1.5'-TACTGCCTAGTCGGGCGTTCGCCTTAACGCGCTGTATT-3'
3'-ATGACGGATCAGCCCGCAAGCGGAATTGCGCGACATAA-5'
Podaj sekwencję pierwszych 15 nukleotydów mRNA z transkrypcji powyższego fragmentu DNA, nicią sensowną jest nić dolna
5'- AAUACAGCGCGUUA
2.Opisz elementy genomu
LINE – retrotranspozony zawierające gen pol i gag co umożliwia ich transkrypcję i intrgrację do genomu. Nie stwierdzono u nich genu int. Stanowią około 20% ludzkiego genomu. Mają ponad 5000 par zasad długości. Czasem powielają też inne sekwencje np. Alu. Jest ich około 500tys kopii. Wykorzystuje się je w genetycznym odcisku palców (RFLP)
SINE – krótkie sekwencje stanowiące około 12% ludzkiego genomu, które nie kodują funkcjonalnych białek, a do przemieszczania wykorzystują inne retrotranspozony np.. LINE Najbardziej rozpowszechnione SINE u naczelnych to sekwencje Alu.
Mikrosatelity – krótkie sekwencje powtarzające się, rozproszone po całym genomie, składające się z 1-6 nukleotydów powtarzających się od 5-100 x. Przypisuje się im działanie promotorów, udział w rekombinacji, wiązaniu enzymów replikacyjnych i kondensacji chromatyny.
3.Wymień czynniki wywołujące dwuniciowe pęknięcia nici DNA.
Wymień mechanizmy naprawy dwuniciowych pęknięć DNA.
utlenianie, alkilowanie, hydroliza, temperatura, promieniowanie jonizująze, związki chemiczne
NHEJ, naprawa rekombinacyjna, homologiczne łączenie końców
4.Deaminacja cytozyny jest stosunkowo częstą spontaniczną mutacją DNA.
Jakie są produkty tej mutacji w przypadku wysp CpG metylowanych, a jakie w niemetylowanych.
metylocytozyna – tymina
cytozyna – uracyl
5.Dlaczego odcinki telomerowe chromosomów ulegają skracaniu?
W jaki sposób telomery zachowują stałą długość w komórkach macierzystych?
Skracanie telomerów zachodzi bo:
Polimeraza DNA nie może wypełnić pustego miejsca po końcowym fragmencie okazaki na nici opóźnionej
struktura chromatyny telomerów uniemożliwia ich replikację – TRF1 – odpowiada za wypętlanie i zapobieganie dołączania telomerazy, TRF2 – odpowiada za stabilizację sekwencji, które nie wymagają wydłużania lub skracania 3' końca podczas replikacji.
końce chromosomów są degradowane przez egzonukleazy
nie posiadają specyficznej odwrotnej transkryptazy
6.Jeśli w równaniu
ΔG = ΔH – TΔS
ΔH>0
Określ wartości energii G dla substratów i produktów oraz ΔG dla równania Gibbs’a.
reakcja endotermiczna bo delta H>0, energia wiązań produktów wyższa od wiązań substratów
delta G dla równania gibsa przyjmie wartość dodaatnią co oznacza że reakcja nie zajdzie spontanicznie, chyba że będzie wysoka entropia.
7.Dlaczego reakcja : fosfoenolopirogronian + ATP + P -> pirogronian + ATP
jest nieodwracalna w warunkach fizjologicznych
Fosfonolopirogronian charakteryzuje się wysoką wartością energii uwalnianej z hydrolizy wiązań fosforanowych (14,8 Kcal/mol). Jest ona znacznie wyższa niż z hydrolizy ATP do ADP (7,3 Kcal.mol). Energia z ATP nie jest w stanie „zrekompensować” zużytej energii z fosfoenolopirogronianu.
