НК

Question 1

Какво представлява стекинга между базите в ДНК?

Answer 1

• АБ са хидрофобни и при свързване на комплементарните вериги се притискат с широките си страни - няма водни молекули
• хидрофобни, Вандерваалсови взаймодействия между базите
• зависи от вида нуклеотиди - най-изразен при GC-GC, най-слаб при AT-AT
• скелетите на двете вериги се извиват - стабилизиране

Question 2

Денатурация на ДНК зависимост

Answer 2

• при повишена темп първо се отварят А/Т участъци, Г/Ц при по-висока темп
• репликация и транскрипция започват от райони с А/Т, свързване с белтъци

Question 3

Същност и примери за интеркалиране между базите

Answer 3

• съед. с пръстенни мол. - добри цитохим. бои за НК, мутагени и канцерогени
• пропидиев йодид
• риванол (етакридинов лактат) - вмъкване в бактериална ДНК
• actinomycin D

Question 4

Видове ДНК спирали

Answer 4

• В - дясна, 2нм диам., най-устойчива термодинамично, голяма и малка бразда за свързване на белтъци с ДНК
• А - по-широка от В, при обезводняване, свойствена на двойноверижни РНК, смесени ДНК-РНК при транскрипция (ОН-група на РНК)
• Z - лява, скелет образува зигзаг, в участъци с ЦГЦГ на ДНК, близо до промоторите на гените, разпознаване от белтъци

Question 5

Обяснете свръхспирализацията на ДНК

Answer 5

• при прилагане на напрежение на усукване на пръстенна/линейна ДНК с фиксирани краища
• позитивна - в посока на спирала, по-гъсти обороти
• негативна - в обратна посока на спирала, по-редки обороти
• при отваряне на спиралата при репликация, транскрипция
• премахва се от топоизомерази

Question 6

Разлика между сенс и антисенс вериги на ДНК

Answer 6

• сенс (положителна, допълнителна) - верига, която съвпада с РНК транскрипта (Т заменен с У)
• антисенс (отрицателна, матрична) - комплементарна на РНК транскрипт, сенс верига - матрица
• амбисенс - НК на едноверижни геноми - сенс и антисенс
• валидни само за конкретния участък

Question 7

РНК структурни равнища и свойства

Answer 7

• първична - едноверижна
• вторична - двуверижни бримки, образувани при комплементарно свързване на части след завой на 180
• третична - доп. нагъване в пространството
• някои с каталитична (рибозими), репликация (днес геноми на РНК-вируси)

Question 8

Кои са кодиращите РНК? функция, структура

Answer 8

• мРНК - нямат вторична структура
• носи информация за кодиран белтък до рибозомите
• кодираща област - кодони за разпознаване от тРНК, старт и стоп кодон
• 5’-нетранслиран участък - място за разпознаване на рибозома
• 3’-нетранслиран участък - зависи трайност на мРНК

Question 9

Некодиращи РНК видове

Answer 9

• малки - структурни (рРНК, тРНК, snRNA, snoRNA), регулаторни (miRNA/siRNA, tiRNA, piRNA)
• големи (над 200 нк) - lincRNA, enhancer RNA, Xist RNA

Question 10

Пример за голяма некодираща РНК

Answer 10

Xist RNA
- инактивиране и уплътняване на Х хромозома при женски бозайници
- в периферия на интерфазно ядро

Question 11

РНК, участващи в транслацията примери

Answer 11

• мРНК
• рРНК - структурна, каталитична функция (най-голяма)
• тРНК - 3 големи, една малка бримка, третична структура като Г - съответствие между АК (към 3’ край) и мРНК (свързване чрез антикодон)
• SRP - разпознава сигнална последователност на белтъци, маркирани за износ, настанява рибозома върху ЕПР, пп преминава в лумена

Question 12

РНК, участващи в зреенето на РНК примери

Answer 12

• snRNA - процесинг на мРНК, заедно с белтъци образуват комплекс snRNP, участват с сплайсозомата, разпознават места за сплайсинг
• snoRNA - зреене на рРНК
• Рибонуклеаза Р - рибозим, който изрязва излишни краища на тРНК при зреене

Question 13

РНК, участващи в репликация
Регулаторни РНК
Паразитни РНК

Answer 13

• теломеразна РНК
• антисенсРНК (asRNA), микроРНК (miRNA), малки интерфериращи РНК (siRNA), CRISPR
• геномна вирусна РНК, вироиди

Question 14

Какво представлява генното заглушаване?

