Opravy DNA Flashcards

1
Q

Mutace - termín, frekvence

A
  • H. de Vries (1901)
  • Frekvence: 10^-6 až 10^-11 chyb na jeden replikační cyklus
  • = dědičné formy fenotypu, které nejsou podmíněny segregací ani rekombinací
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Dělení mutací podle rozsahu (Genové, genomové, chromosomové)

A
  • Genové - postižen jednotlivý gen
  • Genomové - změna struktury chromosomů, pořadí genů/centromer
  • Chromosomové - celková změna genomu (polyploidizace, aneuploidizace)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Dělení mutací podle následků (Missense, silent, samesense, nonsense, supresor, letální)

A
  • Missense - s chybným smyslem, změna kodonu pro AMK za kodon pro jinou AMK (sickle cell)
  • Silent - neutrální substituce, bez projevu
  • Samesense - se stejným smyslem, synonymní substituce, záměna tripletu za triplet pro stejnou AMK
  • Nonsense - nesmysl, vznikne STOP kodon
  • Supresor - vznikne supresor jinde než v místě mutace (když vznikne nonsense, např. záměna UGG na UGA, může vzniknout tRNA rozeznávající UGA jako normální kodon -> vliv na všechny UGA)
  • Letální - smrt
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Dělení mutací podle mechanismu (Bodové - tranzice, transverze; posunové - inzerce, delece)

A

BODOVÉ = ZÁMĚNOVÉ:
- Tranzice - záměna Pu -> Pu nebo Py -> Py
- Transverze - záměna Pu -> Py nebo Py -> Pu
POSUNOVÉ:
- Inzerce - vsere se tam jeden či více nukleotidů
- Delece - ztratí se jeden či více nukleotidů

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

Chyby při replikaci - jak je napravit

A
  • chybné párování bází = mismatch
  • možné trvalé mutace
  • případné chyby koriguje 3’-5’ exonukleázová aktivita palm domény DNA polymerázy (tlačítko DELETE)
    MISMATCH REPAIR SYSTEM:
  • Oprava opravy
  • opravuje chyby, které přehlédla DNA polymeráza
  • zvyšuje přesnost replikace 100-1000x
  • u E. Coli komplex Muts-DNA (kleště na ořechy 🌰)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Poškození DNA - typy

A
  • méně než 1:1000 je trvalá mutace
  • 1.DEPURINACE
  • 2.DEAMINACE
  • 3.ALKYLACE
  • 4.OXIDACE
  • 5.UV ZÁŘŘENÍ
  • 6.γ ZÁŘENÍ A RENTGENOVÉ ZÁŘENÍ
  • 7.ANALOGY BÁZÍ
  • 8.SPONTÁNNÍ ZMĚNY V DNA
  • 9.INTERKALAČNÍ ČINIDLA
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Poškození DNA - Depurinace

A
  • štěpení N-glykosidické vazby -> vznikne depurinované místo
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Poškození DNA - Deaminace

A
  • C -> U = C:G -> U:A
  • A -> hypoxantin = A:T -> Hx:T -> Hx:C -> C:G
  • 5-methylcitosin -> vznik T
  • G -> xantin
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Poškození DNA - Alkylace

A
  • methylové či ethylové skupiny jsou přeneseny na reaktivní místa v bázích nebo na fosfátové kostře DNA
  • Alkylační činidlo - např. nitrosaminy
  • O6-methylguanin páruje s T
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Poškození DNA - Oxidace

A
  • radikály O2-, H2O2, OH*
  • oxidace G -> 8-oxoguanin -> 8oxoG páruje s C i A = TRANSVERZE
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Poškození DNA - UV záření

A
  • silná absorbce při 260 nm
  • vznik T-T dimerů, T-C dimerů
  • neschopné párování -> zastavení replikační vidličky
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Poškození DNA - γ záření, rentgenové záření

A
  • PŘÍMÝ ÚČINEK - ds zlomy v DNA
  • NEPŘÍMÝ ÚČINEK - generalizace radikálů
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Poškození DNA - Analogy bází

