Grupa 2

Funkcja genów jest nierozerwalnie związana ze strukturą dwóch rodzajów kwasów nukleinowych DNA i RNA. Powtarzającym się elementem struktury każdego z nich są nukleotydy. Każdy taki element zawiera cząsteczkę pentozy/aldopentozy (pięciowęglowego cukru) dla DNA jest to deoksyryboza dla RNA jest to ryboza. Kolejnym składnikiem jest zasada nukleinowa. Może to być jedna z dwóch puryn: adenina albo guanina albo jedna z trzech pirymidyn: cytozyna, tymina albo uracyl. Obok pięciu tzw kanonicznych zasad nukleinowych, w kwasach nukleinowych, szczególnie w RNA mogą występować nietypowe zasady, do których należą m.in. (proszę podać co najmniej trzy przykłady): inozyna, pseudourydyna i dihydrourydyna. Zasada nukleinowa połączona z cukrem tworzy nukleozyd a nukleozyd w połączeniu z fosforanem tworzy nukleotyd. Dwa sąsiednie nukleozydy w tej samej nici kwasu są połączone wiązaniem fosfodiestrowym. Zasady nukleinowe znajdujące się w dwóch różnych niciach DNA albo RNA są połączone dwoma lub trzema wiązaniami wodorowymi. Najbardziej typową formą DNA jest dwuniciowa cząsteczka o tzw. konformacji B ale DNA może także występować jako struktura A,Z/ duplex, triplex a nawet tetraplex. Proces rozplatania struktury dwuniciowej z utworzeniem dwóch pojedynczych nici nosi nazwę denaturacji i może być spowodowany ogrzewaniem do 94⁰C. W warunkach In vivo proces rozplatania cząsteczki DNA katalizuje enzym helikaza. Proces syntezy DNA to replikacja a proces syntezy RNA to transkypcja. Procesy syntezy kwasów nukleinowych katalizują polimerazy a procesy ich degradacji katalizują nukleazy. Do rozpoczęcia procesu syntezy DNA np. u bakterii potrzebna jest określona sekwencja nukleotydów w dwuniciowym DNA zwana miejscem ori oraz krótki oligonukleotyd syntezowany przez enzym o nazwie prymaza. Jest to polimeraza RNA a powstający oligonukleotyd określany jako starter jest fragmentem RNA. Proces syntezy bakteryjnego DNA katalizują dwie polimerazy: I i III. Każda z nich ma aktywność polimerazy i egzonukleazy. Aktywność egzonukleazy 3’ →5’ jest konieczna do usuwania źle włączonych nukleotydów. Dodatkowo polimeraza I ma aktywność egzonukleazy 5’→3’ niezbędną do wycinania starterów na nici opóźnionej. Proces replikacji może być przeprowadzony w warunkach In vitro. Jest wtedy katalizowany przez polimerazę Taq i nosi nazwę PCR. W procesie replikacji konieczną są także białka SSB oraz enzymy helikaza, holoenzym polimerazy II i topoizomeraza. Proces transkrypcji u bakterii i eukariontów odbywa się w różny sposób, ponieważ u eukariontów transkrypty podlegają wyłącznie procesom dojrzewania. Wspólną cechą transkrypcji u bakterii i eukariontów jest obecność fragmentu DNA, który musi być rozpoznany przez polimerazę RNA. Ta sekwencja regulatorowa nosi nazwę promotor. Proces dojrzewania RNA u eukariontów obejmuje dołączenie ogona poliA, dołączenie czapeczki do 5’ i splicing czyli wycinanie intronów oraz redagowanie polegające na zamianie jednej zasady nukleinowej w inną. W procesie splicingu introny w pre-mRNA wycinają się same, co wymaga tzw. katalitycznej właściwości RNA. Takie RNA nazywamy rybozymem. Innym przykładem tak działającego RNA jest cząsteczkarRNA, która ma aktywność peptydylotransferazową, czyli katalizuje syntezę wiązania peptydowego podczas translacji. Szczególnym rodzajem splicingu jest tzw. Splicing alternatywny w trakcie którego niektóre eksony są pomijane. Dzięki temu z jednego pre-mRNA mogą powstawać różne cząsteczki mRNA. Proces redagowania polega na deaminacji cytozyny do uracylu albo deaminacji adeniny do inozyny. W procesie translacji szczególną rolę odgrywa tRNA oraz enzymy, które dołączają aminokwas do jego 3’ końca. Enzymy te nazywają się syntetazy amino acylo tRNA. Kodony w matrycowym RNA są rozpoznawane przez odpowiednie antykodony w tRNA na zasadzie komplementarności oraz dzięki istnieniu zasady tolerancji. Zasada ta mówi, że antykodon jednej cząsteczki tRNA może rozpoznać więcej niż jeden kodon w mRNA, ponieważ pierwsza zasada antykodonu może rozpoznać więcej niż jedną zasadę w trzeciej pozycji kodonu. Jeśli pierwszą zasadą antykodonu jest inozyna, to taki antykodon może rozpoznać trzy różne kodony. Czasami introny podlegają działaniu specyficznych rybonukleaz jądrowych (np. DROSHA i PASHA), które razem z cytoplazmatyczną nukleazą DICER katalizują syntezę μRNA. Te małe cząsteczki RNA liczące 21-26 nukleotydów hamują proces translacji bo wiążą się z sekwencją 3’ UTR łańcucha mRNA albo wiążą się z otwartą ramką odczytu (ORF) i aktywują kompleks enzymatyczny RISC który degraduje mRNA. Proces ten nazywamy degradacją.