15. Funkcja dystrofiny w komórce mięśniowej
Dystrofina to białko strukturalne komórki mięśniowej, łączące cytoszkielet (przez wiązanie się z aktyną) z kompleksem glikoproteinowym znajdującym się w błonie komórkowej. Obecność dystrofiny nie pozwala na rozpad tego kompleksu, który stabilizuje błonę komórkową i wpływa na jej przepuszczalność. Mutacje w tym genie powodują dystrofię mięśniową Duchenne'a i dystrofię mięśniową Beckera.
Reakcja akonitazy cytozolowej i jej znaczenie.
Jaka jest rola akonitazy cytozolowej w regulacji gospodarki jonami żelaza.
Akonitaza (IRE-BP) ma wpływ na syntezę ferrytyny i receptora transferynowego oraz może regulować ekspresję mRNA innych enzymów ściśle związanych z gospodarką żelaza. W przypadku nadmiaru żelaza akonitaza odłącza się od ferrytyny (białka magazynujące żelazo w komórce) umożliwiając translację tego białka. Natomiast gdy mamy brak żelaza akonitaza wiąże się z mRNA ferrytyny blokując translację oraz wiąże się do mRNA receptora transferryny stabilizując proces jego translacji. Ponadto nadmiar żelaza powoduje odłączenie się akonitazy od mRNA receptora transferryny, powodując że to mRNA staje się niestabilne, więc jego degradacja jest przyspieszona.
13 Jaka jest rola mannozy w modyfikacji i segregacji białek.
Za pomocą mannozy dochodzi do glikozylacji sygnałowej, do aminokwasu Asn przyłącza się ufosforylowany kompleks oligosacharydu połaczonego z lipidem. Pod wpływem tej reakcji dochodzi do zmiany konformacji białka. Proces ten zachodzi na retikulum endoplazma tycznym.
10. W jaki sposób ligand może regulować funkcję represora transkrypcji operonu bakteryjnego?
Ligandem w operonie bakteryjnym może być laktoza bądź tryptofan. W przypadku braku laktozy w pożywce gen białka represorowego ulega ekspresji, wynikiem czego powstaje aktywne białko represorowe łączące się z operatorem, które blokuje transkrypcję. Jest to spowodowane niemożliwością połączenia się polimerazy RNA z promotorem. W przypadku, gdy laktoza znajdzie się w pożywce, następuje połączenie się jej z białkiem represorowym, powodując jego dezaktywację, odłączenie się od operatora i tym samym umożliwia to przyłączenie się polimerazy RNA do promotora, w wyniku czego może zajść transkrypcja genów.
W wyniku zbyt dużego stężenia tryptofanu, związek ten łączy się z pierwotnie nieaktywnym białkiem represorowym, powodując jego aktywację. Białko to łączy się z operatorem, uniemożliwiając przyłączenie się polimerazy RNA do promotora, w związku z czym następuje blokada transkrypcji.
11. Wrzeciono kariokinetyczne zbudowane jest z trzech rodzajów mikrotubul- kinetochorowych odpowiedzialnych za utrzymywanie chromosomów w płytce metafazowej, astralnych łączących centrosomy z białkami kory komórki oraz biegunowych, które zapewniają stabilność całego układu.
9.jaki jest mechanizm warunkujący, że translacja niektórych białek odbywa się na ER?
W procesie kierującym rybosom do siateczki śródplazmatycznej uczestniczy para białek: SRP, jest to cząstka rozpoznająca sygnał oraz jej receptor, heterodimer wbudowany w błonę ER. SRP rozpoznaje peptyd sygnałowy wynurzający się z rybosomu, wiąże go, a potem wiąże się ze swoim receptorem w błonie siateczki.
