 7X više gena

Question 21

Osnova interakcija proteina i DNA , interakcije vrste i utori

Answer 21

Osnova interakcije
⚫ suprotan naboj DNA i proteina (pozitivno nabijeni aminokiselinski ostaci
lizina, arginina i protoniranog histidina)
 Specifične interakcije ostvaruju se zahvaljujući
⚫ Vodikovim mostovima
⚫ Hidrofobnim interakcijama
⚫ Van der Waalsove silama
 Veću ulogu ima veliki nego mali utor DNA

Zavojnica-okret-zavojnica (helix-turn-helix)
⚫ Leucinski zatvarač (leucine zipper)
⚫ Zavojnica-petlja-zavojnica (helix loop helix)
⚫ Cinkovi prsti (zinc fingers)
⚫ β nabrana ploča (β-sheet)

Question 22

Zavojnica-okret-zavojnica

Answer 22

u proteinima prokariota i eukariota
 C-terminalni heliks (žuto) igra važnu ulogu u prepoznavanju
specifične sekvence u velikom utoru DNA
 homodimerni proteini
 transkripcijski faktori

Question 23

Leucinski zatvarač

Answer 23

dva alfa-heliksa (žuto) povezana
interakcijama između pobočnih lanaca
hidrofobnih aminokiselina (najčešće
leucina na svakom 7. položaju)
 pozitivno nabijeni aminokiselinski
ostaci vežu se na DNA
 regulatorni proteini, transkripcijski
faktori

Question 24

Zavojnica-petlja-zavojnica

Answer 24

eukarioti (DNA vezujući proteini)
 motiv se sastoji od dva alfa-heliksa
⚫ kraći (žuto) koji stupa u interakciju s DNA i
dulji (narančasto) povezani fleksibilnom
petljom od 12 do 28 aminokiselina (crveno)
 mogu biti u obliku homodimera i
heterodimera (zahvaljujući inetarkciji dvaju
duljih alfa-heliksa
 bazični aminokiselinski ostaci dolaze u
kontakt s DNA
 transkripcijski faktori

Question 25

Cinkovi prsti

Answer 25

osnovni motiv se sastoji od kratke petlje (30 ak)
koja se oblikuje zbog veze između Zn2+ i četiri
cisteina ili 2 cisteina i 2 histidina
 atom Zn+2 (crveni kružić) ima strukturnu ulogu
 u kratkim razmacima je osnovni motiv
ponovljen 2 do 9 puta (energija vezanja ovisi o
broju ponavljanja)
 alfa-heliks (žuto) prepoznaje specifičnu
sekvencu u velikom utoru DNA
 transkripcijski faktori

Question 26

Beta nabrana ploča

Answer 26

antiparalelne ploče povezane s najmanje
dvije ili tri vodikove veze stupaju u kontakt s
DNA preko velikog i/ili malog utora
 metionin represor MetJ (veliki utor)
beta-nabrana ploča može biti paralelna ili antiparalelna (vodikovim vezama
mogu biti povezane i više od dvije regija polipeptidnog lanca

Question 27

Alfa heliks

Answer 27

alfa-heliks je desnokretna zavojnica (3,6 aminokiselinskih ostataka po zavoju),
a međusobno su povezane aminokiseline na 1. i 5., 2. i 6 ….. položaju , na svakom 4. položaju