Większość informacja genetyczna przechowywana jest na obydwu niciach, dzięki czemu strata informacji z jednej nici może zostać odtworzona na podstawie drugiej. Jednym z najlepiej poznanych mechanizmów naprawczych DNA jest usuwanie dimerów pirymidynowych, które powstają gdy DNA wystawiony jest na działanie światła ultrafioletowego. Sąsiadujące ze sobą w łąńcuchu DNA reszty pirymidynowe mogą zostac pod wpływem światła UV połączone wiązaniem kowalencyjnym.
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
Powstały dimer pirymidynowy zaburza strukturę ... helisy, co powoduje zablokowanie zarówno replikacji, a co za tym idzie ekspresji genu(transkrypcji i translacj) do czasu usunięcia tego uszkodzenia.
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
Innym systémem naprawy uszkodzeń DNA jest uruchomienie tzw. Odpowiedzi SOS, która zachodzi podczas rekombinacji homologicznej, gdzie rodzicielskie dupleksy DNA przylegają do siebie rejonami o podobných sekwencjach. A nowe cząsteckzi DNA powstają poprzez zerwanie a następnie przyłączenie homologicznych segmentów.
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
(Nacięcie skrzyżowanie połączenie przeusniecie się rozgałęzienia)
W rekombinacji homologicznej pośredniczy białko enzymatyczne aktywowane przez ATP, tzw. recA, które umożliwia jednoniciowemu DNAprzeszukiwanie dupleksu DNAw celu znalezienia identycznych lub podobných sekwencji. Po znalezieniu takich sekwencji to białko (recA) katalizuje wymiane nici w miejscu największej homologii. W warunkach fizjologicznych w komórce znajduje się kilkaset kopii tego białka. Po uszkodzeniu DNA dochodzi do gwałtownego jego wzrostu. Ponadto uszkodzenie DNA indukuje syntezę innych białek biorących udział w naprawie i ten systém nazywamy systémem SOS. W warunkach fizjologicznych białka naprawcze występują w niskich stężęniach. Ich syntéza blokowana jest przez inne białko tzw. lexA. Z kolei występowanie w komórce dużych ilości zmutowanego(jednoniciowego, mutancja na ob unie wystepuje a jak wystąpi to umieramy) DNA to ta sytuacja znosi represję białka lexA w stosunku do syntezy białek naprawczych i białko to ulega proteolizie(degradacji) i zaczyna się intensywna prosukcja białek naprawczych. Wiele chorób nowotworowych związanych jest nie z samymi mutacjami tylko z uszkodzeniami systemów naprawczych. Jeżeli te systémy działają sprawnie to uszkodzenia sa szybko usuwane.
Wrodzone zespoły nieprawidłowej naprawy DNA.
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
Czynniki wywołujące mutacje(mutageny)
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
Procesy teranskyrpcji i translacji są ze sobą nierozerwalnie zwiazane(oczywiście w procesie biosyntezy białka). Transkrypcja jets to proces syntezy RNA(każdego typu) na matrycy DNA. Enzymem odpowiedzialnym za syntezę RNA jest polimeraza RNA zależna od DNA. Polimeraza nazwa potoczna – nuklootydylotransferaza. Bakteryjna polimeraza wystepuje w postaci cząsteczki złożonej z 4 podjednostek. Dwie identyczne podjednostki alfa oraz beta beta prim, polimeraza ta zawiera takže dwa atomy cynku, natomiast rdzeń polimerazy posługuje się swoistym czynnikiem białkowym tzw. Czynnikiem sigma. Ten czynnik sigma u bakterii rozpoznaje i pomaga ... mocniej dołaczyć sie do sekwencji promotorowej na slkwencji DNA(promotor jest to miejsce przyczepu ...) bakteryjne polimerazy zawierają wiele czynników sigma z których każdy działa jako białko regulatorowe, które modyfikuje swoistośc rozpoznawania promotora polimerazay RNA. Komórki ssaków posiadaja liczne DNA zależne polimerazy, gdzie każda z tych polimeraz odpowiada za transkrypcję określonego RNA.
Polimeraza I (A) - katalizuje syntezę rRNA(28eS 5,8eS 18eS)
Polimeraza II (B) – heterogenny(olbrzymi) RNA, hn RNA mRNA, sn RNA, mi RNA
Polimeraza III (C) - tRNA, 5esRNA i niskocząsteczkowe jaderkowe rRNA, które oznacza sie podobnie sRNA oraz małe cytoplazmatyczne ScRNA.
Inicjacja transkrypcji
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
Najważniejsza trzecia częśc rysunku lewy dolny róg.
Proces transkrypcji obejmuje trzy etapy. Inicjację, elongację i terminację.
W etapie inicjacji musi dojśc do powstania kompleksu transkrypcyjnego, którego skład i strukturę własnie sobie narysowaliście.
W następuje związanie polimerazy RNA do matrycy w miejscu promotorowym. W inicjacji Następuje wówczas zmiana konformacji enzymu i wiązanie pierwszego zwykle purynowego nukleotydu do podjednostki beta – tak jest u procariota. Jeżeli nastapi przyłączenie jednego aminokwasu czy tam nukleotydu – inicjacja się konczy
elongacja – w obecności 4 różnych nukleotydów( wchodzacych w skład NA następuje przemieszczanie sie polimerazy do drugiej zasady na matrycy i tworzy się wiązania fosfodiestrowe pomiedzy tymi nukleotydami, oczywiście do Łańcucha RNA właczany jest określony nukleotyd, wyznaczony sekwencją nukleotydów na matrycy DNA.
Elongacja cząsteczki RNA biegnie równolegle do nici DNA w kierunku od 5‘ do 3‘ ?????
Terminacja syntezy RNA podobnie jak inicjacja wyznaczana jest odpowiednią sekwencją nukleotydów na matrycy. Sekwencja ta rozpoznawana jest przez białkowe czynniki terminacyjne. U bakterii jest to czynnik ro. Po ukończeniu syntezy w obecności innych bałekrdzeń polimerazy oddziela się od matrycy DNA. Oczywiście u eucariota proces ten jest bardziej skomplikowany i to co państwo malaowaliście to jest u eucariota.
Jakiś rysunek z minaka.
Istotnym zagadnieniem jest to w jaki sposób polimeraza rozpoznaje specyficzne miejsca inicjacji transkrypcji.(w transkrypcji tylko pewne odcinki są syntetyzowane, a w replikacji jest całość) U ~E. Coli jest około 2 tysiace genomy to około 4mln par zasad natomiast u człowieka miejsc inicjacji transkrypcji jest około 1000 tysiecy, a liczba par zasad ponad 3 miliardy. Polimera DNA zależna od może przeszukiwać sekwencje na matrycy DNA z prętkością 1000 par zasad na sekundę(do momentu znalezienia odpowiedniej sekwencji). Po odnalezieniu takiej sekwencji wiąże się z tą sekwencją i nazywamy ją sekwencję promotorową(promotorem). Znane sa takie sekwencje u baterii i sa to sekwencje tATAAT. Bramka Pribnowa leży 10 par zasad w lewo od transkrypcji. Olejna to TTGACA 35 par w lewo. Nie tylko region promotorowy jest niezbędny ale np. Taka ramka pribnowa jest regulacyjna. Ta są białka umożliwiajace przyłaczenie sie białka do promotora(u bakterii przyk…ad ze zdjecia). U eucariota jets to bardziej skomplikowane, bo dochodzi do tego regulacja hormonalna.
U eucariota podobna do pribnowa jets sekwencja TATA.
ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE ZDJĘCIE!!!11!!!ONEONE!!
Mutacja takiej sekwencji zmniejsza w dużej mierze aktywnośc promotorową i w konsekwemcji hamuje proces transkrypcji. Sekwencja ta występuje(TATA) prawie we wszystkich genach kodujących mRNA. Kaseta TATA. Sekwencja TATA jest niezbędna ale niewystarczajaca do pełnej aktywności promotora.
Ważną rolę w regulacji tego procesu(w regulacji inicjacji transkrypcji) odgrywaja różnego rodzaju białka wiążące się do sekwencji TATA.
Przykładem jest tutaj białko TTB(tataboks)?
białko o masie 30kilodaltonów, które znacznei rpzyspiesza proces inicjacji transkrypcji. Sekwencja TATA posiada zdolność wiązania tego białka jednocześnie po związaniu tego białka TTB nie dochodzi do wiazania inhibitorów procesu transkrypcji. Po związaniu tego białka dochodzi do przyłączania kolejnych aktywatorów inicjacji transkrypcji i sa to tzw. TF II e, TF II h, TF 2 j.
w genach eucariotycznych wystepuje jeszcze trzeci rodzaj sekwencji sygnaowych, są to tzw. Sekwencje wzmacniające, tzw. Enhasery, lbu wyciszajace sajlensery. Do tej sekwencji przyłaczane są aktywatory lub inhibitory(represory procesu transjrypcji) co determinuje szybkość tego procesu. Sekwencje takie mogą występować zarówno w górę jak i w gół(w lewo i prawo od regionu inicjacji transkrypcji) nawet od kilkuset do kilku tysiecy par zasad od regionu inicjacji transjrypcji.
Sekwencje wzmacniające odgrywają kluczową rolę w regulacji aktywności genów przez hormony steroidowe
Regulacja transkrypcji karboksylazy fosfoelnolopirogronianowej
ZDJĘCIE ZDJECIE ZDJECIE!!!ONE!!1!!ONE
Po procesie transkrypcji powstają prekursorowe formy kwasów nukleinowych(u eucariota) są nimi heterogenny RNA, preRNA rRNA(?) wszytskie kwasy jądrowe pełnią swoją funcję metaboliczną w cytoplaźmie, wiec muszą zostać tam przetransportowane, dlatego podlegają procesowi dojrzewaniaw jądrze. Proces dojrzewania ma na celu po pierwsze: tak zmodyfikowac te kwasy (chemicznie) alby mogły uczestniczyć w procesie translacji i po drugie: zabezpieczyć je przed możliwością uszkodzenia podczas pokonywania błony jądrowej. W okolicach błony jądrowej wystepuje duża aktywność enzymów nukleaz, które mogłyby uszkodzić kwasy RNA, szczególnie mRNA(mogłby go pociącią) i wówczas informacja, która była zawarta w DNA, nie była dokładnie przekazana do cytoplazmy....????£?!?!! (nie będzie to białko takie jak zapisane w genach)
Pierwotmnym transkryptem do synetzy jest obrzymi heterogenny RNA, który jest wierną kopią DNA. Z heterogennego RNA przy udziale nukleaz wycinane są sekwencje stanowiace prekursorowy mRNA, czyli pre RNA. DNA jest kwasem policistronowym zawierającym sekwencje kodujące(egzony) i niekudujące(introny)
Introny musza być usunięte w procesie dojrzewania.(bo w czasei tłumaczenia transjacji inaczej syntéza łańcucha polipeptydowego zachodzi ciągle, bez żadnych przerw, gdyby zostały przepisane introny, to były by przepisane fragmenty jak okazaki). Zanim dojdzie do wycięcia intronów(spliceing) mRNA ulega modyfikacją na swoich końcach. To jest jeszcze pre RNA. Na końcu 5‘ przyłączana jest czapeczka 7-metylogtp, napomiast na końcu 3‘ dołączany jest ogon poliA. Zachodzi reakcja poliadenylacji. Dołączenie od 150 do 200 nukelotydów adenylowych. Po co te procesy zachodzą, w jakim celu. Po pierwsze. Chronią DNA przed atakiem egzonukleaz, a czapeczka pomaga w przyłączeniu się mRNA do mniejszej podjednostki rybusomu(endonukleazy tną z zewnątrz) i teraz dochodzi do wycinania intronów. W procesie tym bierze udział niskocząsteczkowy jadrowy RNA. Tzw snRNA, który wyznacza miejsca wycinania intronów(pokazuje nukleazie gdzie ma ciachnąć). Po qwycięciu intornów egzony są ze soba łaczone przy udziale ligazy. I w ostatním etapie(zabezpieczone końce 5‘ i 3‘, środek niezabezpieczony mogłyby go pociać) dochodzi do zabezpieczenia mRNA przed endonukleázami. Dol ączane są do mRNA białka informoferowe i tworzy się informosor. W takiej formie mRNA opuszcza jądro komórkowe.