המשך מצגת 5- הדוגמה המרכזית

Question 1

הדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית

Answer 1

• חלבון לא הופך לרנא ולא לדנא
• רנא יכול לעתים להפוך לדנא
• דנא יכול לשפכת את עצמו, ואז יווצר עותק של דנא שנקרא רנא

Question 2

פרנסיס קריר

Answer 2

גילה את הדוגמה ב1970

Question 3

שכפול דנא תקציר

Answer 3

• שכפול דנא הוא תהליך של יצירת העתק של מולקולת דנא בתאים של יצורים חיים.
• מלקולה חדשה של דנא מסונטזת מנוקליאוטידים חופשיים הנמצאים בתא.
• השכפול מתבצע בעזרת האנזים דנא פולימראז.
• מולקולת הדנא משמשת כתבנית ליצירת מולקולה חדשה
• אחד מהתליכים הקודמים לחלוקת התא.

Question 4

מה זה אומר תליך סמי קונסרבטיבי

Answer 4

כל אחת ממולקולות ה

DNA

החדשות מכילה גדיל אחד שמקורו במולקולת ה

DNA

המקורית וגדיל אחד אשר נוצר בתהליך השכפול.

Question 5

מה התרומה של הליגאז בשלה השכפול

Answer 5

אנזים אשר שובר את קשרי המימן בין הבסיסים

Question 6

מה מטרת חלבונים קושרי הגדיל

Answer 6

לנוע משני הגדילים שהופרדו בתהליך של שכפול לחזור זה לזה

Question 7

מה התפקיד של הדנא פולימראז

Answer 7

מזהה את האיזור שאליו הוא אמור להקש בעזרת פריימר, נקשר אליו ומתחיל לסנטז גדיל כפול מחד הגדיל תוך כדי שהוא מסיר את החלבונים הקושרים.

Question 8

מגבלות ביוכימיות בתהליך השכפול

Answer 8

• סינטזת גדיל דנא אפשרית רק בכיוון אחד. מקצה 5 לקצה 3. נוקליאוטידים מוספים רק לקצה 3.
• סינטזת דנא חייבת להתחיל מקצה פחמן 3 חשוף של נוקליאוטיד כלשהו.

Question 9

שלבי השכפול:

Answer 9

• אתחול: בתחילת תהליך מספר חלבוני מפתח נקשרים לאיזור מקור השכפול וגורמים לפתיחה חלקית של סליל הדנא. נוצרת בועת שכפול. במרכזו של כל בועת שכפול נמצאת קבוצת אנזימים וחלבונים אחרים
• שלב ההתארכות: בשלב זה מזלגות השכפול “מתקדמים” לשני הכיוונים על ידי אנזים ההליקאז שמפרק את קשרי המימן, מזלגות השכפול מתרחקים ממקור השכפול. בשטח של כל מזלג מצוי
  DNA
  פולימראז המאריך את הגדילים המתהווים על גבי שתי תבניות מקוריות.
  כיוון שהגדיל צריך להיות דנא, ובשלב הזה הוא מורכב גם מפריימרים, שהם חלקים של רנא, צריך להפטר מהם.
• שלב הסיום: ההליקאזים ייפגשו בשני קצוות המזלגות שנוצרו, ואז השכפול יפסיק.

Question 10

דנא פרימאז-

Answer 10

יוצר רנא ראשוני, פריימר, אליו מתחברים לאחר מכן בסיסי הדנא. מסנתז גם מפחמן 3 לפחמן 5 ובקצה החשוף יש קבוצה כהלית השייכת לפחמן מספר 3. בין קצה חשוף להתחלה של סנטוז דנא יש מרווח. נקרא גם ניק

Question 11

דנא פולימראז סוג 3-

Answer 11

אנזים אשר מבצע סנטוז של הגדיל החדש על ידי יצירת קשרים פוספודיאסטריים בין הנוקליאוטידים אשר נקשרים לגדיל התבנית. זה הפולימראז העיקרי וקצבו מהיר. (מבצע טרום קריאה מ3 ל5, אחכ סנטוז מ5 ל3, ואז מוודא מ3 ל5 ומתקן במידת הצורך)

Question 12

אקסונוקלאז-

Answer 12

אנזים אשר מסלק את הפריימר רנא.

