Topologija i pakiranje DNA

Question 1

Čemu je jednaka duljina DNA?

Answer 1

Duljina DNA = broj parova baza x 0,34 nm ( razmak između parova baza)

Question 2

Kako nastaju super-zavoji, vrste ? Zavoji na linearnim fragmentima.

Answer 2

Nastaje 1 superzavoj zakretanjem 360°,2 za 720°. Desni zavoj_negativni a lijevi pozitivni
L = T+ W
U relaksiranom stanju: T=0, W=0, L=0
Vrste- plektonemski i toroidalni
na linearnim fragmentima nastaju samo- ako su oni pričvršćeni na oba kraja

Question 3

Što su L, T i W

Answer 3

Vezni broj (L)
⚫ stvarni broj zavoja u DNA bez super-zavoja
⚫ mjera napetosti u DNA bez super-zavoja
Stupanj zavijenosti/uvijenosti, odnosno broj zavoja (T) u relaksiranoj B-DNA
nije 0 jer DNA ima 1 zavoj svakih 10,4 pb.
⚫ Broj zavoja (T) u relaksiranoj DNA = (ukupni broj pb) / 10,4
⚫ T je uobičajeni broj zavoja u DNA bez napetosti i bez super-zavoja
Stupanj super-zavijenosti (W) je broj pozitivnih ili negativnih super-zavoja

Question 4

Što kad je L> T

Answer 4

tada DNA ima veći broj zavoja od uobičajenog broja
• ako DNA ima 2 zavoja više nego što je očekivano onda je:
ΔL = +2 i W = 2 (DNA ima 2 pozitivna/lijeva )

Question 5

Što had je L< T

Answer 5

tada DNA ima manji broj zavoja od uobičajenog broja
• ako DNA ima 2 zavoja manje nego što je očekivano onda je: ΔL = -2 i W = -2 (DNA ima 2 negativna/desna super-zavoja)

Question 6

T kod B - DNA

Answer 6

nije 0 jer DNA ima 1 zavoj svakih 10,4 pb
Broj zavoja (T) u relaksiranoj DNA = (ukupni broj pb) / 10,4

Question 7

gustoća super zavoja

Answer 7

sigma(σ) = ΔL / L0 = W / T

Question 8

kako je zavijena DNA u stanicama?

Answer 8

U satnicama je DNA najčešće
negativno super-zavijena
⚫ u negativno super-zavijenoj DNA
odvajanje lanaca DNA ne uzrokuje
nastajanje novih super-zavoja nego
odmatanje postojećih negativnih
super-zavoja
⚫ negativni super-zavoji olakšavaju
odvijanje bioloških procesa u kojima
je nužno odvajanje lanaca DNA
(replikacija i transkripcija)

Question 9

zašto je važna supezavijenost u DNA

Answer 9

Super-zavijenost DNA ima utjecaj
na ekspresiju gena, bitna je za
genetičku rekombinaciju i
kondenzaciju (pakiranje) DNA
tijekom staničnog ciklusa

Question 10

Što su DNA - topoizomeraze?

Answer 10

Enzimi koji mijenjaju topologiju DNA (super-zavijanje, super-namatanje,
super-uvijanje DNA), a postoje dvije vrste
Tip I. i tip ll.

Question 11

Topoizomeraze tip l.

Answer 11

Presijecaju, režu jedan lanac DNA
Ne trebaju ATP
Monomerni protein
Otpuštaju pozitivne i negativne superzavoje
Mijenjaju W za 1 M “

Question 12

Topoizomenaze tip II.

Answer 12

Presijecaju, režu oba lanca DNA
Trebaju ATP
Imaju dvije 2 alfa i 2 beta podjedinice
Mogu relaksirati i pozitivno i negativno
super-zavijenu DNA
Mijenjaju W za 2

Question 13

Topoizomeraze u bakterija?