A
  • jsou vysoce mutagenní
  • nepárují přesně -> chyby v replikaci
  • 5-bromouracil (analog T) páruje s G (T:A -> 5Br:A -> 5Br:G)
  • některá antibiotika a antivirotika fungují na způsobu zařazení analogů nukleotidů, např. Remdesivir, Molnupiravir
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Poškození DNA - Interkalační činidla

A
  • polycyklické kruhy se vážou k bp na DNA
  • způsobují inzerce a delece
  • vserou se tam, velmi nebezpečné
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Poškození DNA - Spontánní změny v DNA

A
  • oxidační poškození
  • hydrolytické poškození
  • alkylace - methylace, ethylace
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Oprava poškozené DNA - typy

A
  1. Přímé opravy DNA
    - Fotoreaktivace
    - Odstranění methylace
  2. Excizní reparace
    - Base excision repair
    - Nucleotide excision repair
  3. Rekombinační reparace
    - DSB dráha: ds break repair
    - NHEJ: nonhomologous end joining
  4. Nepřesná reparace (Error prone repair)
    - translesion DNA syntéza
17
Q

Oprava poškozené DNA - Přímé opravy DNA

A
  • rozbiju Bugatti -> kladivem to sklepu
    FOTOREAKTIVACE:
  • DNA fotolyáza po osvětlení opraví pyrimidinové dimery
  • využívá energii viditelného světla
  • např. oprava spojených T dimerů z UV záření
    ODSTRANĚNÍ METHYLACE z O6-methylguaninu:
  • Methyltransferáza (sebevražedný enzym) odstraní methylovou skupinu vazbou na cystein
  • energeticky velmi náročné
18
Q

Oprava poškozené DNA - Excisní reparace

A
  • rozbiju Bugatti -> koupím nový blatník
  • oprava je závislá na ds, probíhá podle nepoškozeného vlákna
  • neopraví ss úseky
  • oprava deaminace A či G
  • T nelze deaminovat
  • deaminací C vznikne T párující s G -> odstraní DNA glykozyláza (až 1/3 mutací)
  • Pokud se reparace nestine před reparací -> fail-safe opravné systémy
  • 1.Rozpoznání poškozené DNA a odstranění pomocí enzymů ,,DNA repair nucleases’’, hydrolýza fosfodiesterových vazeb -> mezera v poškozeném řetězci
  • 2.DNA polymeráza - vazba k 3’OH skupině a dosyntetizování poškozeného vlákna
  • 3.Spojení přerušené fosfodiesterové kostry pomocí DNA ligázy
    BASE EXCISION REPAIR - DNA glykozylázy:
  • rozpoznají specifické typy modifikovaných bází a katalyzují jejich odstranění štěpením N-glykosidické vazby
  • více typů , u člověka 8
  • skenují DNA a využívají base-flipping
    NUCLEOTIDE EXCISION REPAIR:
  • oprava skoro každého poškození
  • hledá chyby v dvoujšroubovici, ne jednom vlákně
    TRANSCRIPTION-COUPLED DNA REPAIR:
  • RNA pol. funguje jako senzor poškození
  • schopný zachránit tRNA polymerázu zastavenou na chybě DNA
  • u Eukaryot je to důležité pro TFIIH
19
Q

Proč byl v DNA U nahrazen T?

A
  • spontánní změna C->U je bez problémů odstraněná DNA glykozylázou, ale u přirozeného výskytu U by nebylo možné rozeznat chybu od správného zařazení
  • asi proto je v DNA místo U používán T, bo U je rozeznán jako nepřirozená báze
20
Q

Oprava poškozené DNA - Rekombinační reparace

A
  • oprava ds zlomů
  • poškození DNA ionizačním nebo rentgenovým zářením, oxidačními látkami
21
Q

Oprava poškozené DNA - Nepřesná reparace DNA

A

TRANS-LESION DNA SYNTHESIS:
- DNA pol. narazí na chybu -> rozpustí clamp protein i polymerázu
- speciální translezní DNA pol. sice vyžaduje templát, ale není závislá na párování bází , takže generuje chyby

22
Q

Komplex Muts-DNA

A
  • Mismatch DNA opravný protein u E. Coli