1. Opisz budowę deoksyrybonukleotydu
DNA ma postać podwójnej helisy. Zbudowane jest z deoksyrybonukleotydów.
W skład pojedynczego deoksyrybonukletydu wchodzą:
zasada azotowa: adenina lub guanina (dwupierścieniowa puryna), cytozyna lub tymina (jednopierścieniowa pirymidyna)
2-deoksyryboza (pentoza)
reszta fosforanowa
Zasada azotowa połączona jest z pierścieniem pentozowym cukru wiązaniem N-glikozydowym. Natomiast deoksyrybonukletydy połączone są ze sobą wiązaniami fosfodiestrowymi. Wiązanie te występuje pomiędzy atomem 5’ węgla w reszcie cukrowej jednego deoksyrybonukleotydu, a atomem 3’ reszty cukrowej drugiego.
Pełne nazwy chemiczne czterech nukleotydów:
2'-deoksyadenozyno-5'-trifosforan: dATP
2'-deoksycytydyno-5'-trifosforan: dCTP
2'-deoksyguanozyno-5'-trifosforan: dGTP
2'-deoksytymidyno-5'-trifosforan: dTTP
2. Do czego służą IF1, IF2, IF3
IF1 i IF3 − wiążą się do dowolnej jednostki 30S. Uniemożliwiają przez to wiązanie się dużej podjednostki z małą podjednostką pozbawioną mRNA. Zapobiegają formowaniu się nieaktywnym rybosomów.
IF2- tworzy kompleks z GTP i wiąże się do małej podjednostki. Umożliwia wiązanie inicjatorowego metionylo-tRNA.
3. Opisz budowę rybosomu u Eukaryota
Rybosomy zbudowane są z białek i rybosomalnego RNA. Podjednostki rybosomów (mała 40S i duża 60S) łączą się, tworząc pojedynczy rybosom 80S. Rybosomy połączone nicią mRNA tworzą polisomy. Polisomy występują luźno w cytoplazmie lub są przyczepione do siateczki szorstkiej. Rybosomy uczestniczą w syntezie białek.
U eukariontów występują rybosomy 80S oraz mniejsze rybosomy mitochondrialne i chloroplastowe przypominające rybosomy bakteryjne. Rybosomy 80S są zbudowane z:
dużej podjednostki (60S)
małej podjednostki (40S)
Mała podjednostka- dopasowuje cząsteczki tRNA związane z aminokwasem (aminoacylo-tRNA) do kodonów mRNA.
Duża podjednostka- odpowiada za wytworzenie wiązań peptydowych między aminokwasami i elongację syntezowanego łańcucha polipeptydowego.
Kompletny rybosom ma dwa miejsca wiążące tRNA. Nazwano je miejscami:
A (MIEJSCE AMINOACETYLOWE)
Wiązane są cząsteczki aminoacetylowe-tRNA
P (MIEJSCE PEPTYDOWE)
Znajduje się w nim peptydylo-tRNA gotowy do wydłużania o resztę jednego aminokwasu, związanego z tRNA w miejscu A
Podjednostki rybosomu są ze sobą połączone tylko podczas translacji – po zakończeniu translacji danego łańcucha białkowego podjednostki rozdzielają się, a podczas inicjalizacji translacji jakieś blisko siebie znajdujące się podjednostki (jedna duża i jedna mała) łączą się ze sobą, odtwarzając rybosom.
4. Nazwij inicjatorowy aminoacylo-tRNA u Prokaryota i Eukaryota
Aminoacylo-tRNA jest to tRNA, które uległo aminoacylacji, czyli inaczej - "ładowaniu".
U Prokariota kompleks ten będzie nosił nazwę N-formylometionylo-tRNA.
U Eukariota aminoacylo-tRNA nosić będzie nazwę metionylo-tRNA.
5. Opisz Rho-zależną terminację transkrypcji
Drugi sposób zakończenia transkrypcji. Wymagany jest udział białka rho.
W terminatorach rho zależnych może być spinka, ale nie musi być. Na pewno nie ma sekwencji U. Są niepotrzebne, bo oddysocjowanie jest spowodowane białkiem rho.
Białko rho się przyczepia do specyficznego miejsca na RNA.