Question 13

ד’נא פולימראז סוג 1

Answer 13

תפקידו לסנטז חלקי דנא חדש במקום הפריימר. הדנא החדש שנוצר לבין הדנא שנוצר על ידי פולימראז 3 אין התכה מושלמת

Question 14

דנא ליגאז-

Answer 14

לאחר סילוק הפריימר ובבניית הגדיל של דנא, יש צורך לקשר מחדש את הנוקליאוטיד שהיה צמוד לפריימר רנא. תפקידו לרתך

Question 15

leading strand

Answer 15

הגדיל שעליו מתבצע סנטוז רציף

Question 16

lagging stand

Answer 16

הסנטוז על הגדיל ההפוך , הפריימר מצדו השני מכיל קצה של פחמן 5’, ולא יכול להתארך לכיוון הצד השני. ולכן, כאשר ההליקאז ממשיך לפתוח עוד ועוד את השרשרת הדו גדילית, כל פעם נצרים עוד פריימרים על מנת שאל הפריימרים האלה יוכלו להתחבר הפולימראז סוג 3 כדי לסנתז עוד מקטע של גדיל

DNA.
מקטעי אוקזקי- על כמה מאות בסיסים מוטבע פריימר על התבנית, מסונת קטע DNA קצר בכיוון הנכון ואז הפריימר מסולק.

Question 17

תהליך השכפול בתא פרוקריוטי

Answer 17

הפרוקריוטיים עוברים תהליך זה בצורה פשוטה ומהירה יותר:

• בתא פרוקריוטי יש פחות דנא
• מולקולת הדנא קצרה יותר

אין גרעין, הדנא נמצא באיזור מסויים בתא. הדנא מכפיל את עצמו, התא גדל ואז כל מולקולת הדנא הולכת לקצה אחר של התא. נוצרות שתי מגרעות בתוך המברנה של התא הגדול, וכשהן נפגשות, נוצרים שני תאים הפרדים עם אותה מולקולת דנא כמו שהייתה לתא המקורי.

Question 18

תהליך השעתוק

Answer 18

התהליך בו מולקולת
m rna
נוצרת על פני ה
DNA,
שהיא בעצם התעתיק של ה
DNA.
השעתוק מתרחש בתוך הגרעין, אך תוצר השעתוק יוצא אל מחוץ לגרעין-אל הציטופלסמה של התא.

Question 19

הגדיל המקודד, sense-

Answer 19

עליו נמצא הגן

הוא סנס, הוא מרגיש את הגן עליו (סתם שיעזור לי לזכור)

Question 20

גדיל התבנית, antisense-

Answer 20

הגדיל הנגדי, עליו לא נמצא הגן. הוא זה שיתבצע עליו תהליך השעתוק. משמש כגדיל התבנית

Question 21

רנא פולימראז

Answer 21

• בנוי ממספר יחידות
  
  • שתי תתי יחידות אלפא
  • תת יחידה בתא
  • תת יחידה בתא תג
• וגורם נוסף שהוא גורם סיגמה
• הליבה יכולה לסנטז לבדה גדיל רנא, אך גורם הסיגמה חיוני לשעתוק מוצלח, שכן הוא מסייע לאנזים להיקשר דנאבתחילתם של גנים. הודות לכך לא מתבצעים שעתוקים אקראיים לכל אורך הגנום אלא רק מתחילתם של גנים ועד סופם.

Question 22

שלב ההתחלה בתהליך השעתוק

Answer 22

• יש רצפים של בסיסים שנקראים
  recognition sequences,
  דוגמה לרצף כזה הוא ה
  TATA BOX
  רצף ארוך של
  T A T A.
  רצפים אלה נקראים פרומוטור.
• על רצפים אלה מתחברים פקטורי שעתוק. מתיישבים עליהם. והם “מושכים” את
  RNA
  פולימראז שאחראי על השעתוק.
• מגיע אנזים שנקרא
  RNA
  פולימראז ומתיישב לפני גדיל המטרה על רצפים רגולטורים-
  promotor,
  על שני גדילי ה
  DNA.
• כל פעם שהאנזים מזהה רצף כזה- שם הוא מתיישב.
• האנזים הזה מתיישב ויוצר את “בועת השעתוק”. ורק אחרי יכול להתחיל השלב הבא, של ההתארכות.

