Struktura DNA:

1. Dlaczego jest ewolucyjnie korzystne istnienie dwóch rodzajów kwasów nukleinowych. Jakie cechy DNA umożliwiają spełnianie jego roli; jakie cechy RNA umożliwiają mu spełnianie jego roli. Dlaczego DNA i RNA są różne?

2. Podaj chemiczne nazwy adeniny, guaniny, cytozyny, tyminy, uracylu, hipoksantyny. Narysuj wzory tych zasad azotowych.

3. Podaj pełną nazwę wszystkich nukleozydów oraz nukleotydów w skład których wchodzą wymienione wyżej zasady. Zwróć uwagę na nukleotydy wchodzące w skład RNA i DNA

4. Narysuj dwa sąsiednie nukleotydy w łańcuchu DNA lub RNA

5. Zaznacz wiązania wodorowe pomiędzy cząsteczkami A:T; A:U, G:C

6. Jakie są trzy podstawowe struktury DNA. Które z nich występują in vivo? Czym się między sobą różnią (opisowo, bez podawania liczb).

7. Co to są duży i mały rowek w strukturze DNA. Dlaczego są dwa różne rowki? Rowki a oddziaływanie DNA z białkami.

8. Co to jest 3' koniec DNA, co to jest 5' koniec DNA? Czy na którymś z tych końców z definicji występują reszty fosforanowe? Jeśli tak to na którym? Co oznacza „prim” przy numerze 3 lub 5?

9. Czy w przypadku jednoniciowego DNA może on tworzyć drugorzędowe struktury? Kiedy taka sytuacja mogłaby zachodzić (in vivo? in vitro?) Czy istnieją mechanizmy zapobiegające temu zjawisku in vivo? Czy RNA tworzy struktury drugorzędowe in vivo (podaj przykłady)

10. Czy można spektrofotometrycznie oznaczać stężenie kwasów nukleinowych? Przy jakiej długości fali kwasy nukleinowe wykazują maksimum absorpcji światła? Czy można metodą spektrofotometryczną oszacować stopień zanieczyszczenia kwasów nukleinowych białkami?

11. Czy absorbancja dwuniciowych kwasów nukleinowych jest wyższa, taka sama czy niższa niż kwasów jednoniciowych?

12. Co to jest temperatura topnienia DNA? Czy wszystkie DNA mają taką samą temperaturę topnienia? Od czego zależy temperatura topnienia?

13. Jak można rozdzielić różne formy DNA lub DNA różniące się wielkością? Na czym polega wirowanie w gradiencie chlorku cezu? Na czym polega elektroforeza w żelu agarozowym. Jak uwidacznia się kwasy nukleinowe w żelu agarozowym?

14. Dlaczego różne formy plazmidowego DNA o tej samej masie tworzą odrębne prążki podczas elektroforezy lub odrębne pasma podczas wirowania w gradiencie chlorku cezu?

15. Co to jest superhelikaność DNA? W jakiej formie musi występować DNA, aby móc wykazywać superhelikalność? Czy liniowy DNA może występować w formie superhelikalnej? jeśli tak to pod jakim warunkiem?

16. Jak zmieni się liczba Lk plazmidowego DNA, gdy pod wpływem zwiększonego stężenia soli dojdzie do odwodnienia DNA i przyjęcia przez DNA formy A (11 nukleotydów na skręt)?

17. Kolisty DNA o długości 5000 nukleotydów wykazuje Lk = 470. Zaproponuj możliwe wartości Tw (podaj także ilość nukleotydów przypadających na 1 skręt) i Wr dla tego DNA.

18. Czy w naturze przeważa ujemne czy dodatnie superzwinięcie?

19. Co to są topoizomery?

20. Cechy charakterystyczne histonów.

21. Jak zbudowana jest chromatyna. Jak zbudowane są nukleosomy? Co to jest drabinka apoptotyczna (jak powstaje? jak ją wykrywamy?)

Metody badań DNA

1. Do jakiej klasy enzymów należą enzymy restrykcyjne? Jak je inaczej można nazwać?

2. Co wyróżnia restryktazy spośród wszystkich DNaz?

3. Co to są izoschizomery?

4. Jaka jest naturalna funkcja restryktaz? Co to jest system restrykcja-modyfikacja? Jak funkcjonuje? Dlaczego restryktaza nie trawi DNA gospodarza? Dlaczego metylaza układu R-M nie metyluje fagów zakażających bakterie?

5. Naucz się uzupełniać sekwencje rozpoznawane przez restryktazy: np. uzupełnij nestępujace sekwencje:

5'-TCG_ _ _-3'

3'-_ _ _ _ _ _ -5'

5'-_ _ _ _ _ _ _ _-3'

3'-_ _ _ _ ACGT -5'

6. Naucz się wyszukiwać sekwencje rozpoznawane przez enzymy restrykcyjne w obrębie dłuższych sekwencji DNA (wystarczy znać sekwencję jednej nici). Np. Znajdź dwie różne sekwencje rozpoznawane przez enzymy restrykcyjne w poniższym DNA:

5'-AAAGCTGCAGGGGCATTACGATCGTTATAT

7. Co to są i jak inaczej nazywamy kohezyjne i niekohezyjne końce DNA? Jak powstają?

8. Na którym końcu DNA po trawieniu enzymami restrykcyjnymi pozostaje reszta fosforanowa, a na którym grupa -OH?

9. Czy istnieją enzymy restrykcyjne typu II rozpoznające słabiej zdefiniowane sekwencje DNA? Podaj przykłady.

10. Co to jest horyzontalny transfer genów? Jak można wykazać, że dany gen w danym organizmie pojawił się w wyniku horyzontalnego transferu?