Answer 14

• селективно блокиране на транслация на определени гени - пълно заглушаване и частично намаляване на активност
• чрез miRNA, siRNA - комплементарни на нетранслирания 3’-край и участват в комплекс (RISC), заедно с ендо- и екзонуклеази
• RISC се свързва с мРНК, спира трансация, разгражда я - използва miRNA, siRNA като матрица за разпознаване на комплементрани мРНК, активират ензими за разграждане

Question 15

Микро РНК функция, съзряване, принцип на действие

Answer 15

• ендогенни, 18-22 нк
• регулация на кл. и тъканна диференциация, делене на стволови клетки, апоптоза, липидна обмяна
• 70% от гените за miRNA в части на генома без гени за протеини, някои се нуждаят от процесинг
• незрелите са двуверижни, по-голямата част се премахва (passenger strand), остава guide strand, които се свързва с нетранслирани участъци на мРНК (RISC)
• при пълно комплементарно свързване с мРНК тя се разгражда, при частично свързване се намалява шанса за транслация

Question 16

Разлика в действие на miRNA, siRNA

Answer 16

1) Двойноверижна РНК се образботва от Dicer и се включва в RISC, там passenger верига се отрязва, guide верига насочва RISС до (само една) таргетна мРНК - пълна комплементарност на siRNA с мРНК - сигнал на мРНК да бъде нарязана
2) pri-miRNA (двойноверижни, с бримка) след транскрипция се обработва от Drosha до pre-miRNA, в цитоплазма се обработва от Dicer до miRNA, включва се в RISC, passenger се изрязва - комплекс се свързва не напълно комплементарно с мРНК - или нарязване или забавяне на транслация

Question 17

Терапевтично риложение на siRNA, miRNA

Answer 17

• вирусни инфекции – свързват се с вирусната РНК или блокират гени за проникване и възпроизводство на вируса в клетката
• рак – блокират гени за туморогенезата.
• невродегенеративни болести – блокират гени за продукти, които провокират
  заболяването - снижава нивото на
  молекулите, които увреждат нервните клетки

Question 18

Какво представлява антисенс РНК? същност, видове, особеност, приложение

Answer 18

• едноверижни, комплементарни на кодиращи райони от мРНК, хибридизират с тях и ги блокират
• регулация на генна експресия - натурални и синтетични
• asRNA не работи в комплекс с RISC
• антисенс терапия - лечение с антисенс олигонк - променя се експресия на мРНК (лечение на муск. дистрофии)

Question 19

Какво представлява CRISPR? същност, приложение

Answer 19

• ДНК-последователности в геномите на прокариотите
• копия на фрагменти от геноми на вируси, някога паразитирали - разпознаване и блокиране на вирусни геноми
• на тях са основани: инактивиране на мутантни гени при човека, промяна на генотип на насекоми против пренос на паразити, мод. на раст. геном

Question 20

Начин на действие на CRISPR

Answer 20

1) При инфектиране на клетка с вирус се изрязва част от генома му и се прибавя в CRISPR
2) Когато в клетката навлезе вирус CRISPR се транскрибира, транскрипт се нарязва на CRISPR-RNA молекули, една от които е комплементарна на вирусна ДНК
3) CRISPR-RNA насочва кл. механизми към разграждане на вирусна ДНК чрез Cas9

Question 21

Приложение на CRISP в медицинска практика

Answer 21

1) Създават се къси РНК, комплементарни на проблемен ген (guide-вериги, свързани с Cas9)
2) Малките РНК разпознават комплементарния участък (хибридизация и скъсване на ДНК), Cas9 го изрязва
3) Клетката заменя изрязания участък с нормално копие от хомоложна хромозома чрез ДНК репарация и сайт-специфична рекомбинация