Question 23

שלב ההתארכות של השעתוק

Answer 23

• ה
  RNA
  פולימראז “ירוץ” על גבי הגדיל לכיוון של 3’ ל5’, אבל ייצור את הגדיל המשועתק לכיוון הנגדי, זהה לגדיל שאותו מקודדים- 5’ ל3’.
• בתהליך זה מגיעים אוקסינוקליאוטידים של מולקולת רנא ומתיישבים על אחד הגדילים, על ידי זיווג בסיסים.
• הרנא פולימראז קושר בין האוקסינוקליאוטידים באמצעת קשרים פוספודיסאטריים.

Question 24

שלב הסיום של השעתוק

Answer 24

• כאשר הרנא פולימראז מגיע לרצף מסוים, שנקרא רצף טרמינציה, הוא מסיים את התהליך. מתנתק מהדנא והדנא נסגר חזרה.
• הגדיל שנוצר משתחרר מהגרעין ויוצא אל הציטופלסמה.
• אם מדובר בתאים פרוקריוטיים- הגדיל הזה משתחרר מהדנא ונשאר בציטופלזמה

Question 25

מהי

אפיגנטיקה

Answer 25

תחום חקר הביטוי של גנים באורניזמים שונים, במהלך חייו ובמהלך ההתפתחות העוברית. המשמעות היא “מעל הרצף הגנומי” של הדנא

בתחום האפיגנטיקה נחקר גם תחום הבקרה על תהליכי השעתוק, שהם מקור ביטוי הגנים.

• כיצד הפנוטייפ בא לידי ביטוי?
• כיצד פעילות של גנים משתנה במהלך חיי האורגניזם?
• כיצד הגנים של אותו אורגניזם שונים בתאים שונים?
• מה גורם לגן מסויים לבוא לידי ביטוי ולאחר ל?

Question 26

אפיגנום

Answer 26

סך כל השינויים הכימיים של ה
DNA
ושל ההסטונים הקשורים, של בקרה של גנים שנמצאים בגנום.

Question 27

בקרה על תהליכי השעתוק

Answer 27

כל התאים מתחילים מביצית מופרית אז חל תהליך ההתמיינות.

יש בקרות שוות ברמות שונות ל שעתוק ותרגום. אבל בגלל שאותו דנא נמצא בכל התאים בגוף, צריך לגרום למצב שהוא חלקים מסויימים לא יתבטאו על מנת שיוצצרו חלבונים שונים.

Question 28

התמיינות, דיפרנציאציה

Answer 28

התהליך שבו מ”גוש” תאים לא ממויינים, נוצר אורגניזם בעל תאים שיכולים לבצע פונקציות שונות. התאים שונים זה מה מבחינת גודל, צורה, פונקציה, חלבונים ופעילות מטבולית. ההתמיינות באורגניזם רב תאי היא פעולת מפתח.

Question 29

מתי התאים מתמיינים?

Answer 29

• בהתפתחות העוברית
• כל הזמן כאדם בוגר במח העצם.

Question 30

מהם פקטורי השעתוק?

Answer 30

• מדובר בחלבונים המסייעים בתהליך השעתוק ומסוגלים באמצעות מנגנונים שונים “להדליק ולכבות” גנים.
• בקרה על תהליכי השעתוק
• פקטורי השעתוק משפיעים באמצעות פעולה הקשורה באופן הדוק לרנא פולימראז.
• בשעתוק, הרנא פולימראז צריך להקשר קצת לפני הגן שאותו משעתקים. הם משפיעים על הקישור של רנא פולימראז לגן- חלקן מדכאות את תהליך הקישור ובכך “משתיקים” את הגן. ובדרכים אחרות מעודדים את הקישור לדנא ובכך “מפעילים” את הגן.