11. Co to jest analiza restrykcyjna fragmentu DNA. Czy analiza restrykcyjna umożliwia potwierdzenie, że dany fragment DNA jest tym, o który nam chodzi? Czy analiza restrykcyjna umożliwia potwierdzenie wligowania fragmentu DNA do wektora plazmidowego?

12. Co to jest metoda RFLP (metoda polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych).

13. Czy metodę RFLP można wykorzystać w sytuacji, gdy mutacja wywołująca chorobę występuje w obrębie sekwencji, której nie rozpoznaje żaden enzym restrykcyjny?

14. Podaj kolejno etapy procedury wykorzystującej metodę RFLP do wykluczenia lub potwierdzenia występowania danej mutacji u pacjenta.

15. Na czym polega metoda Southern blotting? Do czego jest wykorzystywana? Podaj etapy przeprowadzenia analizy Southern blotting mającej potwierdzić obecność wirusa HCV w komórkach wątroby. Co jest sondą w metodzie Southern blotting? Co to jest hybrydyzacja? Co to jest autoradiografia?

16. Na czym polega metoda Northern blotting? Do czego jest wykorzystywana? Co jest sondą w metodzie Northern blotting?

17. Co analizujemy za pomocą metody Southern, Northern i Western blotting?

18. Jaka jest zasada metody Sangera sekwencjonowania DNA. Napisz wzory wszystkich czterech dideoksynukleotydów. Dlaczego do mieszaniny reakcyjnej używa się dużo nukleotydów i mało dideoksynukleotydów? Podaj etapy sekwencjonowania danego fragmentu DNA wklonowanego znanego plazmidu (znamy sekwencje flankujące ten fragment DNA). Co można znakować i w jaki sposób w klasycznych i nowszych odmianach metody Sangera. W jakim przypadku można reakcje sekwencjonowania prowadzić w jednej a nie w czterech osobnych probówkach?

19. Jaka jest zasada syntezy oligonukleotydów DNA o określonej sekwencji prowadzonej in vitro?

20. Na czym polega reakcja PCR? Jakie są jej etapy? Dzięki czemu możliwa jest cykliczność („łańcuchowość”) reakcji? Ile cząsteczek DNA kodującego 16S rRNA można maksymalnie uzyskać (w idealnych warunkach) po 20 cyklach PCR jeśli w mieszaninie reakcyjnej był DNA pochodzący z 20 bakterii, a w genomie bakterii występuje 5 kopii 16S rRNA. Powymyslaj i porozwiazuj tego typu zadanka. Do czego można wykorzystać PCR?

21. Co to są białka rekombinowane (zrekombinowane?). Co to są wektory w biologii molekularnej? Co może pełnić funkcję wektora. Jakie cechy powinien mieć wektor? Co to są plazmidy? Jaka jest ich naturalna funkcja? Jak są zbudowane? Co to jest polilinker? Co to jest gen oporności na antybiotyk? Co koduje? Po co takie geny są w wektorach plazmidowch? Co to jest cDNA? Czym różni się cDNA kodujące jakieś białko od genu kodującego to białko? Dlaczego do wektorów plazmidowych wstawiamy zwykle cDNA a nie geny kodujące dane białko. Dysponujesz odpowiednim wektorem plazmidowym oraz fragmentem DNA zawierającym cDNA kodujące białko X. Podaj etapy klonowania i syntezy rekombinowanego białka X.

22. Co to są mikromacierze DNA? Jakie jest ich zastosowanie?

Replikacja DNA u bakterii:

1. Który proces wymaga największej dokładności: replikacja? transkrypcja czy translacja?

2. Jaka jest zależność pomiędzy podziałem komórkowym a replikacją DNA. Czy może dojść do replikacji fragmentu materiału genetycznego komórki - np. połowy chromosomu bakteryjnego albo np. 14 chromosomów w komórce człowieka?

3. Czy proces replikacji zachodzi w sposób semikonserwatywny, konserwatywny czy rozproszony? Jak to wykazano?

4. Czy każde oczko replikacyjne ma dwoje widełek replikacyjnych? Kiedy są tylko jedne widełki. Spróbuj zdefiniować oczko replikacyjne oraz widełki replikacyjne.

5. Co to są fragmenty Okazaki, w wyniku jakiego procesu powstają? Dlaczego w ogóle powstają te fragmenty?

6. Co to jest nić wiodąca a co to jest nić opóźniona w procesie replikacji - ZDEFINIUJ

7. Co to są mutanty warunkowe? Dlaczego identyfikacja niektórych genów jest niemożliwa na podstawie badania mutantów mających gen całkowicie nieaktywny w każdych warunkach?

8. Co to jest polimeraza DNA Kornberga? Jaką ma inną nazwę? Jak jest zbudowana (ile ma podjednostek czyli łańcuchów białkowych? Ile ma różnych domen? Jakie funkcje pełni polimeraza DNA Kornberga? Jakie funkcje pełnią poszczególne domeny? Co to jest fragment Klenowa?