LUB
Na nowo powstałym łańcuchu polipeptydowym związanym z kompleksem mRNA-tRNA-rybosom sekwencja sygnałowa zostaje rozpoznana przez rybonukleoproteinę. W następstwie proces translacji zostaje tymczasowo zatrzymany. Nowo powstały kompleks, po przyłączeniu do rybosomu, przyłącza się do białkowego receptora rybonukleinoproteiny
Rybonukleoproteina rozpoznaje sekwencje sygnałową na nowo powstającym łańcuchu polipeptydowym który jest związany z kompleksem mRNA-tRNA-rybosom. W wyniku tego dochodzi do tymczasowego zastopowania procesu translacji. Po przyłączeniu do rybosomu nowo powstały kompleks przyłącza się do białkowego receptora SRP w błonie ER szorstkiego. Po odłączeniu białka SRP translacja zostaje wznowiona a powstający polipeptyd wnika do wnętrza retikulumpoprzez translokator błonowy.
14 Na czym polega zasada toleracji w oddziaływaniu kodon-antykodon w czasie translacji
Zgodnie z zasadą tolerancji zawsze musi być zachowana jedynie zgodność pomiędzy dwoma pierwszymi nukleotydami kodonu i antykodonu. Na ostatniej pozycji kodonu dopuszczalne jest czasami wiązanie tRNA przez nukleotyd nie komplementarny.
15. na czym polega proces polimeryzacji i demolimeryzacji mikrotubul?
Komórka przez cały czas przebudowuje swoje mikrotubule, dodając do nich nowe cząsteczki tubuliny(polimeryzacja), albo odrywając tubulinę od mikrotubul ( depolimeryzacja). Te procesy są bardzo szybkie i dynamiczne, że pojedyncza mikrotubula "żyje" tylko 10 minut.
18.Na czym polega dynamika polimeryzacji białka prionu?
Odpowiedź:
Dynamika polimeryzacji Agregacja białek tworzących nieprawidłowe polimery jest przyczyną wielu patologi: -zmutowana hemoglobina w anemii sierpowatej -peptyd beta-amyloidu pochodzący z białka APP w chorobie Alzheimera -PRP (podjednostka prionu) nieprawidłowa agregacja w chorobie CREUTZFIELTA-Jacoba -różne białka w chorobach neurodegeneratywnych Agregacja patologiczna przypomina prawidłową polimeryzację, jednak jej kinetyka jest odmienna (aktyna,mikrotubule i zmutowana Hb, polimeryzują w ciągu kilku sekund białka prionowe i beta-amyloid polimeryzują przez lata). 20. Na czym polega mechanizm alternatywnego splicingu w determinacji płci u muszki owocowej
21. Na czym polega zasada toleracji w oddziaływaniu kodon-antykodon w czasie translacji
|
|---|
1. Jaka jest różnica w blokowaniu przejścia G1-S pomiędzy P16, P21 i P27
Działanie 3 białek p (p21,p7,p16) wpływają na kontrolę cyklu komórkowego w punkcie G1/S.. Białko p16 tworzy kompleks z CycD i kinazą CD4 powodując inaktywację. Po odłączeniu białka p16 od wyżej wymienionego kompleksu kinaza CD4 jest nadal połączona z CycD. Połączenie CD4z CycD jest aktywatorem reakcji rozpadu kompleksuRb+E2F, które są odgrywają role represorów transkrypcji białek wymaganych do syntezy DNA (są niezbędne do zajścia syntezy DNA). Jeśli ten kompleks nie występuje kompleks CycD i CD4 ulega rozpadowi co hamuje syntezę DNA. Po rozkładzie kompleksu Rb i E2F, spowodowanym fosforylacją Rb,powstają wolne białka Rb i E2F. E2F jest aktywatorem transkrypcji białek wymaganych do syntezy DNA. Białka p21/p27 mogą się przyłączyć do kompleksu CycD i CD4. Białko p27 blokuje aktywację G1/S-CDK i S-CDK w różnicujących się komórkach się, a p21 blokuje aktywację G1/S-CDK i S-CDK w wyniku uszkodzeń DNA w G1,(transkrypcja aktywowana przez p53).