Question 31

פקטורי שעתוק מתחלקים לשני סוגים

Answer 31

• Basal TF
• Regulatory TF

Question 32

basal TF

Answer 32

• עובדים תמיד ותמיד צריך אותם
• בלעדיהם הרנא פולימראז לא יכול להקשר לדנא לאתחול השעתק
• הם חלבונים שמאפשרים את הקישור בין הרנא פולימראז לדנא
• פרומוטור- רצף של דנא שנמצא במעלה זרם הגןומהווה איזור רגולטור אליו נקשרים פקטורי השעתוק . מכיל רצפי הכרה מסויימים. כמו טאטא בוקס

Question 33

Regulatory TF

Answer 33

מתחלקים לשני סוגים:

• Activator- גורמים לביטוי של הגן
• Receptor- מדכאים את הביטוי של הגן

Question 34

Activator

Answer 34

גורמים לביטוי של הגן. הם עוזרים לרנא פולימראז היקשר לדנא. איך ם עושים את זה?- הם מחלישים את הקשר בין הדנא לבין ההיסטונים בעזרת קבוצה כימית שנקראת אצטיל בתהליך אצטילציה, וגורמים לדנא להיות פחות הדוק. כתוצאה מכך הדנא שתחרר מההיסטונים והוא יותר חשוף לרנא פולימראז.

Question 35

Receptor

Answer 35

• הפרעות פיזיות:יכולים להקשר לפקטורים הבאזלים, ובכך למנוע מפקטורים אלה להקשר לדנא, וככה הרנא פולימראז לא יכול להקשר לדנא
• הפרעות ביוכימיות: הם גורמים לתהליך של דה-אצטילציה. ובכך הקשר בין הדנא להיסטונים חוזר להיות הדוק ומקשה על הרנא פולימראז להקשר לדנא.

Question 36

תרגום RNA

Answer 36

• בתהליך התרגום, מולקולת חלבון מסונתזת לפי מידע המצוי במולקולת רנא שליח, על פי חוקי הקוד הגנטי.
• בשונה מתהליך השעתוק שבו קוד הדנא עובר לקוד הרנא עם שינוי קל באחד הבסיסים, בתהליך התרגום המידע מצוי במולקולת הרנא, המקודד באמצעות ארבעת סוגי הנוקליאוטידים.- מתורגם לתוכן שרשרת חומצות האמינו המרכיבה את החלבון.
• הקוד הגנטי מקודד ל20 סוגים שונים של חומצות אמינו בתוספת סימוני תחילת תרגום ועצירת תרגום.
• בתהליך התרגום, סוג של חומצת אמינו בחלבון המסונתז נקבע על פי רצף של שלושה נוקליאוטידים סמוכים הנמצאים על גבי מולקולת
  M RNA-
  שלשה הנקראת קודון.

Question 37

שלב האתחול של התרגום

Answer 37

התהליך מתחיל כאשר תת יחידה קטנה של הריבוזום נקשרת למולקולת רנא שליח. קישור זה מתבצע לרוב בקודון
A-U-G
המקודד לחומצת אמינו מתיונין.

Question 38

שלב ההתארכות של התרגום

Answer 38

• לאחר קישור תת היחידה הקטנה של הריבוזום לרצף, תת היחידה הגדולה מצטרפת לקומפלקס. בתוך הקומפלקס הריבוזומלי הנוצר, קיימים שלושה אתרים סמוכים זה לזה, המותאמים למולקולת ה
  t RNA

A P וE

• באתר הראשון- מתבצע זיווג בסיסים בין הקודון הנוכחי של הרנא שליח, לאנטיקודון של הרנא מוביל מתאים לו.
• האתר הבא, הרנא מוביל הקודם מחזיק את השרשרת הפוליפפטידית שסונטזה עד לאותו הרגע. כאשר שני האתרים הראשונים מאוכלסים, נוצרת קרבה בין שתי חומצות האמינו, קשר זה מחליף את הקשר בין חומצת האמינו החדשה לרנא מוביל שבאתר השני. בשלב זה אנזים מסויים יוצר קשר פפטידי בין ומצת האמינו החדשה לחלבון הקיים.
• בשלב הזה מתבצעת תזוזה של הריבוזום. רנא שבאתר השני עובר לאתר השלישי ועוזב את הריבוזום.