9. Jakie są warunki prowadzenia reakcji przez polimerazy DNA (co musi znajdować się w mieszaninie reakcyjnej i jaką pełni rolę w reakcji?)

10. Napisz reakcję syntezy DNA przez polimerazę DNA. Reakcji tej musi towarzyszyć inna reakcja, jaka? Jaki enzym ją prowadzi? Dlaczego ta reakcja towarzysząca jest niezbędna?

11. Jaki jest kierunek syntezy nowej nici DNA?

12. Jaką funkcję pełnią jony magnezu w reakcji katalizowanej przez polimerazę DNA?

13. Dzięki czemu polimeraza specyficznie dobiera komplementarny nukleotyd w nowosyntetyzowanej nici? Jak często polimeraza popełnia błąd?

14. Po co wiele polimeraz ma aktywność egzonukleazy 3'-5'? W jakim stopniu obecność tej aktywności zwiększa dokładność replikacji?

15. Jaka aktywność enzymatyczna w większym stopniu decyduje o dokładności replikacji? - polimerazy czy egzonukleazy?

16. Czy wszystkie polimerazy DNA mają aktywność egzonukleazy 3'-5'?

17. Jaka polimeraza prowadzi replikację u bakterii? Jakie białka wchodzą w skład rdzenia polimerazy. Jakie inne białka wchodzą w skład kompleksu polimerazy (nie trzeba wymieniać wszystkich nazw podjednostek a tylko funkcje za jakie są odpowiedzialne; ależy pamiętać: rdzeń i jakie aktywności enzymatyczne wchodzą w jego skład; podjednostka beta i kompleks gamma). Czy kompleks polimerazy DNA III ma aktywność egzonukleazy 3'-5'? Czy kompleks polimerazy DNA III ma aktywność egzonukleazy 5'-3'? Dlaczego?

18. Co to jest procesywność enzymu? Podaj definicję? Co jest miarą procesywności? Jakich enzymów dotyczy ta cecha? Która bakteryjna polimeraza DNA ma większą procesywność: I czy III? Czy znajduje to odzwierciedlenie w ich funkcji?

19. Jak nazywa się podjednostka polimerazy DNA III odpowiedzialna za procesywność? Jaką ma strukturę? Jak oddziałuje z DNA? Czy podjednostka jest potrzebna do syntezy obu nici DNA czy tylko do syntezy nici opóźnionej?

20. Jak można wytłumaczyć to, że jeden dimer polimerazy DNA III prowadzi równocześnie syntezę na nici wiodącej i opóźnionej (teoretycznie ponieważ na obu niciach synteza zachodzi w kierunku 5'-3' podjednostki dimeru w miarę postępu reakcji powinny się od siebie oddalać)

21. Co to jest miejsce ori w bakteryjnym chromosomie? Czym się charakteryzuje? Jakie białko oddziałuje z miejscem ori i co jest tego konsekwencją?

22. Co to jes prymosom? Jakie białka wchodzą w jego skład, jakie pełnią funkcje?

23. Jaką rolę pełnią białka SSB?

24. Jaką funkcję pełnią topoizomerazy? Porównaj mechanizm działania topoizomeraz typu I i II.

25. Jak nazywa się główna topoizomeraza uczestnicząca w replikacji bakterii? Do jakiego typu należy

26. Wymień antybiotyki, które hamują aktywność topoizomeraz bakteryjnych

27. Wymień leki antynowotworowe, które mają aktywność inhibitorów topoizomeraz eukariotycznych

28. Jaką reakcję prowadzi ligaza? Jakie warunki muszą być spełnione aby ligaza połączyła dwa fragmenty DNA? czy ligaza łączy jednoniciowe DNA? Czy ligaza łączy fragmenty DNA pozbawione końcowych grup fosforanowych (na końcu 5')?

29. Czy istnieją jakieś specyficzne sekwencje kierujące procesem terminacji replikacji? Jak funkcjonują?

30. Jaki jest produkt replikacji kolistego DNA prowadzonej przez polimerazę DNA III? Jaki proces musi nastąpić po zakończeniu replikacji? Jaki enzym prowadzi te reakcję?

31. Opisz (opowiedz) jak przebiega proces replikacji u bakterii. Czy rozumiesz każdy etap?

Replikacja DNA u Eukaryota

1. Jakie cechy mają ori u Eukaryota? Dlaczego u Eukaryota jest wiele ori? Czy istnieje jakaś zależność między wielkością genomu a ilością ori?

2. Jaką funkcję pełni polimeraza DNA alfa u Eukaryota? Jakie zawiera aktywności enzymatyczne? Co syntetyzuje? Jak zbudowane są startery replikacji u organizmów eukariotycznych? Czy polimeraza alfa pełni taką samą funkcję u Eukaryota jak polimeraza DNA I (Kornberga) u Prokaryota? Czy polimeraza alfa ma aktywność egzonukleazy 3'-5' oraz egzonukleazy 5'-3'?

3. Jaka polimeraza jest główną polimerazą replikacyjną u Eukaryota? Czy polimeraza alfa ma aktywność egzonukleazy 3'-5' oraz egzonukleazy 5'-3'?

4. Co to jest PCNA? Jak jest zbudowany?, jaką pełni funkcję? Jakie białko bakteryjne pełni analogiczną funkcję u Prokaryota?