Białko rho przesuwa się w kierunku 3’ po transkrypcie, czyli w kierunku polimerazy. „goni polimerazę” i jak ją złapie to zmienia jej konformację przestrzenna i przestaje ona działać, w związku z tym kończy się transkrypcja.
6. Dlaczego w replikacji DNA muszą brać udział primery?
Polimeraza DNA może jedynie przyłączać nukleotydy do nici już istniejących, taką nić zapewnia jej primiza. Primaza odpowiada właśnie za tworzenie starterów RNA.
7. Wymień substraty replikacji DNA
SUBSTRATY DLA SYNTEZY DNA są 5’-trifosforany deoksyrybonukleozydów
dATP, dGTP, dTTP, dCTP
8. Napisz sekwencje kaset "-10" i "-35" oraz wyjaśnij dlaczego tak się nazywają
Kaseta -10 5’- TATAAT-3’
Kaseta -35 5’-TTGACA-3’
Nazywają się tak, ponieważ leżą powyżej miejsca startu, które oznaczone jest +1.
9. Opisz obróbkę posttranskrypcyjną końca 3' mRNA
Do końca 3’ mRNA dołączany jest ogonek poliA, który zawiera od 150 do 300 adenozyn. Kiedy rozpoznawane jest specyficzne miejsce cięcia odcinany jest koniec 3’ i dostawiany jest ogonek poliA. Występuje polimeraza poliA.
10. W jakim procesie bierze udział i jaką pełni funkcję białko Tus
Białko tus bierze udział w procesie replikacji, w etapie terminacji. Zbudowane jest z 309 aminowaksów. Rozpoznaje sekwencje terminacji i zatrzymuje poruszające się widełki.
11. Kod genetyczny jest m.in. zdegenerowany - wyjaśnij co to znaczy.
Oznacza to, że dany aminokwas może być kodowany przez więcej niż jedną trójkę nukleotydów.
12. Opisz represję kataboliczną operonu lac
W przypadku obecności w środowisku bakterii glukozy i laktozy, jako źródło węgla i energii wykorzystuje ona najpierw glukozę. Glukoza zmniejsza stężenie cAMP w komórce, które aktywuje niezbędne białko do włączenia operonu laktozowego, kiedy kończy się glukoza. Jeżeli laktoza jest jedynym dopuszczalnym źródłem węgla i energii, to bakteria włącza operon i produkuje enzymy, które posłużą do zużycia laktozy. Dzięki cAMP jest blokowane włączanie operonu laktozowego. cAMP nie pracuje tak długo, jak jest glukoza. W cały procesie bierze również udział białko CPR, które samo nie może się związać z DNA i aktywować transkrypcji. Glukoza zmniejsza zawartość cAMP w komórce. Jeśli nie ma glukozy w komórce, to stężenie cAMP wzrasta i CRP wiąże się z cAMP. Kompleks CRP-cAMP łączy się z promotorem operonu powyżej miejsca wiązania polimerazy RNA. Taki kompleks powoduje wygięcie cząsteczki DNA pod kątem 90 stopni i jest ona lepiej widoczna, a więc zwiększa się powinowactwo polimerazy RNA do tak zagiętej cząsteczki.
Mechanizm represji katabolicznej opiera się na fakcie, że polimeraza RNA łączy się z promotorem dużo łatwiej w obecności specyficznego białka CAP. MIEJCE CAP to miejsce w obrębie promotora.
Im więcej glukozy tym mniej cAMP (Komórka czerpie z ATP, kiedy nie ma nic prostszego. Dopóki jest glukoza to ATP nie jest rozkładane). AMP powstaje z ATP przy użyciu cyklazy adenylanowej. Tylko wtedy, gdy poziom glukozy jest bardzo niski. Komórka zaczyna się ratować energią związaną w ATP.
Komórka nie traci więc energii na metabolizm laktozy jeśli dostarczy się jej prostszego składnika odżywczego- glukozy.
13. Opisz Rho-niezależną terminację transkrypcji
Rodzaj transkrypcji, gdzie są sekwencje palindromowe w DNA i tworzą się struktury spinki do włosów.
Nie wymaga białka rho.
Za spinką do włosów musi być kilka uracyli (min. 4).
Uracyle umożliwiają łatwe zerwanie wiązań wodorowych i uwolnienie transkryptu.
Ta spinka, która powstaje powoduje zmianę konformacji przestrzennej polimerazy i przestaje ona działać i kończy się transkrypcja.
