1. Model budowy DNA Watsona-Cricka.
1. Dwa helikalne łańcuchy polinukleotydowe oplatają wspólną oś. Łańcuchy biegną w
przeciwnych kierunkach.
2. Rdzeń cukrowo-fosforanowy biegnie na zewnątrz, a zasady purynowe i pirymidynowe są
zwrócone do wewnątrz helisy.
3. Płaszczyzny zasad są niemal prostopadłe do osi helisy, a odległość między sąsiednimi
zasadami wynosi 0,34 nm. Całkowity skręt helisy powtarza się co 3,4 nm. Na jeden skręt
helisy przypada 10 nukleotydów w każdym łańcuchu. Zasady są skręcone względem
siebie pod kątem 36°.
4. Średnica helisy wynosi 2 nm.

2. Puryny w DNA: adenina, guanina.
Puryny w RNA: adenina, guanina.
Pirymidyny w DNA: cytozyna, tymina.
Pirymidyny w RNA: cytozyna, uracyl.

Wiązania stabilizujące dwuniciową helisę DNA: wiązania wodorowe,
wiązania van der Waalsa, oddziaływania hydrofobowe.

3. Między kolejnymi nukleotydami w łańcuchu DNA występują wiązania fosfodiestrowe.

4. Adenina z tyminą – dwa wiązania wodorowe.
Guanina z cytozyną – trzy wiązania wodorowe.

5. Między zasadą azotową i cukrem występują wiązania N-glikozydowe.

6. Nukleozyd – jednostka składająca się z zasady połączonej z cukrem.
Nukleotyd – nukleozyd połączony wiązaniem estrowym z przynajmniej jedną grupą
fosforanową.
Plazmid – dodatkowa niewielka cząsteczka DNA w komórce bakteryjnej, replikująca się
niezależnie od chromosomu. Zawiera kilka genów, często warunkujących
odporność na antybiotyki. Wykorzystywany jako wektor w klonowaniu.
Replikacja – proces powstawania wiernych kopii kwasu nukleinowego.
Transkrypcja – synteza RNA na matrycy DNA.
Fragmenty Okazaki – krótkie fragmenty nowo syntetyzowanego DNA, które pojawiają
się przez krótki czas w sąsiedztwie widełek replikacyjnych.
Nukleoid = chromosom bakteryjny – kolista dwuniciową cząsteczka DNA w komórkach
prokariotycznych.
Nukleosom – kompleks utworzony przez DNA nawinięte na histony.
Histon – małe, bardzo silnie zasadowe białko, wchodzące w skład chromatyny.
Transdukcja – przeniesienie małych (do ok. 50 kb) segmentów DNA z dawcy do biorcy
za pośrednictwem bakteriofaga.
Transformacja – komórka biorcy pobiera ze środowiska fragmenty DNA pochodzące z
komórki dawcy, rzadko dłuższe niż 50 kb.

7. Rodzaje RNA i ich funkcje.
1. Informacyjny RNA (mRNA) – stanowi matrycę do syntezy białek, czyli translacji.
2. Transportujący RNA (tRNA) – przenosi zaktywowane aminokwasy do rybosomów,
gdzie dochodzi do ich połączenia się wiązaniami peptydowymi w kolejności określanej
przez matrycę mRNA. Dla każdego z 20 aminokwasów istnieje co najmniej jeden rodzaj
tRNA.
3. Rybosomowy RNA (rRNA) – główny składnik rybosomów, katalizuje syntezę białka.

Komórki eukariotyczne dodatkowo zawierają niskocząsteczkowe RNA:
4. Małe jądrowe RNA (snRNA) – biorą udział w usuwaniu intronów i łączeniu egzonów
RNA.
5. Mikro RNA (miRNA) – wiąże się do komplementarnych cząsteczek mRNA i hamuje ich
translację.
6. Małe interferencyjne RNA (siRNA) – wiąże się do mRNA i ułatwia jego degradację.
7. Niskocząsteczkowy RNA jest ważnym składnikiem cząstki rozpoznającej sygnał (SRP)
= cytoplazmatyczny kompleks zbudowany z białka i RNA – kieruje białka na zewnątrz
komórki lub do określonych przedziałów wewnątrzkomórkowych.
8. RNA jest składnikiem telomerazy – enzym odpowiadający za zachowanie telomerów
podczas replikacji DNA.

8. Różnice w budowie DNA i RNA:
- W DNA występuje deoksyryboza, a w RNA – ryboza.
Atom węgla 2’ deoksyrybozy nie ma związanego atomu tlenu, który znajduje się przy
atomie 2’ węgla rybozy.
- Tymina występuje tylko w DNA, a uracyl tylko w RNA.

9. Kod genetyczny – współzależność między sekwencją zasad w DNA a sekwencją
aminokwasów w białku.
Cechy kodu genetycznego:
1. Jeden aminokwas kodują trzy nukleotydy = kodon.
2. Kod genetyczny jest nienakładający się.
3. Kod genetyczny nie ma znaków przestankowych.
4. Kod genetyczny jest zdegenerowany.

