Biológus MSc Molekuláris biológiai alapismeretek
A nukleotidok építőkövei
A nukleotidok szerkezete Nukleotid = N-tartalmú szerves bázis + pentóz + foszfát N-glikozidos kötés 5 1 4 2 3 (Foszfát)észter-kötés
A nukleotidok szerkezete Purinszármazékok: Koffein (1,3,7 trimetil-xantin) Teofillin (1,3 dimetil-xantin) Teobromin (3,7 dimetil-xantin)
A DNS szerkezeti szintjei 1 Foszfodiészter kötés
A DNS szerkezeti szintjei 2
A DNS szerkezeti szintjei 3
A DNS szerkezeti szintjei 3
A DNS negyedleges szerkezete prokariótákban
A DNS negyedleges szerkezete eukariótákban
A kromoszóma szerkezete https://www.youtube.com/watch?v=dkubyirin84
A DNS funkciója Genetikai információ tárolása Genetikai információ Utódsejtnek átadása Genetikai információ kifejeződésének biztosítása
RNS típusok A, U, G, C, Ribose mrns: messenger RNS trns: transfer RNS rrns: ribosomal RNS Pro: nagy: 5S, 23S, kis: 16S Eu: nagy: 5S, 5.8S, 28S, kis: 18S Kis RNS-ek snrna: small nuclear RNA snorna: small nucleolar RNA micrna: mrna inhibitory complementary RNA sirna: small interfering RNA
RNS TφC-hurok DHU-hurok Anticodonhurok
Centrális dogma replication transcription translation
Centrális dogma replication DNA DNA transcription translation mrna protein
A genetikai kód DNS információt hordoz genetikai kódban tárol Gén = az a DNS régió, ami fehérjét, vagy funkcionális RNS-t kódol Az aminosavakat bázishármasok/tripletek kódolják 4 bázis 20 proteinogén aminosav 4 3 = 64 triplet szinonim kódok a genetikai kód degenerált (redundáns)
A genetikai kód DNS tripletje információt tárol: kód Transzkripció = (m)rns szintézis mrns tripletje információt szállít: kodon Transzláció = fehérje szintézis trns tripletje aminosavat szállít: antikodon
A DNS replikációja
A DNS replikációja DNS replikáció = reduplikáció genetikai információ továbbítása az utódsejtbe DNA kettőshélixe kitekeredik szimpla szálakká (single strands), amik templát-ként szolgálnak az új DNS szálnak A replikáció szemikonzervatív
A DNS replikációja 3 szakasz : Iniciácio (1) Elongácio (2) Terminácio (3)
A replikáció iniciációja prokariótákban
A replikáció iniciációja prokariótákban Replikációs origó (E. coli: oric region) a kezdőpont A replikációs origó konszenzus szekvencia, azaz evolúciósan nagyon stabil bázissorend Replication origo of E. coli (oric region)
A replikáció iniciációja prokariótákban dnaa fehérje felismeri a replikációs origót, és köt a dnaa kötőhelyre dnab és dnac fehérjék: Kötnek a dnaa -hoz Helikáz aktivitásuk van: felbontják a bázispárok közti H- kötéseket dupla szálú DNS felnyílik, kialakul a replikációs buborék/villa
A replikáció iniciációja prokariótákban SSB fehérjék (Single Strand Binding Proteins) megakadályozzák hogy a szálak visszakötődjenek http://www.bio.miami.edu/dana/250/250s11_7.html
A replikáció iniciációja prokariótákban Direction of replication Direction of replication Replication bubble
A replikáció iniciációja prokariótákban Mindkét szál templát! Az új szál szintéziséhez szabad 3 -OHcsoport kell primer kötődik a DNS templáthoz Primer: rövid RNS szakasz (10-30b) Primer szintézise a primáz enzim által történik a primoszómában
A replikáció iniciációja prokariótákban
A replikáció elongciációja prokariótákban DNS polimeráz III. (DNs-függő DNS polimeráz III.): az új DNS szál szintézise irány: 5 3 Nukleotidok beépítése az új szálba: Dezoxiribonukleotid trifoszfát (dntp) Dezoxiribonukleotid monofoszfát (dnmp) épül be + anorganikus pirofoszfát felszabadul
A replikáció elongciációja prokariótákban Vezető szál (Leading strand): folyamatos szintézis Csak 1 primer kell Követő/késlekedő szál (Lagging strand): szakaszos szintézis rövid fragmentumok alakulnak ki Minden fragmentumhoz kell egy primer primer + DNS = Okazaki-fragmens
A replikáció elongciációja prokariótákban
A replikáció elongációja prokariótákban
A replikáció terminációja prokariótákban A replikáció végén a terminus szekvenciánál a DNS polimeráz III ledisszociál DNS polimeráz I. : Primereket hidrolizálja (5-3 exonukleáz aktivitás) Kicseréli DNS dezoxiribonukleotidokra (5-3 polimeráz aktivitás) DNS ligáz: összeköti (foszfátészerkötés) a DNS fragmenteket (ATP kell!)
A replikáció terminációja prokariótákban
A DNS ligáz működése
Topoizomerázok Replikáció során a cirkuláris DNS szál túlcsavarodik feszültség keletkezik Topoizomeráz I.: csak egy szálat hasít, nem kell ATP Topoizomeráz II. (DNS giráz): mindkét szálat hasítja, ATP-t használ
Topoizomerázok
A replikáció összefoglalása DNS polimerázok (+fehérjék) repliszómába állnak össze két szálon párhuzamos a másolás https://www.youtube.com/watch?v=dkubyirin84 1:40-től
Replikáció Eukariótákban Nagyon hasonló a prokariótákhoz Fő különbségek: Több replikációs origó több repliszóma replikáció több helyen zajlik szimultán DNS polimerázoknak más a neve Telomer szekvenciák
Eukarióta DNS polimerázok DNS polimeráz α: Új DNS szál szintézise primerhez közel (~ prokarióta DNS polimeráz III.) DNS polimeráz β: Fő javító enzim (ι, η, ζ, κ is) (~ prokarióta DNS polimeráz I.) DNS polimeráz γ: Mitokondriális DNS replikációja DNS polimeráz δ: Új DNS szál szintézise primertől távol PCNA (proliferating cell nuclear antigen) szükséges hozzá
Telomer szekvenciák 5 végen az utolsó primert nem lehet DNS-re kicserélni (szabad 3 vég kell utána) kromoszóma minden egyes replikációnál rövidül a genetikai információ károsodhat Megoldás: telomer szekvenciák Telomer: G gazdag extra szekvencia a DNS 3 végéhez csatolva Nem tartalmaz genetikai információt, így ha elvész nem okoz problémát Telomeráz enzim szintetizálja
Telomeric sequence https://www.youtube.com/watch?v=ajnotmwse0s http://www.bio.davidson.edu/courses/molbio/molstudents/spring2010/jordan/telomerase.html
Köszönöm a figyelmet!