14. Co to jest, u kogo, w jakim procesie i do czego służy czapeczka 7mG
Czapeczka zbudowana jest z 7-metyloguanozyny. Występuje w procesie obróbki posttranslacyjnej u eukariontów. Guanylilo-transferaza odpowiada za przyczepienie czapeczki do końca 5’ mRNA wiązaniem 5’-5’ fosfodiestrowym.
Służy do ochrony mRNA przed nukleazami znajdującymi się w jądrze.
15. Opisz kolejne stopnie upakowania chromatyny u Eukaryota
Chromatyna jest to wysoce zorganizowany kompleks DNA i białek. Umożliwia ścisłe upakowanie DNA w jądrze. Ma ona kilka stopni upakowania.
Podwójna helisa DNA
Nukleosom- tworzony przez histonowy oktamer, wokół którego owinięty jest lewoskrętnie DNA o długości 146pz (u człowieka).
Do nukleosomu dołącza się histon H1, tworząc chromatosom. Histon h1 stabilizuje nukleosom, działa jak klamra.
Pomiędzy nukleosomami występuje łącznikowe DNA o długości 50pz. Tworzy się sznur koralików.
Nukleosomy są zwinięta w lewoskrętną helisę wyższego rzędu- SOLENOID który posiada średnicę 30 nm (określany mianem włókna 30 nm). Na jeden obrót przypada 6 nukleosomów.
Solenoid układa się w pętle, z których składają się chromatydy.
Następnie kondensuje w supersolenoid.
Supersolenoid w superhelisę
Ostatecznie tworzy się chromosomem metafazowym.
PODWÓJNA HELISA DNA NUKLEOSOM SZNUR KORALIKÓW SOLENOID SUPERSOLENOID SUPERHELISA CHROMOSOM METAFAZOWY
16. Opisz terminację translacji u Prokaryota
TERMINACJA
Kodon stop rozpoznający jest przez czynniki uwalniające RF.
Czynniki uwalniające RF oddziałują z tymi kodonami i powodują uwolnienie gotowego już łańcucha polipeptydowego.
RF1 rozpoznaje kodony UAA oraz UAG.
RF2 rozpoznaje UAA oraz UGA.
RF3 pomaga w przeprowadzeniu reakcji RF1 lub RF2.
Łańcuch zostaje przeniesiony przez peptydylotransferazę na cząsteczkę wody, aby dokończyło się tam wiązanie peptydowe.
Translokaza powoduje uwolnienie łańcucha. Przyłącza się do małej podjednostki czynniki IF3 i powoduje, że kompleks się rozpada i nie może się przyłączyć duża podjednostka i kończy się translacja.
EF-G wraz z czynnikiem uwalniającym rybosomy powodują dysocjację rybosomu na podjednostki.
Następnie IF3 może ponownie wiązać się do małej podjednostki, by zapobiec powstaniu nieaktywnych rybosomów 70S.
17. Jaką funkcje pełnią telomery i centromery
CENTROMER
jest to region, w którym łączą się dwie siostrzane chromatydy
jest to miejsce, w którym przyłącza się wrzeciono mitotyczne
centromery cechują specyficzne, krótkie sekwencje DNA
TELOMERY
Zawierają sekwencje niekodujące
Ochrona przed utratą materiału genetycznego
Chromosomy dzięki telomerom nie łączą się, więc chromosomy nie sklejają się ze sobą.
Końce liniowego, chromosomowego DNA przed degradacją i stopniowym skracaniem są zabezpieczone przez telomerazy
Są to krótkie, wielokrotne powtórzone sekwencje syntezowane przez telomerazę
Występują na końcach chromosomów i są równocześnie końcami cząsteczki DNA
U człowieka zawiera setki kopii sekwencji powtórzonej 5’-TTAGGG-3’
18. Co znaczy, że jest prawie uniwersalny i jednoznaczny kod
KOD UNIWERSALNY- dany kodon koduje ten sam aminokwas u wszystkich organizmów żywych i wirusów. Znane są odstępstwa od uniwersalności kodu, które w komórkach eukariotycznych wiążą się z pewnym stopniem autonomii genetycznej w mitochondriach i chloroplastach.
KOD JEDNOZNACZNY- danej trójce nukleotydów w DNA lub RNA odpowiada zawsze tylko jeden aminokwas.