Question 39

סיום שלב התרגום

Answer 39

התהליך יימשך עד אשר הריבוזום יגיע לאחד מקודוני הסיום. כאשר הוא מגיע לקודון זה, תהליך התרגום מופסק מכיוון שלאתר
A
נקשרים “פקטורי סיום” הדומים ל
RNA
מוביל, אל ללא חומצות אמינו. כך שאינם יכולים להקשר לשרשרת החלבונית.

Question 40

מולקולת

t-rna

Answer 40

• מורכבת משרשרת של חומת גרעין רנא
• לקצה 3 יכולת להקשר לחומצת אמינו בקשר קוולנטי
• קצה 5 הוא חופשי
• מורכבת משלושה לופים כאשר הלופ המרכזי מכיל רצף של בסיסים שנקרא נטיקודון

Question 41

נירינברג

Answer 41

חתן פרס נובל, הוא זה שפענח את הקוד הגנטי. הוא הצליח לשייך איזו שלשה שייכת לאיזו חומצת אמינו.

Question 42

הקוד הגנטי

Answer 42

שיוך שלשות בסיסי רנא לחומצות אמינו מסוימות.

Question 43

האם הקוד הגנטי אוניברסלי?

Answer 43

• הוא אוניברסלי ומשותף לכלהאורגניזמים. יש כמה יוצאים מן הכלל- יש אברונים מסויימים בתוך צמחים שיש להם וריאציה מסוימת ש הקוד הגנטי הידוע- קוד גנטי דומה לאוד לקוד הידוע, אך לא זהה לו.

Question 44

ממצאי נירנברג

Answer 44

• שלשות מסויימות נותנות את אותה חומצת אמינו.
• יש 64 קודונים אפשריים (צירופים), ורק 20 חומצות מינו אפשריות

Question 45

יתירות

Answer 45

מספר קודונים המקודדים את אותה חומצת אמינו. היתירות מאפשרת סבילות מסויימת למוטציות.

Question 46

Silent mutation

Answer 46

כאשר שינוי באחד מהבסיסים לא משפיע על החלבון. בגלל היתירות

Question 47

Missense mutation

Answer 47

סוג של מוטציה נקודתית שבה שינוי בנוקלאוטיד יחיד מוביל לשינוי קודון ולכן גם בזהות החומצה האמינית. לא כל מוטציה כז תביא בהכרח לשינוי משמעותי של החלבון. למוטציות הממוקמות באתר הפעיל של החלבון או כאלו הפוגעות במבנה המרחבי שלו יש פוטנציאל הרסני יותר.

Question 48

Nonsense mutation

Answer 48

מוטציית פסק

כאשר שינוי באחר מהבסיסים מהיא ליצירת קודון סיום, ולפיכך מקצר את החלבון

Question 49

frameshift mutation

Answer 49

נוצרת כתוצאה מהוספה או מחיקה של נוקלאוטידים ברצף הדנא, מה שיגרום לשינוי במסגרת הקריאה ושינוי מוחלט של התרגום.

קודון הסיום ישתנה.

Question 50

המוטציה שגורמת לאנמיה חרמישית

Answer 50

נוקלאוטיד מספר 20 בגן של שרשרת בטא של חלבון המוגלובין משתנה עקב החלפה של אדנוזין בתריאונין, כך שרצף ה
DNA
משתנה מ
GAG
ל
GTG
, ולכן התרגום לחומצה מינית משתנה מחומצה גלוטמית בעמדה 6, לולין.

Question 51

תהליכי עיבוד לאחר תרגום

Answer 51

• אחרי שהחלבון יותא מהריבוזום, הוא עדיין לא מתפקד. צריכים להתרחש תהליכים שונים בגרעין כמו חיתוך הוא הוספה של עוד קבוצות כימיות כדי שהוא יוכל לתפקד (פוספט, סוכרים, וכו)
• יש הרבה מאוד תהליכים שהחלבונים יכולים לעבור כדי שיהיו פעילים.
• רק לאחר שהחלבון מתפקד הוא ייא מהריבוזום.
• אם הוא חלבון תך תאי, הוא יישאר בתא, אם הוא חוץ תאי, הוא יופרש מהתא.