Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Molekulární biologie > 2. Chromozomy > Flashcards

2. Chromozomy Flashcards

1
Q

Chromozomy - tož k čemu

A
  • 1/2 hmotnosti tvoří proteiny
  • ochrana DNA před poškozením
  • možnost rovnoměrně rozložit genetickou informaci při dělení buněk
  • zkompaktnění DNA
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Genom prokaryota

A
  • většinou cirkulární DNA, ale i lineární či obojí
  • téměř samé geny
  • jen málo nekódujících sekvencí (regulátory exprese, iniciátory transkripce, počátek replikace…)
  • nemají introny (nekódující sekvence, oddělují od sebe geny)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Genom eukaryota

A
  • několik lineárních chromozomů
  • nižší hustota genů v chromozomech
  • delší geny
  • až 95 % genové sekvence nekódují finální protein
  • 2/3 lidské genomové DNA jsou mezigenové oblasti = JUNK DNA (ale je důležitá)
  • delší intergenové oblasti:
    -> unikátní oblasti (fragmenty, pseudogeny)
    -> repetitivní sekvence (mikrosatelitní DNA, alpha satelitní repetice centromer a telomer, transpozony)
  • velikost genomu je dáno životním stylem organismu
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Mikrosatelitní DNA

A
  • u eukaryota
  • též tzv. STR (Short Tandem Repeats)
  • dinukleotidové repetice
  • např. CACACACA
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Pseudogen

A

= Sekvence odvozená od funkčního genu
- vznik přepisem transkribované RNA pomocí reverzní traskriptázy do DNA
- cDNA nebo complementary DNA, její sekvence je shodná s mRNA
- za určitých okolností může dojít k reintegraci (znovuvložení DNA do genomu) -> vzniká pseudogen
- může obsahovat kompletní kódující sekvenci, ale chybí mu regulační oblast -> není transkripčně aktivní
- jedna z možností vzniku evolučních novinek - je to kopie původního genu, může získávat mutace a může se pak stát aktivním (dostane se před něj regulační oblast)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Nukleosom + sestavení nukleosomu

A
  • základní struktura chromosomu
  • ,,korálky” = DNA na histonech
  • kondenzace DNA cca 3x
  • výskyt průměrně každých 200 bp
  • 1,65 závitu DNA
  • lidská DNA má 30 milionů nukleosomů
  • linker DNA je mezi nukleozomy
  • nukleosomy spolu interagují pomocí N-konců histonů
    Sestavení nukleosomu:
  • H3-H4 tetramer soulží jako lešení pro sestavení okatemeru, k nim se pak přidá H2A, H2B
  • omotání není hladké, DNA je různě zprohýbaná
  • N-konce histonů trčí ven
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Linker DNA

A

= DNA mezi nukleosomy
- je přednostně štěpená
- vazba na histon H1 (ten je mimo nukleosom)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Histony

A

= silně bazické proteiny
- 142 H můstků + elektrostatické interakce v jednom nukleosomu
- bazické AMK histonů (Lys, Arg) neutralizují záporný náboj DNA
- H2A, H2B, H3, H4
- H3 v centromerách může nahradit varianta CENP-A (umí reagovat s kinetochorem)
- H3 A H4 zůstávají na starém vlákně, H2A a H2B jdou na to nové -> nové histony se přemění podle těch starých

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Kontakty histonového jádra s DNA

A
  • na DNA je nasazují histon chaperony (roli tu hrajou i clamp proteiny)
  • 142 H vazeb + elektrostatické interakce
  • většina vazeb mezi proteiny a atomy kyslíku fosfodiesterové kostry DNA
  • jenom 7 H můstků umožňuje ohnutí DNA
  • většina kontaktů je s malým žlábkem (minor groove) nebo s fosfodiesterovou kostrou DNA
  • nezávislé na sekvenci
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Modifikace N-konců histonů

A
  • ACETYLACE (vznik bromodomén) a METHYLACE (vznik chromodomén) lysinu
  • FOSFORYLACE serinu
  • neovlivňuje to samotný nukleosom, ale spíš 30nm vlákno a struktury vyššího řádu
    -> např. acetylace destabilizuje strukturu tak, že histony nemohou neutralizovat negativní náboj DNA
  • přidávání značek na histony pomocí histoacetyltransferázy nebo histonmethylázy
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Jak mění varianty histonů funkci nukleosomů?

