F8 Flashcards
(17 cards)
Namnen på kvävebaserna i nukleinsyror och kunna enbokstavskoden
- Puriner (två ringar)
Adenin (A) - Enbokstavskod: A
- Finns i: DNA & RNA
- Basparar med T (DNA) / U (RNA) — 2 vätebindningar
Guanin (G)
* Enbokstavskod: G
* Finns i: DNA & RNA
* Basparar med C — 3 vätebindningar
- Pyrimidiner (en ring)
Cytosin (C) - Enbokstavskod: C
- Finns i: DNA & RNA
- Basparar med G — 3 vätebindningar
Tymin (T)
* Enbokstavskod: T
* Endast i: DNA
* Basparar med A — 2 vätebindningar
Uracil (U)
* Enbokstavskod: U
* Endast i: RNA
* Basparar med A — 2 vätebindningar
Vilka kvävebaser som är puriner och vilka som är pyrimidiner
Puriner (två ringstrukturer)
- Adenin (A)
- Guanin (G)
Pyrimidiner (en ringstruktur)
- Cytosin (C)
- Tymin (T) – endast i DNA
- Uracil (U) – endast i RNA
Vilka kvävebaser som ingår i DNA och vilka som ingår i RNA
DNA – kvävebaser
- Adenin (A)
- Tymin (T)
- Guanin (G)
- Cytosin (C)
RNA – kvävebaser
- Adenin (A)
- Uracil (U)
- Guanin (G)
- Cytosin (C)
Vilka kvävebaser som bildar Watson-Crisk baspar med varandra och med hur många vätebindningar
Adenin (A) – Tymin (T)
* 2 vätebindningar
* Gäller DNA
Adenin (A) – Uracil (U)
* 2 vätebindningar
* Gäller RNA
Guanin (G) – Cytosin (C)
* 3 vätebindningar
* Gäller DNA & RNA
Att känna igen ett Hoogsteen-baspar och hur den skiljer sig från ett Watson-Crick dito
Watson-Crick baspar
- Standard basparning: A-T (eller A-U), G-C
- Vätebindningar via framsidan av kvävebaserna
- Används i vanlig DNA-dubbelhelix
- Antiparallell orientering
- Stabil dubbelhelixstruktur
Hoogsteen-baspar
- Alternativ basparning (ex. i triplex/tetraplex DNA)
- Vätebindningar via baksidan av kvävebaserna
- Möjliggör 3- eller 4-strängat DNA
- Kräver ofta protonering av cytosin (C⁺) eller specifika sekvenser
- Förekommer i t.ex. telomerer, G-tetraplex, regulatoriska strukturer
Beskriva generellt, vilka funktioner DNA och RNA kan ha
DNA – funktioner
- Lagrar genetisk information
- Stabil över tid – lämplig som långtidsbärare
- Replikeras vid celldelning
- Templat för RNA-syntes (transkription)
- Innehåller gener och regulatoriska element
RNA – funktioner
- Budbärare (mRNA): bär information från DNA till ribosomen
- tRNA: transporterar aminosyror till ribosomen
- rRNA: strukturell och katalytisk del av ribosomen
- Regulatorisk RNA (t.ex. miRNA): reglerar genuttryck
- Ribozymer: RNA med enzymatisk aktivitet
- Kan ha komplexa 3D-strukturer
Beskriva grundläggande struktur på nukleotider
Består av 3 delar:
1. Kvävebas (purin eller pyrimidin)
2. Pentossocker (ribos i RNA, deoxyribos i DNA)
3. Fosfatgrupp(er) (oftast 1–3 st)
Nukleosid vs. nukleotid
- Nukleosid = kvävebas + socker
- Nukleotid = nukleosid + minst en fosfatgrupp
Funktion i nukleinsyra
- Nukleotider länkas ihop via fosfodiesterbindningar
- Bygger upp DNA och RNA som polynukleotider
Beskriva grundläggande struktur på DNA och RNA (samt hur dessa skiljer sig kemiskt och strukturmässigt)
DNA – struktur
- Dubbelsträngad helix (oftast B-form)
- Deoxyribos som socker (utan 2’-OH)
- Innehåller A, T, G, C
- Stabil, långlivad informationsbärare
- Strängar antiparallella (5’ → 3’ och 3’ → 5’)
- Komplementära baspar via Watson-Crick
RNA – struktur
- Enkelsträngad
- Ribos som socker (med 2’-OH)
- Innehåller A, U, G, C
- Mer kemiskt instabil (2’-OH främjar klyvning)
- Kan bilda komplexa sekundär- och tertiärstrukturer
- Har ofta katalytiska eller regulatoriska funktioner
Beskriva hur DNA:s och RNA:s egenskaper påverkar stabilitet (smälttemperatur, kemisk stabilitet m.m.)