5. Co odróżnia receptor ERBB2 od innych receptorów rodziny HER?
Rodzinę białek ERBB (Her) stanowią receptory zlokalizowane na błonie komórkowej. Mutacje w genach kodujących te białka powodują wiele nowotworów. Najczęstsze zmiany onkogenne to te które występują w białku ERBB2 (HER2) zwane receptorami sierocymi. Receptory ERBB2 odróżniają się od pozostałych receptorów jest to, że ERBB2 tworzy heterodimery z pozostałymi receptorami ERBB a ponadto nie mają zdolności wiązania liganda, podczas, gdy receptory HER są receptorami dla czynnika wzrostu naskórka.
3. Wymień etap cyklu i mechanizmy pierwszego i ostatniego punktu kontroli cyklu komórkowego.
1.Punkt kontroli G1 – START
2.Punkt kontroli metafazy – wyjście z fazy R
MPF jest podstawowym receptorem cyklu komórkowego, odpowiedzialny jest za regulację mitozy i mejozy. Cykl komórkowy ulec zatrzymaniu w fazie G1 poprzez białkowe inhibitory CDK. Gdy nastąpi uszkodzenie DNA.wzrasta ilość białka p53 i zachodzi jego aktywacja . Aktywne białko p53 zwiększa transkrypcję genu kodującego p21 – białko inhibitora CDK. Białko p53 wiąże się z kompleksami cyklina CDK fazy S aktywując je co powoduje zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G1. Punkt kontrolny w fazie M zapewnia, że wszystkie chromosomy są ułożone w płaszczyźnie równoległej do wrzeciona przed rozpoczęciem anafazy, podczas tej fazy chromosomy potomne rozdzielają się i przesuwają się do przeciwległych biegunów wrzeciona. Jeśli chromosomy nie są przyłączone do wrzeciona następuje zablokowanie w tym punkcie. Punkt kontroli wyjścia z fazy M zależy od APC, które jest aktywowane za pomocą M-CDK, natomiast hamuje je niesparowany chromosom.
4. Podaj trzy odmienne drogi zwiększające liczbę podziałów komórki powyżej limitu Hayflick'a
Limit Hayflick’a określa długość życia organizmu na podstawie możliwej liczby podziałów komórkowych i długości okresów między podziałami.
Powyżej limitu Hayflick’a mogą się dzielić: zmutowane komórki, które ulegają procesowi nowotworzenia i stały się nieśmiertelne, komórki macierzyste, komórki zawierające nieskracające się telomery.
2. Rola białka E2F w regulacji cyklu komórkowego i mechanizm jego aktywacji/dezaktywacji
E2F, to czynnik transkrypcyjny genów aktywnych w fazie G1/S i fazie S (S-cykliny, DNA polimerazy), które są niezbędne do syntezy DNA. Reguluje ekspresję genów zaangażowanych w przejcie G1/S, ale także genów kodujących białka kontrolujące replikację (MCM, cdc6) enzymów niezbędnych do syntezy białka.
7. Podaj antagonistyczne funkcje białek CAK, Wee1 i cdc25.
CAK, Wee1 i cdc25 są białkami kontroli cyklu komórkowego.
CAK jest fosfatazą aktywującą, aktywuje CDK poprzez fosforylację. Natomiast Wee1 jest jego antagonistą i jest odpowiedzialny za inhibicję CDK poprzez fosforylację. Cdc25 usuwa inhibitorową fosforylację CDK.
Aktywny kompleks Cdk-Cyklina z fosforanem aktywującym pod wpływem kinazy Wee1 przekształca się w kompleks nieaktywny za pomocą fosforanu inhibującego. Fosfataza Cdc25 umożliwia usunięcie fosforylacji powodując z powrotem aktywację kompleksu Cdk-Cyklina.
6. Różnice w błędach kontroli cyklu komórkowego w HNPCC, FAP i HDGS
W HNPCC dochodzi do mutacji w genie białka APC. W wyniku tego dochodzi do zaburzenia regulacji interakcji między komórką, a macierzą międzykomórkową (hamowanie kontaktowe).
FAP spowodowana jest mutacjami antyonkogenu APC.