A
  • přítomnost modifikovaného H2A.z neumožňuje vznik represních chromatických struktur -> chromatin je přístupnější pro transkripci
  • H2A.z je za nižší teploty víc
  • modifikace histonů vytvářejí vazebná místa pro proteiny s BROMODOMÉNAMI (acetylované histony) a CHROMODOMÉNAMI (methylované histony)
    -> tyto proteiny, co se navážou, buď dál modifikují chromatin nebo regulují např. transkripci
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Solenoidy (=solenosoidy)

A

= nukleosomy s navinutou DNA
= spirála vyššího řádu
- 30nm struktura
- uspořádání zick zack (více pravděpodobné z výzkumu)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Jak se může purifikované 10nm vlákno chromatinu uspořádat v závislosti na iontové síle roztoku?

A
  • Extrémně nízká síla -> 10nm fibrila
  • Nízká iontová síla -> solenoid (30nm)
  • Vyšší iontová síla -> globulární strkutura (30 nm), aby byl zamaskovaný jemně negativní náboj nukleosomů (nukleosomy se tak vtěrknou do kompaktní struktury)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Modifikace značek přidávaných na N-konce histonů

A
  • přidané pomocí enzymu HISTONACETYLTRANSFERÁZY nebo HISTONMETHYLÁZY
  • většinou je to kaskáda několika proteinů, neprobíhá to v jednom kroku
  • Writers: enzymy, zapisují značky
  • Erasers: HISTONDEACETYLÁZA, mažou značky
  • Readers: čtou značky
    -> Proteiny s bromodoménou: umí najít acetylované N-konce
    -> Proteiny s chromodoménou: umí najít methylované N-konce
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Rozvolnění nukleosomů před transkripcí

A
  • str. 19
  • nejdřív se řeší značky na N-koncích histonů
  • Aktivátor transkripce rekrutuje HISTON H3 KINÁZU -> fosforylace serinu v pozici 10 na H3 histonu -> signál pro H4 HISTONACETYLTRANSFERÁZU -> acetylace N-konce H4 -> to je značkou pro transkripční komplex s proteinem Gcn5 -> acetyluje lysin v pozici 14 na N-konci H3 -> tohle navábí RNA polymerázu -> transkripce
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Chromatin remodeling complex

A
  • umí dočasně změnit strukturu nukleosomů (DNA může být posunutá třeba)_
    -> SLIDING: posun nukleosomů po DNA
    -> TRANSFER: přesun nukleosomů na jiné místo na DNA
  • Pohyb dimerů H2A a H2B
  • potřeba ATP
  • je hodně druhů, není jenom jedna
17
Q

Euchromatin

A
  • málo kondenzovaný
  • transkripčně AKTIVNÍ
18
Q

Heterochromatin

A
  • hodně kondenzovaný
  • transkripčně NEAKTIVNÍ
  • má méně genů
  • často má repetitivní sekvence
  • replikuje se až na konci
  • FAKULTATIVNÍ HETEROCHROMATIN = umí se přeměnit na euchromatin
  • KONTITUTIVNÍ HETEROCHROMATIN = to je prostě navždy hetero
19
Q

Poziční efekt

A
  • např. Drosophila - gen White, pokud je normálně transkribovaný -> červené oko, ale pokud se stane, že je umístěný nedaleko heterochromatinu -> gen je stejný, ale je umlčený
    => epigenetická informace = gen tam je, ale je umlčen
20
Q