5. Jak zbudowane są telomery? Która nić jest dłuższa? Jak jest zabezpieczony jednociowy DNA przed degradacją?

6. Jaki mechanizm zabezpiecza telomery przed skracaniem? Jaki enzym uczestniczy w tym procesie? Jak jest zbudowany? Jaką prowadzi reakcję? Co jest matrycą? Co jest produktem?

7. Opisz etapy wydłużania telomerów. Jakie dwa enzymy uczestniczą w tym procesie?

8. Czy telomeraza jest aktywna we wszystkich tkankach przez okres całego życia człowieka?

Mutacje i naprawa DNA:

1. Wymień typy mutacji DNA; jakie są dwie główne przyczyny zachodzenia mutacji?

2. Jak może dojść do powstania substytucji? Jak często pojawiają się formy iminowe i enolowe zasad azotowych? Czy formy te mogą tworzyć niestandardowe pary nukleotydów? Jakie może być następstwo pojawienia się formy iminowej/enolowej podczas replikacji?

3. W jaki sposób mogą powstawać wydłużenia sekwencji repetytywnych? Jaka może być tego konsekwencja. Podaj przykłady chorób genetycznych wynikających z wydłużania sekwencji repetytywnych. Jakie geny i w jakim obszarze (kodującym, niekodującym?) wykazują obecność sekwencji repetytywnych w tych chorobach?

4. Jakie chemiczne modyfikacje zasad azotowych prowadzą do mutacji? Jakie grupy funkcyjne ulegają utlenieniu? Co z wyniku tych reakcji powstaje? Jak w wyniku utleniania zasad azotowych dochodzi do mutacji?

5. Dlaczego w toku ewolucji znacząco zmalała ilość sekwencji CpG w genomach roślin i kręgowców?

6. Jakie są konsekwencje alkilacji zasad azotowych?

7. Jakie są następstwa interkalacji związków pierścieniowych o płaskiej strukturze pomiędzy pary zasad helisy DNA?

8. Jak promieniowanie UV wpływa na strukturę DNA? Co to są dimery tyminy? Jakie wiązania łączą dwie cząsteczki tyminy? Jak są ułożone w łańcuchu DNA te cząsteczki tyminy, które tworzą dimer?

9. Jak promieniowanie jonizujące wpływa na strukturę DNA?

10. Jaką reakcję prowadzi fotoliaza?, w jakich organizmach występuje?

11. Jaki enzym prowadzi usuwanie reszt metylowych przyłączonych do 6O-guaniny przez czynniki alkilujace? Jaki jest mechanizm tej reakcji?

12. Na czym polega mechanizm NER? Jakie zmiany w strukturze DNA są naprawiane przez NER? Jakie enzymy uczestniczą w tej naprawie?

13. Na czym polega mechanizm BER? Jakie zmiany w strukturze DNA są naprawiane przez BER? Jakie enzymy uczestniczą w tej naprawie?

14. Jakie błędy są naprawiane przez mechanizm MMR? Jakie białka uczestniczą w tej naprawie? W jaki sposób dochodzi do rozpoznania, który nukleotyd w parze komplementarnych nukleotydów jest błędny?

15. W jakim stopniu system MMR zwiększa dokładność replikacji? Która z aktywności w największym stopniu odpowiada za dokładność replikacji: aktywność polimerazy replikacyjnej, aktywność egzonukleazy 3'-5' (natychmiastowa korekta błędnie wprowadzonego nukleotydu) czy aktywność MMR?

16. Jaka choroba związana jest z mutacjami w obrębie genów kodujących białka systemu NER, a jaka choroba związana jest z mutacjami w obrębie genów kodujących białka systemu MMR?

17. Jaką funkcję pełnią polimerazy UmuC i UmuD u bakterii oraz polimerazy Y człowieka? Czy charakteryzują się dużą dokładnością w doborze komplementarnych nukleotydów?

Transkrypcja u Prokaryota

1. Co to jest transkrypcja? Jakie cząsteczki powstają w wyniku transkrypcji?

2. Czy transkrypcja może odbywać się na obu komplementarnych niciach DNA, na tym samym fragmencie helisy?

3. Jak nazywa się nić DNA która stanowi matrycę w procesie transkrypcji? Jak nazywa się nić do niej komplementarna? Jeśli mówimy o transkrypcji to: co to jest nić sensowna DNA? Co to jest nić nonsensowna DNA? Co to jest nić matrycowa DNA? Co to jest nić kodujaca DNA? Co to jest nic (+) ? Co to jest nić (-).

4. Scharakteryzuj polimerazy RNA. Porównaj polimerazy RNA i polimerazy DNA. Co je różni? W czym są podobne? Czy mechanizm reakcji enzymatycznej jest różny czy podobny?

5. Napisz reakcję syntezy RNA przez polimerazę RNA. Reakcji tej musi towarzyszyć inna reakcja, jaka? Jaki enzym ją prowadzi? Dlaczego ta reakcja towarzysząca jest niezbędna?

6. Jaki jest kierunek syntezy nowej nici RNA?

7. Budowa polimerazy RNA bakteryjnej? Jakie funkcje pełnią poszczególne podjednostki? Czy podjednostka σ uczestniczy w procesie polimeryzacji? Jakie pełni funkcje? Co to jest cykl „σ”?

8. Jaką metodą można zbadać jaka sekwencja w danym fragmencie wiąże jakieś, konkretne białko (np. polimerazę, czynnik transkrypcyjny itp.)? Opisz etapy metody odcisku stopy.