Answer 13

Topoizomeraze tip II: u bakterijama omogućuju odvajanje kromosoma (kružni)
nakon replikacije i prije stanične diobe – dekatenacija
⚫ DNA giraza: esencijalna u bakterijama - jedine topoizomeraze koje mogu
uvesti negativne super-zavoje u relaksiranu ili pozitivno super-zavijenu DNA
(bakterije imaju negativno super-zavijene plazmide i kromosome)

Question 14

Objasni Kondenzacija i pakiranje DNA (genoma)

Answer 14

omogućeno je superuvijanjem/superzavijenjem DNA
 omogućava da genom stane u stanicu, organel ili virusnu česticu
 utječe na razinu ekspresije DNA na nivou transkripcije

Question 15

Pakiranje DNA – virus mozaične bolesti duhana (TMV)

Answer 15

omotač se sastoji od 2.130 molekula proteina složenih
u obliku uzvojnice
 unutar omotača (proteinske uzvojnica) nalazi se jednolanačana RNA (6.390 nt) također u obliku uzvojnice
 spontano sklapanje virusne čestice tako da jedna molekula proteina stupa u interakciju s tri nukleotida

Question 16

Bakterijski kromosom - nukleoid

Answer 16

Genetički materijal je dsDNA
 Najčešće jedna kružna molekula DNA (može imati i plazmide)
 Organiziran u nukleoid koji zauzima oko 1/3 citoplazme
⚫ 80% DNA, 20% proteini i RNA
 Sadrži bazične, pozitivno nabijene proteine slične histonima
⚫ nucleoid associated proteins (NAPs ): HNS, HU, Fis , IHF i StpA
 DNA sadrži specifične raspršene ponovljene sekvence
⚫ Bacterial Interspersed Mosaic Elements (BIME)
 Genom (DNA) E.coli se sastoji od oko 100 domena veličine oko 40 kb

Question 17

Bakterijski kromosom- pakiranje

Answer 17

Pozitivno nabijeni proteini slični histonima
⚫ nucleoid associated proteins (NAPs ):
• savijaju DNA (IHF, FIS, HU)
• namotavaju DNA (HU)
• ukrućuju i povezuju DNA (H-NS)

Question 18

Opiši sastav Eukariotskog kromosoma

Answer 18

Eukariotski kromosom sadrži oko:
⚫ ~1/3 RNA
⚫ ~1/3 histonskih proteina
⚫ ~1/3 nehistonskih proteina
⚫ do 10% DNA

Question 19

Pakiranje genoma eukariota

Answer 19

Nukleosom-Osnovna strukturna jedinica kromatina=146 oko his. oktamera
⚫ Histonski oktamer: 2 x (H2A, H2B, H3, H4)
⚫ Na histonski oktamer namotano je 146 pb DNA (1,65 negativnih super-zavoja)
⚫ Histon H1 – s vanjske strane nukleosoma, povezuje nukleosome,Omogućava stvaranje solenoida
promjera 30 nm (6 nukleosoma po zavoju
⚫ Dimenzije– valjak: promjer oko 11 nm; visina oko 6 nm I
Solenoid (solenoidno vlakno) se u obliku petlji veže za proteine kostura kromosoma

Question 20

Omjer pakiranja eukariotskih kromosoma

Answer 20

je omjer:
duljine nekondenzirane molekule DNA (kromosoma) i
duljine kondenzirane molekule DNA (kromosoma)

Question 21

Sastav kromatina

Answer 21

Eukromatin
⚫ područje aktivne transkripcije
⚫ kondenziran je samo tijekom mitoze
 Heterokromatin
⚫ Manje transkripcijski aktivan ili neaktivan
⚫ 5 do 10 puta kondenziraniji od eukromatina
⚫ konstitutivni - u području centromere i telomere, sadrži repetitivne sekvence, nikad se ne transkribira
⚫ fakultativni - može postati transkripcijski aktivan

Question 22

Što je epigenetika?

Answer 22

Epigenetika: - nasljedne ali i reverzibilne promjene (promjene koje se mogu
pojavit, ali mogu i nestati) koje nisu povezane s promjenom redoslijeda
nukleotida u DNA
- promjena razine ekspresije gena zbog kondenzacije kromatina