Stabilitet – DNA
- Hög kemisk stabilitet
* p.g.a. frånvaro av 2’-OH (deoxyribos)
- Tål lagring och replikering över tid
- Hög smälttemperatur (Tm) vid mycket G≡C
* G≡C har 3 vätebindningar → starkare parning
- Stabilitet påverkas av:
* Längd på DNA-strängen
* Jonstyrka i omgivningen
* Basparens stacking-interaktioner
Stabilitet – RNA
- Lägre kemisk stabilitet
* 2’-OH främjar spontan klyvning → hydrolys
- Lämplig för tillfällig information (t.ex. mRNA)
- Smälter lättare än DNA (lägre Tm)
- Kan dock stabiliseras av veckad 3D-struktur
* t.ex. i tRNA eller ribozymer
Beskriva de tre olika grundformerna av DNA samt under vilka omständigheter de bildas
B-DNA
- Vanligaste formen av DNA i celler
- Högervriden dubbelhelix
- ~10,5 baspar/varv
- Bildas under fysiologiska förhållanden (normal hydrering, salt, pH)
- Baspar vinkelräta mot helixens längdriktning
A-DNA
- Högervriden, kompaktare än B-DNA
- ~11 baspar/varv
- Baspar lutade (ej vinkelräta)
- Bildas vid låg hydrering (t.ex. i kristallstruktur)
- Även RNA-duplexar antar A-form
Z-DNA
- Vänstervriden helix
- Bildas av specifika sekvenser (ex. GC-alternationer)
- Kräver hög saltkoncentration eller kemiska modifikationer
- Funktion fortfarande delvis oklar, men kan vara involverad i genreglering
Beskriva strukturen på ribos och deoxyribos
Ribos
- Kemisk formel: C₅H₁₀O₅
- Typ: Pentos (femkolssocker)
- Struktur: Har en hydroxylgrupp (-OH) på 2’-kolet
- Pucker: C3’-endo-konformation i RNA
- Funktion: Sockerkomponent i RNA
- Effekt: 2’-OH gör RNA mer reaktivt och instabilt
Deoxyribos
- Kemisk formel: C₅H₁₀O₄
- Typ: Pentos (femkolssocker)
- Struktur: Saknar hydroxylgrupp på 2’-kolet (har endast H)
- Pucker: C2’-endo-konformation i DNA
- Funktion: Sockerkomponent i DNA
- Effekt: Mer stabil än ribos, lämplig för långtidslagring av genetisk information
Beskriva strukturen på purin och pyrimidin
Purin
- Dubbelringsstruktur: En sexring fuserad med en femring
- Kvävebaser: Adenin (A) och Guanin (G)
- Vätebindning:
– A bildar 2 vätebindningar med T (eller U i RNA)
– G bildar 3 vätebindningar med C
- Konformation: Kan anta anti-konfiguration i DNA (syn förhindras steriskt)
- Mer komplex än pyrimidin
Pyrimidin
- Enkel sexring med kväveatomer i position 1 och 3
- Kvävebaser:
– Cytosin (C) – i både DNA och RNA
– Tymin (T) – endast i DNA
– Uracil (U) – endast i RNA
- Vätebindning:
– C bildar 3 vätebindningar med G
– T/U bildar 2 vätebindningar med A
- Mindre och enklare struktur än purin
Beskriva vilka sekundär- och (övergripande) tertiärstrukturer som kan bildas av RNA (t.ex. tRNA)
RNA – Sekundärstruktur
- Enkelsträngat men kan bilda interna baspar
- Vanliga element:
– Stam-loop (hairpin)
– Bulge
– Internal loop
- Dubbelhelix i RNA = A-form
- Baspar oftast inom samma molekyl, ej mellan två strängar
RNA – Tertiärstruktur
- Veckas vidare från sekundärstrukturen till 3D-form
- Stabiliseras av:
– Vätebindningar
– Basstapling (stacking)
– Ovanliga interaktioner mellan baser
- Ger RNA funktionella egenskaper, t.ex. katalys
- Exempel: ribozymer (katalytiskt RNA)
tRNA – Exempel på RNA-strukturer
- Sekundärstruktur: “klöverbladsmodell”