10. Rola w replikacji.
Polimeraza DNA I – usuwa starter i wypełnia powstałe po jego usunięciu luki w nici
opóźnionej.
Polimeraza DNA II – naprawia DNA.
Polimeraza DNA III – główny enzym syntetyzujący DNA.
Helikaza – rozplata nici DNA, wykorzystując energię z hydrolizy ATP.
Gyraza = topoizomeraza II – wprowadza równocześnie prawostronne (ujemne)
superskręty, aby przeciwdziałać problemom topologicznym podczas replikacji
DNA.
Topoizomeraza I – odpowiada za relaksację struktur superhelikalnych.
Ligaza – enzym katalizujący tworzenie się wiązania fosfodiestrowego między grupą
3’-OH jednego końca nici DNA i grupą 5’-fosforanową na końcu drugiej nici.
„Skleja” pęknięcia jedynie w dwuniciowych cząsteczkach.
Prymaza = polimeraza RNA – syntetyzuje krótki fragment RNA, który jest
komplementarny do jednej z nici matrycy. Może rozpocząć syntezę bez
żadnego startera. Po zainicjowaniu syntezy DNA, krótki starter RNA jest
usuwany i zastępowany przez DNA.

11. Aktywność prokariotycznych polimeraz DNA.
Wszystkie 3 polimerazy wykazują aktywność elongacyjną 5’-3’ oraz egzonukleolityczną
3’-5’. Aktywność egzonukleolityczną 5’-3’ wykazuje tylko polimeraza I.

12. Zasadniczym enzymem syntetyzującym DNA w komórkach prokariotycznych jest
polimeraza DNA III.

13. Enzymem usuwającym startery i wypełniającym wolne miejsca podczas replikacji
DNA w komórkach prokariotycznych jest polimeraza DNA I.

14. Do syntezy DNA polimeraza DNA I potrzebuje:
- jednoniciowej cząsteczki DNA jako matrycy
- krótkiego obszaru dwuniciowego, dostarczającego końca 3’, do którego enzym doda
nowe nukleotydy.

15. Eukariotyczne polimerazy DNA i ich funkcje.
Polimeraza DNA α – inicjuje replikację.
Podjednostka o aktywności prymazy – syntetyzuje starter RNA.
Podjednostka syntetyzująca DNA – dodaje około 20 nukleotydów do startera.
Polimeraza DNA β – naprawa DNA.
Polimeraza DNA δ – główny enzym syntetyzujący DNA.

16. Chromosom eukariotyczny – zbudowany jest z dwóch chromatyd połączonych
centromerem, który zajmuje specyficzną pozycję w obrębie każdego chromosomu
i wyznacza długość jego ramion. Ramiona posiadają struktury końcowe zwane
telomerami.
Organizacja DNA w chromosomie eukariotycznym:
1) chromatyna (helisa DNA) – DNA nawinięte na histony
2) nukleosom – oktamer histonowy + owinięte DNA + histony H1 (stabilizacja)
3) solenoid(włókno chromatyny)
4) pętle, domeny
5) chromosomy metafazowe.

17. Rodzaje mutacji punktowych.
- tranzycje – zmiany puryny w purynę lub pirymidyny w pirymidynę.
- transwersje – zmiany puryny w pirymidynę lub pirymidyny w purynę.
- insercja – wstawienie jednego lub kilku nukleotydów.
- delecja – wycięcie jednego lub kilku nukleotydów.

18. Izolacja DNA metodą lizy alkalicznej.
Służy do izolacji DNA plazmidowego z komórek bakteryjnych. Najpierw zachodzi
zniszczenie ściany komórkowej bakterii, liza komórek bakteryjnych i denaturacja DNA.
Po obniżeniu pH wytrącają się zdenaturowane białka, natomiast DNA plazmidowy ulega
renaturacji i pozostaje w roztworze. Wirowanie umożliwia oddzielenie supernatantu z
plazmidami od wytrąconego kompleksu. Preparat (zanieczyszczony jeszcze RNA i
białkami) ekstrahuje się mieszaniną fenol : chloroform : alkohol izoamylowy. Metoda
pozwala na otrzymanie dobrze oczyszczonego materiału.

19. Rola podczas izolacji:
mieszanina fenolu, chloroformu i alkoholu izoamylowego – do ekstrakcji w celu
pozbycia się reszty białek z preparatu DNA plazmidowego
96% etanol – do zagęszczenia DNA
70% etanol – do przepłukania osadu w celu pozbycia się soli
sól II (0,2N NaOH 1% SDS) – zniszczenie błon komórkowych oraz denaturacja białka
i DNA
sól III (3M K⁺ 5M CH₃COO^-) – wytrącenie zdenaturowanych białek,
chromosomowego DNA i SDS oraz renaturacja DNA plazmidowego

20. Rozdział DNA w żelu agarozowym zależy od:
- stężenia żelu
- składu i siły jonowej buforu elektrodowego
- wielkości DNA
- konformacji DNA
- długości cząsteczki DNA.

21. Po rozdziale w żelu agarozowym DNA można wybarwić bromkiem etydyny, który
interkaluje między zasady i świeci w świetle UV.