9. Podaj definicję promotora. Jakie występują charakterystyczne sekwencje w promotorach bakteryjnych? Czy sekwencja Pribnowa jest identyczna we wszystkich promotorach bakteryjnych? Co to są sekwencje konsensusowe (ogólnie)?

10. Czy kompleks bakteryjnej polimerazy RNA może łączyć się z innym niż klasyczny czynnikiem σ (σ70)? Z promotorami jakich genów oddziałują inne niż σ70 czynniki σ? Czy inne czynniki sigma oddziałują z sekwencją Pribnowa. Jakie jest znaczenie występowania różnorodnych czynników sigma?

11. Opisz proces inicjacji transkrypcji.

12. Czy w przypadku polimerazy RNA można mówić o procesywności? Czy polimeraza RNA charakteryzuje się wysoką czy niską procesywnością?

13. Na jakim obszarze helisa DNA jest rozpleciona podczas transkrypcji?

14. Jakie są dwa mechanizmy terminacji transkrypcji u bakterii?

15. Na czym polega mechanizm terminacji transkrypcji bez udziału białek? Jaki jest sygnał terminacji? Jak działa? Skąd jest odczytywany? (z DNA czy z RNA). Jaką rolę pełni ciąg kilku U za strukturą szpilki do włosów?

16. Jak funkcjonuje białko rho? Jak jest zbudowane? Jakie aktywności enzymatyczne posiada? Jakie prowadzi reakcje?

17. Jak jest zbudowany bakteryjny mRNA (policistronowy? monocistronowy?, czy ma czapeczkę, czy ma ogon poliA?; co to znaczy policistronowy?)

18. Jaka jest odległość czasowa pomiędzy transkrypcją a translacją u bakterii? Czy są to procesy niezależne; translacja zachodzi tuż po zakończeniu trankrypcji; translacja rozpoczyna się jeszcze w czasie transkrypcji? Jak to jest u Eukaryota?

19. Jaki jest mechanizm działania antybiotyków hamujących transkrypcję u Prokaryota? (czy hamuje transkrypcję u Eukaryota?)

20. Jaki jest mechanizm działania aktynomycyny D (czy hamuje transkrypcję u Eukaryota?)

21. Jak zachodzi obróbka tRNA u Prokaryota? Co to jest rybonuleaza P - jaką ma aktywność? Jaki chemiczny związek odpowiada za aktywność katalityczną rybonukleazy P?

22. Co to są operony? Podaj definicję. Opisz funkcjonowanie operonu laktozowego. Jakie dwa mechanizmy odpowiadają za ekspresję genów tego operonu? W jaki sposób regulowane jest wiązanie represora do operatora? Jeśli represor jest związany to transkypcja........... Co to jest białko CRP? Jaką ma inną nazwę? Jak funkcjonuje? Co reguluje jego aktywność. Z czym oddziałuje białko CRP? Ekspresję jakich genów i w jaki sposób reguluje białko CRP?

23. Rozpatrz 4 możliwe warunki obecności glukozy i laktozy i odpowiadające im poziomy transkrypcji genów operonu laktozowego.

24. Jak funconuje operon tryptofanowy? Jakie dwa mechanizmy odpowiadają za regulacje transkrypcji genów operonu tryptofanowego? W jaki sposób regulowane jest wiązanie represora do operatora? Jeśli represor jest związany to transkypcja to.......... Co to jest atenuator w operonie tryptofanowym? W jaki sposób przebieg translacji na mRNA atenuatora wpływa na transkrypcję całego operonu? Co jest sensorem poziomu tryptofanu w komórkach bakteryjnych decydującym o poziomie transkrypcji operonu tryptofanowego.

Trankrypcja u Eukaryota:

1. Transkrypcję jakich RNA u Eukaryota prowadzi polimeraza I, jakich II a jakich III?

2. Jakie są charakterystyczne sekwencje eukariotycznych promotorów; z jakimi czynnikami oddziałuje kaseta TATA, z jakimi może oddziaływać kaseta CAAT, a z jakimi kaseta GC?

3. Czy obecność sekwencji TATA i Inr są niezbędne do rozpoczęcia transkrypcji?

4. Co to jest inicjator w procesie transkrypcji?

5. Czy polimeraza RNA II jest zbudowana z jednego? z kilku? czy z ponad 10 łańcuchów polipeptydowych? Które podjednostki współtworzą centrum aktywne polimerazy? Jaką funkcję pełni fragment C-końcowy największej podjednostki polimerazy RNA II? Czy polimeraza RNA II bezpośrednio oddziałuje z promotorem?

6. Z transkrypcję jakich RNA jest zaangażowany czynnik TFIA?; TFIIB? TFIIID? Z którymi polimerazami współdziałają?

7. Który z czynników transkrypcyjnych uczestniczących w transkrypcji mRNA pierwszy oddziałuje z promotorem genu? Jak nazywa się ta podjednostka tego czynnika, która bezpośrednio oddziałuje z promotorem? Z jaką sekwencją promotora oddziałuje? Jakie ma to konsekwencje dla struktury DNA w miejscu oddziaływania?

8. Po utworzeniu złożonego kompleksu inicjatorowego dochodzi do fosforylacji C-końcowej domeny największej podjednostki polimerazy RNA II. Jak zbudowana jest ta domena? Kompleks jakich czynników odpowiada za ten proces? Jakie znaczenie ma ta fosforylacja? W jakich procesach uczestniczy domena C-końcowa największej podjednostki polimerazy?