19. Funkcje:
Tus- jest to białko terminacyjne, które blokuje replikację. Białko tus jest inhibitorem helikazy DnaB o kierunku działania 5’3’.
EF-Tu- działa w połączeniu z GTP. Przynosi amino-acylo-trna do miejsca A. następnie uwalniana jest energia z GTP i powstaje GDP.
EF-Ts- regeneruje czynnik EF-Tu.
RNA I- transkrybuje większość genów RRNA.
RNA II- transkrybuje wszystkie geny kodujące białka oraz snRNA
RNA III-
Beta-galaktozydaza- hydrolizuje rozpad laktozy do glukozy i galaktozy.
20. Atenuacja
ATENUACJA
Mechanizm zapobiegający nadprodukcji tryptofanu przez komórkę bakteryjną.
Istotą atenuacji jest ścisłe sprzężenie transkrypcji z translacją
Pomiędzy sekwencją 1 a 2 występuje kodon STOP.
W sekwencji pierwszej natomiast znajdują się dwa kodony trp
Jeśli w komórce bakterii występuje niskie stężenie tryptofanu, to rybosom po przyłączeniu do RNA zatrzymuje się w miejscu wyznaczonym przez obydwa kodony trp. Rybosom stoi na odcinku UGG i czeka, ale polimeraza nie czeka i transkrybuje kolejne odcinki sekwencji liderowej. Polimeraza transkrybuje region 2 i 3. One są do siebie komplementarne, bo są stworzone z palindromów. Rybosom czeka, aż tRNA dostarczy mu tryptofan. W ten sposób blokuje on region 1 i tworzy się spinka do włosów przy sekwencjach 2:3. Jest to spinka antyterminacyjna. Nie zmienia ona struktury przestrzennej polimerazy i może ona dalej transkrybować odcinek liderowy. Wchodzi na geny struktury i transkrybuje geny. Geny te z kolei służą do syntezy tryptofanu. Z transkrypcji 5 genów powstają 3 enzymy.
Jeśli w komórce jest za dużo tryptofanu, to spinka do włosów tworzy się przy sekwencjach 3:4. Tworzy się spinka terminacyjna, która zmienia strukturę przestrzenną polimerazy. Ogonek uracylowy pozwala oddysocjować transkryptowi od DNA i kończy się transkrypcja.
21. rysunek z replikacją i transkrypcją i pytania, co to za procesy gdzie zachodzą, jakie enzymy, z jaką częstotliwością i to u pro i eukaryota
Replikacja- w jądrze komórkowym. Jest to powielanie informacji genetycznej.
Transkrypcja- zachodzi w jądrze komórkowym. Jest to przepisanie informacji genetycznej z DNA na RNA.
22. wyjaśnij dlaczego kod genetyczny jest zdegenerowany
Mamy 20 aminokwasów, a 64 tryplety. Dlatego większość aminokwasów jest kodowana przez więcej niż jeden tryplet. Kod jest zatem ZDEGENEROWANY- wieloznaczny. Spowodowane tym, że 18 z 20 aminokwasów kodowanych jest przez więcej niż jeden kodon, zwanych wtedy KODONAMI SYNONIMICZNYMI. Tylko metionina i tryptofan mają po jednym kodonie.
23. Podjednostki w polimerazie RNA u Prokaryota
Alfa
Beta
Beta prim
Omega
Sigma
24. Co to i do czego służą:
Białko CAP- represją kataboliczną główną rolę odgrywa białko CAP będące aktywatorem katabolicznym. Białko to w obecności cAMP wiąże się z sekwencją DNA powyżej promotora, zwiększając w ten sposób powinowactwo polimerazy RNA do promotora a tym samym zwiększając aktywność transkrypcyjną operonu laktozowego.
SSB- białka wiążące jednoniciowy DNA. białko, które po rozpleceniu helisy DNA przez helikazę przyłącza się do jednoniciowego DNA zapobiegając ponownej asocjacji nici, tak więc rozpleciona nić jest dostępna dla polimerazy DNA, która wymaga jednoniciowego DNA, jako matrycy do replikacji DNA.
Czynnik RF u prokaryota- czynnik uwalniający, który rozpoznaje kodon stop podczas terminacji translacji.
Syntetaza aminoacylotrna- jest to enzym odpowiedzialny za przyłączenie aminokwasu do trna.
