Replikacja naprawa i rekombinacja dna u eukariont w
Download
1 / 32

Replikacja, naprawa i rekombinacja DNA u eukariontów - PowerPoint PPT Presentation


  • 147 Views
  • Uploaded on

Replikacja, naprawa i rekombinacja DNA u eukariontów. Zasada replikacji DNA. Replikacja DNA jest elementem cyklu komórkowego. U eukariontów DNA występuje w kompleksie zwanym chromatyną. Replikacja u eukariontów. Inicjacja, elongacja, terminacja Problem końców chromosomów Jądro - organelle.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Replikacja, naprawa i rekombinacja DNA u eukariontów' - infinity


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript




Replikacja u eukariont w
Replikacja u eukariontów chromatyną

  • Inicjacja, elongacja, terminacja

  • Problem końców chromosomów

  • Jądro - organelle


Inicjacja replikacja zaczyna si jednocze nie w wielu miejscach
Inicjacja chromatyną(replikacja zaczyna się jednocześnie w wielu miejscach)


Ori origins of replication
ORI (Origins of replication) chromatyną

  • ARS (Autonomously Replicating Sequence) u drożdży

  • Specyficzna sekwencja 200 pz jest minimalną sekwencja wymaganą do inicjacji replikacji chromosomowego DNA.

    U ssaków inicjacja (ORI) obejmuje sekwencję 10 000 pz

    U roślin sekwencje ORI nie są zidentyfikowane

    W chromosomach istnieje wiele potencjalnych ORI, ale nie wszystkie funkcjonują w każdej komórce

    Fragment DNA replikowany z jednego ORI nosi nazwę replikonu ( u roślin długość replikonu to przeciętnie 50-70 kb)

    Nie wszystkie ORI startują w tym samym momencie, jednak porządek ich uruchamiania jest w komórkach ściśle kontrolowany i zależy od stanu kondensacji chromatyny w danym miejscu.


Kontrola inicjacji
Kontrola inicjacji chromatyną

  • Licencjonowanie (kontrola pozytywna) – zapewnia, że chromosomy będą się replikować tylko wtedy, gdy w sposób prawidłowy przejdą przez mitozę i znajdą się w komórce potomnej.

  • Aby nastąpiła inicjacja, do ORI musi się przyłączyć Kompleks Rozpoznający Origin (ORC – Origin Recognition Complex) i dodatkowe białka (czynniki licencjonujące Cdc-6 i Cdt-1) umożliwiające ścisłe pokrycie sąsiadującego DNA białkami MCM (Minichromosome Maintenance). Tylko DNA pokryty białkami MCM może być replikowany. Białka MCM są usuwane przez przesuwające się widełki replikacyjne.



Negatywna kontrola inicjacji geminina
Negatywna kontrola inicjacji - Geminina chromatyną

  • Geminina – białko występujące w komórkach w fazie G2

  • Przeciwdziała przyłączaniu się białek MCM do świeżo zreplikowanego DNA (zablokowanie czynnika Cdt-1)

  • Jest degradowana po zakończeniu mitozy

  • Gemininy nie wykryto w drożdżach i roślinach!



Elongacja
Elongacja chromatyną

  • Kompleks wielo-enzymatyczny zawierający polimerazę DNA katalizuje przyłączanie deoksyrybonukleotydów do 3’ końca DNA lub RNA przyłączonego do nici matrycowej DNA.

  • Synteza DNA idzie w kierunku 5’ – 3’, a matryca jest odczytywana w kierunku 3’-5’.

  • Polimeraza DNA może dodawać nukleotydy tylko do już istniejącego fragmentu kwasu nukleinowego (primera).

  • Polimeraza DNA jest nieaktywna w nieobecności primera z wolną grupą 3’ OH, związanego poprzez wiązania wodorowe z matrycą.

  • Primery są syntetyzowane przez specyficzną polimerazę rybonukleotydową zwaną ‘DNA primazą’. Inicjuje ona syntezę primera rozpoczynając od rybonukleotydu purynowego.



Elongacja cd
Elongacja - cd chromatyną

  • Ze względu na asymetrię widełek replikacyjnych *(kierunki!) synteza DNA jest w połowie nieciągła. Na nici wiodącej (jeden primer) dodawanie nukleotydów odbywa się w sposób ciągły. Na nici opóźnionej synteza odbywa się w formie krótkich fragmentów Okazaki, z których każdy wymaga swojego primera.

  • Wytworzenie ciągłej cząsteczki na matrycy nici opóźnionej wymaga systemu naprawy DNA zawierającego specyficzną rybonukleazę – RNazę H, który usuwa primery RNA i zastępuje je fragmentami DNA. Inny enzym – ligaza DNA łączy koniec 3’ nowego fragmentu DNA z 5’ końcem fragmentu DNA poniżej.