9. Jaki proces towarzyszy zakończeniu transkrypcji eukariotycznych mRNA? Jakie sekwencje wskazują miejsce zakończenia transkrypcji i poliadenylacji. Na czym polega poliadenylacja? Jaki enzym ją prowadzi? Czy ten enzym pracuje na matrycy - czy geny wszystkich mRNA kończą się zatem sekwencją poli-T?

10. Co to jest UTR? Czy UTR występują też u Prokaryota? Jeśli tak to czym się różnią od eukariotycznych?

11. Co to jest czapeczka? Jak połączony jest pierwszy nukleotyd mRNA z drugim? Jakie ma znaczenie takie wyjątkowe wiązanie? Gdzie zostaje (zostają) przyłączona (-ne) reszta metylowa (reszty metylowe).

12. Hybrydyzacja czego z czym pozwala na zaobserwowanie istnienia intronów przy zastosowaniu mikroskopii elektronowej?

13. Jaką część genu mogą zajmować introny? Jakie duże mogą być introny? Ile ich może być w jednym genie? Podaj przykłady genów eukariotycznych niezawierających intronów. Co kodują poszczególne egzony? W jaki sposób są określone granice egzon/intron i intron/egzon.

14. Co to jest splajsosom (definicja). Co to są snRNP? Jaka jest struktura poszczególnych snRNP? Czy różne snRNP mają identyczny czy różny skład podjednostek białkowych? Czy różne snRNP mają taki sam czy różny RNA? Jakie są to RNA (wielkość)? Jaką pełnią funkcję w splajsosomach? Z czym oddziałują? Jak przebiega składanie splajsosomu? Jak przebiega sam proces splajsingu? Który snRNP rozpoznaje miejsca splajsingowe; który rozpoznaje miejsce rozgałęzienia? Które snRNP tworzą centrum katalityczne splajsosomu? Jaka struktura jest charakterystycznym związkiem pośrednim w procesie splajsingu?

15. Na czym polega splajsing autokatalityczny? Jakie są mechanizmy autokatalitycznego splajsingu przez introny grupy I i introny grupy II?

16. Na ile powszechny jest proces alternatywnego splajsingu? Jakie są jego konsekwencje? Czym mogą różnić się białka, które powstały w wyniku alternatywnego splajsingu?

17. Czy jeśli zaobserwujemy niezgodność pomiędzy sekwencją aminokwasową białka a znaną sekwencją nukleotydową jego genu, to czy zawsze będzie to wynik mutacji lub błędu popełnionego podczas transkrypcji lub translacji? Na czym polega redagowanie mRNA? Jakie zmiany mogą być wprowadzane do mRNA? Jak nazywają się enzymy prowadzące te reakcje? Jakie mogą być różne konsekwencje redagowania mRNA. Podaj dwa przykłady białek, które powstają na matrycy redagowanego mRNA.

18. Co to są elementy cis-regulatorowe i trans-regulatorowe? Co to są elementy cis-regulatorowe i trans-regulatorowe w odniesieniu do transkrypcji? Czy można mówić o elementach cis- i trans-regulatorowych w odniesieniu do Prokaryota? Jeśli tak, to podaj przykłady.

19. Gdzie mogą znajdować się elementy cis-regulatorowe danego genu? Co to jest mediator? Jak można wyjaśnić to, że elementy bardzo odległe od promotora wpływają na ekspresję danego genu?

20. Co to są epigenetyczne mechanizmy regulacji transkrypcji - podaj definicję. Jaka modyfikacja samego DNA wpływa na poziom transkrypcji? Jakie modyfikacje histonów wpływają na poziom transkrypcji i w jaki sposób?

21. Jakie znasz motywy struktury białek charakterystyczne dla oddziaływań białko-DNA. Scharakteryzuj każdą ze struktur z wyszczególnieniem, który fragment białka (struktury oddziałuje z DNA). Czy wystarczy, aby białko miało jeden palec cynkowy, aby efektywnie oddzialywało z DNA? Jak są rozmieszczone reszty leucyny w helisach tworzących suwak leucynowy? Jaka jest różnica pomiędzy strukturami: helisa-pętla-helisa a helisa-zwrot-helisa?

Translacja:

1. Jaka jest różnica między translacją a biosyntezą białka?

2. Jak są zbudowane rybosomy - jakie kwasy nukleinowe (wielkości) wchodzą w skład dużej i małej podjednostki rybosomów eukariotycznych i prokariotycznych? Jakie białka wchodzą w ich skład? Jakie charakterystyczne miejsca funkcjonalne można wyróżnić w obrębie rybosomu?

3. Jakie są charakterystyczne cechy budowy wszystkich tRNA? Ile dany organizm ma różnych tRNA? Dlaczego tRNA wiążące różne aminokwasy muszą się od siebie różnić?

4. Mając przed oczami tabelę kodu genetycznego i tabele chwiejności zasad napisz wszystkie możliwe antykodony dla wszystkich możliwych kodonów. PAMIĘTAJ, że antykodony tRNA wiążących aminokwas X NIE MOGĄ oddziaływać z kodonami kodującymi aminokwas Y ani też nie mogą oddziaływać z kodonami STOP!!! Pamiętaj, że sekwencje nukleotydowe piszemy zawsze od 5'-3' a wszystkie kwasy nukleinowe oddziałują ze sobą antyrównolegle. Dla dowolnych ANTYKODONÓW podaj odpowiadające im kodony a co za tym idzie aminokwasy (Np. jaki aminokwas zostanie włączony do łańcucha polipeptydowego przez tRNA o antykodonie 5'-CUG-3'. Czy może funkcjonować w cytoplazmie tRNA o antykodonie: 5'-UCA-3' przenoszący tryptofan? (odpowiedź brzmi - NIE, odpowiedź uzasadnij).

5. Scharakteryzuj enzymy - syntetazy aminoacylo-tRNA. W stosunku do jakich związków wykazują specyficzność? Ile jest różnych syntetaz aminoacylo-tRNA? Ile różnych aminokwasów rozpoznaje jedna syntetaza? Ile różnych tRNA rozpoznaje jedna syntetaza? Jaką reakcję prowadzą syntetazy aa-tRNA? Napisz te reakcję (etapami i sumarycznie). Jakie fizjologiczne zaczenie ma ta reakcja. Czy wpływa na wierność translacji?

6. Co to są miejsca A, P i E rybosomu? Gdzie są zlokalizowane?

7. Co to są białka G - definicja. Wymień wszystkie białka G uczestniczące w procesie biosyntezy białka. W wyniku jakiego procesu białko G występuje w konformacji ze związanym GTP (jakie białko wspomaga ten proces?). W wyniku jakiego procesu białko G występuje w konformacji ze związanym GTP (jaka aktywność enzymatyczna jest odpowiedzialna za ten proces? gdzie jest zlokalizowana? jakie białko wspomaga ten proces?). Na czym polega funkcjonowanie białek G? Co to znaczy, że białka G są molekularnymi przełącznikami?

8. Zdefiniuj: inicjacja, elongacja, terminacja translacji

9. Jakie 3 procesy obejmuje inicjacja translacji?

10. Jaką funkcję pełni IF2, jaką ma strukturę? Jak funkcjonuje IF2 jako białko G

11. Jakie dwie funkcje pełni IF3?

12. Istnieje tylko jeden kodon dla metioniny. Dlaczego istnieją dwa różne tRNA dla metioniny? Czym się różnią?

13. Jaki aminokwas zawsze inicjuje syntezę łańcucha polipeptydowego? Jaki ma kodon? Do jakiego miejsca w rybosomie jest wprowadzany pierwszy metionylo-tRNA? Do jakiego miejsca w rybosomie jest wprowadzany każdy kolejny aminoacylo-tRNA?

14. Co to jest sekwencja Shine-Dalgarno? Czy jest ona zlokalizowana w mRNA czy w rRNA? Jak jest ulokowana ta sekwencja w stosunku do miejsca startu trnslacji? Do czego jest kompementarna? Jaką pełni funkcję? Czy występuje tylko u Prokaryota czy u Eukaryota też?

15. Co to jest sekwencja Kozak? Jak jest ulokowana ta sekwencja w stosunku do miejsca startu trnslacji? Czy jest do czegoś kompementarna? Czy warunkuje oddziaływanie mRNA i rRNA (rybosomu) u Eukaryota? Jaką pełni funkcję? Czy występuje tylko u Eukaryota czy u Prokaryota też?

16. Czym różni się inicjacja translacji u Pro- i Eukaryota? Jaką funkcję w translacji pełni czapeczka?

17. Jaką funkcję w translacji u Eukaryota pełnią czynniki eIF2 oraz eIF3, eIF4E i eIF4G? Jak inaczej nazywa się eIF4E? Jakie białka pośredniczą w oddziaływaniu rybosomu z mRNA podczas inicjacji?

18. Czy proces skanowania mRNA w celu odszukania miejsca startu translacji jest charakterystyczny dla Prokaryota, dla Eukaryota czy i dla jednych i dla drugich orgaizmów?

19. Jaki proces dotyczący struktury rybosomu kończy inicjację i pozwala na rozpoczęcie elongacji?

20. W jaki sposób wysoki poziom żelaza wpływa na translację mRNA dla ferrytyny? Co to jest ferrytyna i jaką pełni funkcję? Co to jest struktura IRE? Co to jest IRP? Jaką ma strukturę? W jakich warunkach IRP oddziałuje z IRE i jakie są tego konsekwencje?

21. Jakie czynniki uczestniczą w elongacji? Jaką funkcję pełni czynnik EF-Tu? Jak funkcjonuje czynnik EF-Tu jako białko G? Jakie białka pełnią funkcję GEF i GAP dla EF-Tu? Z jakim miejscem w rybosomie oddziałuje kompleks EF-Tu-aminoacylo-tRNA?

22. Jaki mechanizm (oprócz specyficzności reakcji prowadzonych przez syntetazy aa-tRNA) decyduje o wierności translacji. Dlaczego wiązanie peptydowe może powstać dopiero wtedy gdy EF-Tu opuści rybosom? Co decyduje o tym, ze EF-Tu może opuścić rybosom (silne oddziaływanie kodon-antykodon). PRZEMYŚLEĆ!

23. Jaka aktywność katalityczna decyduje o utworzeniu wiązania peptydowego? Jaki związek chemiczny (białko czy RNA?) odpowiada za tę aktywność? Gdzie jest zlokalizowana w rybosomie? Skąd pochodzi energia potrzebna na utworzenie wiązania peptydowego? Co jest przenoszone na co - aminokwas jest odłączany od tRNA i przenoszony na już utworzony peptydylo-tRNA czy też peptyd jest odłączany od tRNA i przenoszony na aa-tRNA?