25. W łańcuchu było 246 aminokwasów. zaczynał się od tryptofanu. ile było nukleotydów na początku – podaj
Obliczenia i wyjaśnij: pomnożyć przez trzy i dodać trzy dla metioniny, która została wycięta i 3 dla niekodującego fragmentu
26. Czy rybosomy mitochondrialne są inne(mniejsze/takie same/ niż eucar, gdzie sa produkowane- czy w mitochondr, czy w w jaderku i potem transportowane do mitochondrium)
27. Pomiędzy czym tworzy się spinka atenuacyjna
Pomiędzy sekwencjami 3:4
28. Wskaz produkty genów struktury w operonie laktozowym
lacZ
Koduje β-galaktozę. Jest to enzym odpowiedzialny za hydrolizę laktozy do galaktozy i glukozy.
lacY
Koduje permeazę galaktozydową. Jest ona odpowiedzialna za transport laktozy przez ścianę komórkową bakterii.
lacA
Koduje transacetylazę tiogalaktozydową
29. Tryptofan to...korepresor(operon tryptofanowy)
Tryptofan działa jak korepresor i inhibuje swoją własną syntezę
30 .Kodon start w translacji dla Eu i Pro
37. O insulinie, co można powiedzieć na podstawie polipeptydu - precyzyjnie podać nukleotydy, długość intronów , eksonów lub nieprecyzyjnie...itp.(wybrac)
38. Wskaz czynniki translacji u Pro
39. Co bierze udział w translacji
41.Ktora polimeraza dobudowuje nukleotydy i ma aktywnosc egzonukleazowa 3'-5'
46. Co to jest struktura drugorzędowa DNA ( podwójna spirala)
48. Jakie białka biorą udział w translacji
50. Jakie enzymy kodują geny w operonie Trp i jaki leży zaraz po liderze
53. Gdzie są syntetyzowane mitochondrialne rybosomy?
55. Kodony startowe u prokaryota i eukaryota
56. Co syntetyzuje polimeraza RNA I?
57. Jak nazywają się chromosomy których ramiona nieznacznie różnią się długością?
58. Który czynnik translacyjny dołącza się jako pierwszy?
59. Co odpowiada za utrzymanie struktury jednoniciowego DNA?
63. Wybierz prawidłowy podział zasad azotowych na puryny i pirymidyny
65. Wspólny element czynników transkrypcyjnych
66. Rodzaje domen wiążących DNA
67. Elementy biorące udział w translacji
69. Która polimeraza DNA jest egzonukleazą u procaryota
70. Doświadczenie griffitha
Jak sie nazywa miejsce inicjacji replikacji
ORIGIN
81. Co syntezuje polimeraza zawartwa w jąderku (pol I - rybosomy),
84. Jaki jest pierwszy gen struktury w operonie laktozowym (beta-galaktozydaza), jakie enzymy są kodowane w tym operonie
LacZ-koduje beta-galaktozydazę, która hydrolizuje rozpad laktozy na glukozę i galaktozę.
85. Jaki jest pierwszy etap transkrypcji
Pierwszym etapem transkrypcji jest inicjacja.
Polimeraza RNA wiąże się z DNA w miejscu promotorowym.
DNA ulega lokalnemu rozpleceniu
Następuje parowanie zasad na nici matrycowej
Rozplecenie DNA rozpoczyna się w miejscu promotorowym, w którym przyłączyła się polimeraza RNA.
W miejscu inicjacji polimeraza inicjuje syntezę RNA. Oznacza się to miejsce jako pozycję +1.
86. Jak się nazywa struktura drugorzędowa DNA (fibryla)
87. Przyłączenie aminokwasu do tRNA następuje w jakim miejscu (ramię akceptorowe, grupa 3'hydroksylowa nukleotydu ACC)
88. Pierwszy gen za operatorem w operonie laktozowym co koduje (beta-galaktozydazę, permeazę beta-galaktozydazową)
89. Do czego są duże rowki w DNA (łączenie z białkami, funkcja w replikacji, regulacji ekspresji)
92. Opisz inicjację translacji u Prokariota.
95. Ile kodonów znajduje się z mRNA, jeśli w wyniku translacji u Procaryota powstało białko z X aminokwasów, przy czym pierwszy to metionina?