– 4 stammar: acceptorstam, D-stam, antikodonstam, TψC-stam
- Tertiärstruktur: L-form
– Stabiliseras av tertiära interaktioner
– Funktionell för igenkänning av ribosom och aminosyra
Att veta vilka typer av mutationer som kan uppstå i DNA och hur de kan leda till mutationer i proteiner
Typer av DNA-mutationer
- Deaminering
– Cytosin → Uracil → leder till C→T mutation efter replikation
– Vanlig, sker spontant i genomet ca 100 gånger per dag
- Depurinering
– Förlust av en purinbas (A eller G)
– Leder till abasisk plats och felaktig basparning
- UV-inducerade mutationer
– Bildning av tymindimerer (T-T crosslinking)
– Förvrider DNA-strukturen, stör replikation och transkription
- Joniserande strålning eller kemikalier
– Orsakar brott på DNA-strängen, modifiering av baser eller kromosomskador
Effekter på proteiner
- Punktmutationer
– En nukleotid ändras, vilket kan leda till:
— Tyst mutation: kodar för samma aminosyra
— Missense-mutation: kodar för en annan aminosyra
— Nonsense-mutation: omvandlas till ett stoppkodon
- Insertioner och deletioner
– Kan leda till frameshift
– Ändrar läsramen → helt förändrad aminosyrasekvens
Att känna till att DNA kan syntetiseras kemiskt och att detta har haft stor betydelse för molekylärbiologi och biokemi
Kemisk syntes av DNA
- DNA kan syntetiseras kemiskt i laboratorium
- Bygger på stegvis koppling av nukleotider (solid-phase synthesis)
- Används för att skapa oligonukleotider (korta DNA-fragment)
Betydelse för molekylärbiologi och biokemi
- Möjliggör design av primers för PCR och sekvensering
- Viktig för utveckling av Sanger-sekvensering
- Används i genetiska tester, syntetiska gener och genterapi
- Har revolutionerat forskning inom genetik, diagnostik och läkemedel
Att kunna beskriva de olika stegen i PCR-reaktionen samt deras temperaturberoende
PCR – Översikt
- En metod för att amplifiera specifika DNA-sekvenser
- Bygger på cyklisk DNA-syntes med hjälp av DNA-polymeras
- Kräver: DNA-mall, primers, dNTPs, värmetåligt DNA-polymeras (Taq)
Steg i PCR och temperaturberoende
1. Denaturering (ca 95 °C)
- DNA-strängarna separeras (smältning)
2. Annealing (ca 50–65 °C, beroende på primers)
- Primers binder till komplementära sekvenser på enkelsträngat DNA
3. Elongering / förlängning (ca 72 °C)
- Taq-polymeras syntetiserar ny DNA-sträng från primerns 3’-ände
Att kunna beskriva övergripande hur Sanger dideoxysekvensering fungerar
Sanger dideoxysekvensering – Översikt
- Utvecklad av Fred Sanger, Nobelpris 1980
- Används för att bestämma DNA-sekvenser
- Kallas också kedjetermineringsmetoden
Princip
- Reaktionen innehåller:
– DNA-mall
– En primer
– DNA-polymeras
– Vanliga dNTPs
–Små mängder ddNTPs (dideoxynukleotider)
- ddNTPs saknar 3’-OH → terminerar DNA-syntesen vid inkorporering
Resultat
- Leder till en blandning av DNA-fragment i olika längder
- Varje fragment slutar med ett specifikt ddNTP (A, T, C eller G)
Detektion
- Ursprungligen: radioaktiv märkning och autoradiografi
- Modern variant: fluorescensmärkta ddNTPs
– Möjliggör körning i en enda reaktion
– Separation via kapillärelektrofores
– Detektor läser av färger → bygger sekvensen