24. Jaki jest mechanizm translokacji rybosomu podczas elongacji? Jaki czynnik uczestniczy w tym procesie?

25. Jak funkcjonują EF-Tu i EF-G w elongacji? Jakie procesy mogą zachodzić w wyniku hydrolizy GTP do GDP w tych białkach (na co zużywana jest energia z hydrolizy GTP?)

26. Jak przebiega terminacja translacji? Opisz ten proces. Jakie czynniki uczestniczą w terminacji translacji u Prokaryota a jakie u Eukaryota? Które z nich rozpoznają kodony STOP? Który czynnik jest białkiem G? W jakiej postaci wystepuje rybosom po zakończeniu terminacji?

27. Co to są polisomy?

28. Wymień antybiotyki hamujące translację. Jakie mogą być mechanizmy ich działania?

Transport białek i potranslacyjne modyfikacje białek

1. Które białka są produkowane na szorstkiej siateczce endoplazmatycznej? A które na rybosomach czy polisomach cytoplazmatycznych?

2. Co to jest peptyd sygnałowy? Jakie ma charakterystyczne cechy? Które białka są mają podczas syntezy peptyd sygnałowy. W jaki sposób synteza peptydu sygnałowego zapewnia to, że białko trafi do siateczki endoplazmatycznej. Jakie białka uczestniczą w tym procesie?

3. Co to jest translokon?

4. Jaką reakcję prowadzi peptydaza sygnałowa? Dlaczego niektóre dojrzałe białka są krótsze od strony N-końca niż wynikałoby to z sekwencji ich mRNA?

5. Wymień trzy typy potranslacyjnych modyfikacji białek. Wszystkie kolejno omawiane modyfikacje postaraj się zaklasyfikować do jednego z tych typów.

6. Na czym polega rola białek opiekuńczych. Do jakiej rodziny należ główne białka opiekuńcze u Eukaryota? Wymień białka opiekuńcze siateczki śródplazmatycznej, które z nich odpowiadają za prawidłowe fałdowanie glikoprotein?

7. Jaką funkcję pełni i gdzie występuje izomeraza disiarczkowa białek? Jaką funkcję pełni i gdzie występuje izomeraza peptydylo-prolilowa?

8. W jakich przedziałach subkomórkowych zachodzi glikozylacja białek? Jak mogą być przyłączone reszty cukrowe do polipeptdów (jakim typem wiązania?). Jak tworzą się struktury cukrowe glikoprotein związanych z białkiem wiązaniem N-glikozydowym? Podaj 4 główne etapy: (a/tworzenie struktury na fosforanie dolicholu i przeniesienie struktury do światła siateczki, b/przeniesienie oligosacharydu z fosforanu dolicholu na białko, c/hydroliza niektórych reszt cukrowych, d/dobudowanie innych reszt cukrowych zgodnie z ogólną strukturą determinowaną obecnością enzymów o określonych specyficznościach. Jaka jest struktura, gdzie występuje i jaką funkcję pełni fosforan dolicholu? Jakie jest znaczenie fizjologiczne części cukrowych glikoprotein?

9. Co to jest preprobiałko? Jak z preprobiałka powstaje probiałko (przy udziale jakiego enzymu?). Jakie jest znaczenie fizjologiczne występowania probiałek? Wymień kilka znanych Ci probiałek? czy sekwencja „pro” musi zawsze występować na N-końcu probiałka? czy znasz przykład występowania tej sekwencji wewnątrz łańcucha probiałka? jaka wtedy będzie konsekwencja wycięcia sekwencji pro? (proinsulina)

10. Oprócz białek, które samą swoją strukturą (domeny błonowe) są związane z błonami biologicznymi, białka mogą być zakotwiczone w błonie - jakie są typy kotwic? Które kotwice wiążą białka tak, że są one skierowane do wnętrza komórki; a które tak, że białka są skierowane na zewnątrz komórki. Jaka jest chemiczna struktura kotwicy GPI? Podaj przykłady białek zakotwiczonych przez GPI? Czy białka zakotwiczone przez GPI mogą być z błony uwalniane? Czy jest to proces odwracalny? Jakie enzymy uwalniają GPI z błony? Jakie znaczenie ma kotwiczenie białek wewnątrz komórki. Napisz (narysuj) wzory kotwic wewnątrzkomórkowych.

11. Jakie modyfikacje histonów wpływają na transkrypcję genów?

12. Czy ubikwitynacja zawsze prowadzi do degradacji białka? Jeśli nie, to na co może wpływać ubikwitynacja i od czego zależy jaki efekt wywoła przyłączenie ubikwityny? Co to jest ubikwityna?

13. Fosforylacja białek - jak nazywają się enzymy, które fosforylują białka a jak nazywają się enzymy, które defosforylują białka? Czy fosforylacja = aktywacja? Podaj przykład enzymu którego aktywność jest hamowana przez fosforylację.

Pytania Ogólne:

Co to są endonukleazey, egzonukleazy i ekscynukleazy?

Wymień poznane białka G.

Wymień poznane rybo nukleoproteiny. Jaką funkcję w tych związkach pełni RNA

Wymień poznane rybozymy

---