Uspořádání DNA do 30nm vlákna - model smyčky

A
  • vlákno je navinuté na nukleární scaffold -> vznikají smyčky
  • pokud je smyčka transkripčně aktivní -> dojde pak k většímu rozvolnění (větší smyčka) pro transkripci
  • prokazatelně tam jsou 2 typy topoizomeráz: TOPOIZOMERÁZA II A ESSENCE PROTEINY (kondensiny a kohesiny) = pomáhají skládat kondenzovaný chromosom
21
Q

2 typy topoizomeráz v modelu smyčky DNA

A
  1. Topoizomeráza II
  2. Essence proteiny
    - Koheziny = drží dohromady mitotické/meiotické chromatidy
    - Kondensiny:
    -> v interfázi smotávají chromozomy do kompaktnější struktury pro mitózu
    -> potřebují ATP
    -> Obě skupiny sdílejí stejné ATPázové podjednotky (SMC2 a SMC4)
    -> Obě skupiny mají jiné regulační proteiny
    -> Skupina I = smyčky DNA velké 90 bp
    -> Skupina II = smyčky DNA velké 450 bp
22
Q

SMC proteiny

A
  • dimery
    1. Pantová doména (jak pant u dveří)
    2. Coiled coil
    3. N a C konce + ATPázová doména
23
Q

LADs a TADs

A
  • rozdělení genomu vyšších eukaryot
  • jsou udržované kontakty mezi nukleosomy a v TADs i kohesiny s CTCF proteiny
    LADs:
    -> Laming Asociated Domains
    -> části chromatinu asociované s jádrovou membránou
    -> méně dynamické
    TADs:
    -> Topologicky Asociované Domény
    -> velké stovky kbp
24
Q

Loop extrusion model

A
  • Spojí se dvě kotvící místa vzdálené daleko od sebe -> smyčka
  • Extrusion (vytlačovací) komplex se nasadí na DNA -> jeho 2 podjednotky (kohezinové kruhy) kloužou po DNA v opačných směrech -> zvětšují smyčku -> po kontaktu CTCF motivu s extrusion komplexem se smyčky zastaví
  • smyčka je ukotvená extrusion komplexem s CTCF motivy
25
Q

Centromery - kolik, co mají, S. cerevisiae

A
  • 1 v každém chromozomu
  • mají dlouhé úseky heterochromatinu
  • váže se na ni kinetochor
  • Methylované a hypoacetylované histony
  • Silencing genů vložených do této oblasti
  • Alpha satelitní DNA - hodně AT párů
  • Kvasinka S. cerevisiae - speciální varianta H3 histonu -> tvorba speciálního nukleosomu typického pro seniory
26
Q

Replikační počátek - kolik

A
  • Prokaryota 1
  • Eukaryota MNOHO, 30-40 kbps od sebe
27
Q

Telomery - co mají, uspořádání

A
  • na každém konci lineárního chromozomu
  • navázané proteiny brání degradaci a rekombinaci
  • fungují jako speciální replikační počátky
  • část telomer má ssDNA
  • obsahují TG repetice
  • konce telomer přesahuje 3’ konec => speciální počátek replikace pro telomerázu
  • telomerická DNA uspořádaná do T loop (t smyčka) + koncová část je heterochromatin
  • Telomere binding proteins => udržují strukturu telomer
28
Q

Iniciace replikace u prokaryota + regulace (kdy)

A
  • E. Coli má genom velký 4,6 x 10*6
  • jediný Ori C
  • rozvinutí DNA je pod kontrolou Iniciátorového proteinu DNA A
  • replikační vidličky běží proti sobě
  • jediná možnost regulace je před zahájením replikace
    Regulace:
  • Jen v iniciační části
  • iniciace replikace je pod přísnou kontrolou a začne jenom při dostatku živin
29
Q

Iniciace replikace u prokaryota - děj

A
  • Helikáza = DNA B
  • Inhibitor helikázy = DNA C
  • DNA primáza = DNA G
  • na Ori C se naváže iniciátorový protein DNA A -> přidá se helikáza DNA B s indikátorem helikázy DNA G -> tvorba replikační vidličky = primosom (DNA B + primáza DNA G)
30
Q