Grupa 1

Funkcja genów jest nierozerwalnie związana ze strukturą dwóch rodzajów kwasów nukleinowych ……i ….. Powtarzającym się elementem struktury każdego z nich są ……………… Każdy taki element zawiera cząsteczkę …………… (pięciowęglowego cukru) dla DNA jest to …………….. dla RNA jest to ………………. Kolejnym składnikiem jest zasada nukleinowa. Może to być jedna z dwóch puryn: …………….. albo ……………… albo jedna z trzech pirymidyn: ………………. ………………… albo ………………. Zasada nukleinowa w połączeniu z cukrem tworzy ………………….. a nukleozyd w połączeniu z fosforanem tworzy ……………….. Dwa sąsiednie nukleozydy w tej samej nici kwasu są połączone wiązaniem ……………….. Zasady nukleinowe znajdujące się w dwóch różnych niciach DNA albo RNA są połączone dwoma lub trzema wiązaniami ……………… Najbardziej typową formą DNA jest dwuniciowa cząsteczka o tzw. …………………. B ale DNA może także występować jako struktura ………………. ……………….. a nawet ……………….. Proces rozplatania struktury dwuniciowej z utworzeniem dwóch pojedynczych nici nosi nazwę ……………….. i może być spowodowany ogrzewaniem do 94⁰C. W warunkach In vivo proces rozplatania cząsteczki DNA katalizuje enzym ……………….. Obok pięciu tzw kanonicznych zasad nukleinowych, w kwasach nukleinowych, szczególnie w RNA mogą występować nietypowe zasady, do których należą m.in. (proszę podać co najmniej trzy przykłady): …………………. ……………… i ………………….. Proces syntezy DNA nosi nazwę …………………. a proces syntezy RNA nosi nazwę ……………….. Procesy syntezy kwasów nukleinowych katalizują ………………….. a procesy ich degradacji katalizują ………………….. Do rozpoczęcia procesu syntezy DNA np. u bakterii potrzebna jest określona sekwencja nukleotydów w dwuniciowym DNA zwana ……………………….. oraz krótki oligonukleotyd syntezowany przez enzym o nazwie …………………… Jest to ………………… RNA a powstający oligonukleotyd określany jako …………….. jest fragmentem…………….. Proces syntezy bakteryjnego DNA katalizują dwie polimerazy: …………. I …………… Każda z nich ma aktywność ………………. I ……………….. Aktywność ……………………. Jest konieczna do usuwania źle włączonych nukleotydów. Dodatkowo polimeraza I ma aktywność ………………… niezbędną do wycinania starterów na nici ………………… W procesie replikacji konieczną są także białka …………… oraz enzymy …………………….., …………………. i ………………….. Proces replikacji może być przeprowadzony w warunkach In vitro. Jest wtedy katalizowany przez polimerazę ……………. I nosi nazwę ………………… Proces transkrypcji u bakterii i eukariontów odbywa się w nieco różny sposób, ponieważ u eukariontów transkrypty podlegają procesom ……………….. Wspólną cechą transkrypcji u bakterii i eukariontów jest obecność fragmentu DNA, który musi być rozpoznany przez …………………. Ta sekwencja regulatorowa nosi nazwę …………………….. Proces dojrzewania RNA u eukariontów obejmuje ………………………. ………………………………. ………………………………… czyli wycinanie intronów oraz …………………………. polegające na zamianie jednej zasady nukleinowej w inną. W procesie splicingu introny w pre-mRNA wycinają się same co wymaga tzw. ………………….. właściwości RNA. Takie RNA nazywamy ………………… Innym przykładem tak działającego RNA jest cząsteczka ……………., która ma aktywność …………………………… czyli katalizuje syntezę wiązania peptydowego podczas translacji. Szczególnym rodzajem splicingu jest tzw. ……………………………………….. w trakcie którego niektóre ………………….. są pomijane. Dzięki temu z jednego pre-mRNA mogą powstawać różne cząsteczki mRNA. Proces redagowania polega na ………………… cytozyny do uracylu albo …………………. adeniny do ……………………. W wyniku tego procesu zmienia się pojedynczy kodon, który powoduje zmianę jednego aminokwasu. Czasami introny podlegają działaniu specyficznych rybonukleaz jądrowych (np. ………………… i …………………….), które razem z cytoplazmatyczną nukleazą ……………….. katalizują syntezę ……………….. Te małe cząsteczki RNA liczące ………………………… hamują proces translacji bo wiążą się z sekwencją ………………….. łańcucha mRNA albo wiążą się z ………………………………. (ORF) i aktywują kompleks enzymatyczny ………………… który degraduje mRNA. Proces ten nazywamy……………………………………….. W procesie translacji szczególną rolę odgrywa …………… oraz enzymy, które dołączają aminokwas do jego ……… końca. Enzymy te nazywają się …………......................... Kodony w matrycowym RNA są rozpoznawane przez odpowiednie antykodony w tRNA na zasadzie………………….. oraz dzięki istnieniu zasady ………………….. Zasada ta mówi, że …………………. jednej cząsteczki tRNA może rozpoznać więcej niż jeden kodon w mRNA, ponieważ ……………. zasada antykodonu może rozpoznać więcej niż jedną zasadę w trzeciej pozycji kodonu. Jeśli pierwszą zasadą antykodonu jest …………….., to taki antykodon może rozpoznać trzy różne kodony w mRNA.