Elongacja cd1
Elongacja - cd chromatyną

  • W jądrze eukariontów występują trzy główne polimerazy DNA – α, δ i ε.

  • α – głównie funkcja primazy

  • δ i ε – synteza DNA na nici prowadzącej i opóźnionej.

  • Helikaza DNA (występuje w kompleksie z pol δ i ε ) rozplata dwuniciowy DNA u nasady widełek.

  • Topoizomerazy DNA usuwają napięcia torsyjne powstające w wyniku rozplatania (są przyłączone przed widełkami).


Elongacja cd2
Elongacja - cd chromatyną


Wierno replikacji
Wierność replikacji chromatyną

  • Wysoka wierność replikacji (śr. 1 błąd na 10 9 zreplikowanych pz).

  • Polimerazy DNA są enzymami z funkcją autokorety (proofreading), które usuwają własne błędy podczas replikacji.

  • Kluczowe dla autokorekty są ich aktywności 3’-5’ egzonukleazy, dzięki którym usuwają źle sparowane nukleotydy od 3’ końca nowo zsyntetyzowanego fragmentu DNA. Specjalny system naprawy uzupełnia następnie brakujące fragmenty nici.



Terminacja replikacji
Terminacja replikacji chromatyną

  • Terminacja następuje w miejscach, w których spotykają się nowo syntetyzowane nici DNA powstałe z dwóch sąsiadujących miejsc ORI.




Chromosomy politeniczne (Drosophila – 10 rund replikacji bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)


A cuchowa reakcja polimerazy pcr
Łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR) bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)


Produkty pcr polimeraza taq
Produkty PCR (polimeraza Taq) bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)


Przyczyny uszkodze dna i ich efekty

Tlen, wolne rodniki bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)

UV

Związki alkilujące

Spontaniczna deaminacja (C do U)

Przerwanie łańcucha

Modyfikacje chemiczne zasad

włączanie niesparowanych zasad w trakcie replikacji

Przyczyny uszkodzeń DNA i ich efekty


Uszkodzenia dna przyk ady
Uszkodzenia DNA - przykłady bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)


Systemy naprawy dna

Wycięcie nukleotydów bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)

(dimery pirymidyn, aberracje struktury)

Naprawa błędnie sparowanych nukleotydów (mylnie sparowane zasady)

Naprawa przez wycięcie zasad (nietypowe – hipoksantyna, uracyl-, zalkilowane zasady)

Uwaga: demetylacja 5-met-cytozyny!

Naprawa bezpośrednia (metyloguanina, dimery pirymidyn)

System helikazy XPA (Xerdoerma pigmentosum)

Homologi bakteryjnych białek typu Mut

Glikozylaza DNA, polimeraza δ

Guanino-6-metylotransferaza

Systemy naprawy DNA


Rekombinacja dna
Rekombinacja DNA bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)

  • Gra ważną rolę w podziale mejotycznym komórek (zapewnia zróżnicowanie genetyczne gamet) i, na dłuższą metę - w ewolucji (rearanżacje sekwencji DNA umożliwiają nowe kombinacje sekwencji, które mogą generować nowe rodzaje RNA i białek, wpływając na fenotyp).

  • Mechanizmy rekombinacji są powiązane ściśle z mechanizmami replikacji i naprawy


Rekombinacja w podzia ach mejotycznych
Rekombinacja w podziałach mejotycznych bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)


Rodzaje rekombinacji
Rodzaje rekombinacji bez rozdzielania cząsteczek = 2048 cząsteczek ułożonych obok siebie)

  • Rekombinacja homologiczna występuje pomiędzy długimi sekwencjami, które zawierają rejony w dużym stopniu do siebie podobne (np. rekombionacja mejotyczna). Wymaga białek typu RecA; katalizują one reakcję przeniesienia nici, która umożliwia jednoniciowemu fragmentowi wniknięcie w strukturę dwuniciową w rejonie homologii (powstaje przejściowa struktura trójniciowa).

  • Rekombinacja miejscowo specyficzna (np. rearanżacja genów immunoglobulin) występuje w specyficznych loci, nie wymaga długich rejonów homologii ani białek typu RecA. Wymaga białka rekombinazy (integrazy) i krótkich sekwencji palindroomowych w DNA donorowym i akceptorowym.

  • Rekombinacja nieuprawniona może zachodzić w obecności krótkich rejonów homologicznych (udział polimerazy RNA), a także przy braku jakiejkolwiek homologii (np. integracja do genomów roślin) (udział gyrazy, tj. topoizomerazy II).



ad