Refrakterní perioda u prokaryot (replikace)

A
  • Doba, po kterou nemůže nastat iniciace
  • Aby po replikaci nebyla okamžitě další replikace
  • v Ori C je 11 motivů GATC -> adenin je methylován -> HEMIMETHYLOVANÝ STAV = jedno vlákno je methylované a to nové není -> hemimethylovaný úsek je rozpoznaný proteinem SeqA -> brání další methylaci a iniciaci DNA A na Ori C
31
Q

Replikace u eukaryot - kdy, Ori C…

A
  • Eukaryotická vidlička urazí asi 1/10 rychlosti za sekundu
    Ori C:
    -> mnoho
    -> aktivace v S fázi, ale nejsou všechny aktivované současně
    -> Výběr Ori C proběhne v G1 fázi -> aktivace v S fázi
  • Euchromatin se replikuje dřív
  • Pre-replikační komplex (označení Ori C)
32
Q

Replikace u eukaryot - Licensing systém (pre-replikační komplex)

A

= označení Ori C
- Na Ori C přiletí proteinový komplex ORC (origin recognition complex) -> pozná počátek a rekrutuje helicase loading proteiny (pro nasednutí helikázy) -> nasednutí na obě strany helikázový komplex replikační vidličky Mcm2-7 -> hotovo
- vytvořený v G1 fázi = Licensing (označení Ori C), ale aktivace v S fázi

33
Q

Replikace eukaryot - Jak je zajištěno, aby žádný počátek nebyl aktivován vícekrát za buněčný cyklus?

A
  • Cdk = Cyklin Dependentní Kinázy
  • nízká aktivita -> tvorba pre-replikačního komplexu, ale brání jeho aktivaci
  • vysoká aktivita -> brání tvorbě nový pre-replikačních komplexů, aktivace (S fáze)
34
Q

Terminace replikace chromozomů - Cirkulární DNA

A
  • replikační vidličky putují proti sobě -> setkají se -> KATENÁT
  • Katenát = propletení kružnic DNA
  • Dekatenace = rozpletení, Topoisomeráza II
  • Na genomu je několik TER míst -> mají v sobě TUS místa -> zpomalení replikační vidličky
    Řešení krátkého konce Lagging strandu - ,,Rolling circle’’:
    -> kružnicová molekula s jednovláknovým nickem replikuje nové vlákno -> vznik produkt s kopiemi plasmidu za sebou -> rozstříhání a zaligování
    -> vytvořené utajené přerušení (,,ss nick’’)
35
Q

Terminace replikace chromozomů - Lineární DNA - problém + řešení

A
  • Problém při dosyntetizování konců lagging vlákna
  • na Lagging vlákně je poslední Okazakiho fragment odstraněný aktivitou RNAázy H -> je zkrácené
  • takhle krátké vlákno se nesmí použít při replikaci -> pořád by se nová vlákna zkracovala
    Řešení - Viry:
  • proteinový primer -> poskytne 3’ OH skupinu -> váže se na konec vlákna -> DNA polymeráza pak OH skupinu využije na dosyntetizování
  • Telomere binding proteins => udržují strukturu telomer
36
Q

Telomeráza - co to je, co dělá, co potřebuje

A
  • pro telomerázu jsou speciální Ori C na telomerách => prodloužený 3’ konec
  • protein+RNA
  • nepotřebuje DNA templát, pro to funguje RNA složka komplexu
  • funguje vlastně jako reverzní transkriptáza (syntéza DNA podle RNA)
  • Produkt = ssDNA
  • Heyflickův limit
37
Q

Telomeráza - Heyflickův limit

A
  • Při vypnutí telomerázy se zkracují telomery a buňka má omezený počet buněčného dělení
  • Telomeráza je vyplá u somatických buněk člověka a savců

Molekulární biologie (18 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions