DNS replikáció: tökéletes másolat osztódáskor

Az előadások a következő témára: "DNS replikáció: tökéletes másolat osztódáskor"— Előadás másolata:

1 DNS replikáció: tökéletes másolat osztódáskor
A molekuláris biológia centrális dogmája: transzkripció transzláció DNS RNS Fehérje Kis részlete Reverz transzkriptáz DNS által tárolt információ: - fehérjék szerkezete - fehérjeszintézis időbeli és mennyiségi meghatározása Nukleinsavak: nukleotid egységekből felépülő polimerek. RNS: adenin, guanin, citozin, uracil bázist tartalmazó ribonukleotidok DNS: adenin, guanin, citozin, timin bázist tartalmazó dezoxi-ribonuleotidok

2 Polimer cukorfoszfát váz: foszfodiészter kötéssel kapcsolódó ribóz (RNS), vagy dezoxi-ribóz (DNS) egységek. Információ: bázissorrend Pirimidin és purinbázisok

3

4 3,5 kapcsolódások

5 Pirofoszfát hasad le, és így kapcsolódik a következőhöz
Pirofoszfát hasad le, és így kapcsolódik a következőhöz. 3’ vég: ahol a 3-as marad szabadon; 5’-s vég: ahol az 5-ös marad szabadon

6 DNS kettős szálú -> H-kötések a bázisok közt, mindig egy purin és egy pirimidin közt, mert 2 purin nem férne el. GC és TA. Az egyik lánc bázissorrendje meghatározza a másik lánc bázissorrendjét.

7

8 A DNS kettős hélix szerkezete
kis árok nagy árok A fehérjék számára csak a nagy árokban áll rendelkezésre elegendő információ a megfelelően biztos szerkezetfelimeréshez. nagy árok kis árok

9 A DNS replikációja szemikonzervatív: keresünk egy mesterdarabot: az egyik lánc redundáns információt tartalmaz

10 A DNS replikációja prokatiótákban
300 ezer bázispár => prokarióták 3*10^9 bázispár => eurkarióták A replikációban részt vevő enzimek DNS polimeráz I: az elsőként felfedezett DNS polimeráz, egy polipeptidből áll, 3 féle aktivitással is bír: - szintetikus aktivítás - korrekciós 3’-5’ exonukleáz: folyamatosan javítja az újonnan beépülteket - hibajavító 5’-3’ exonukleáz aktivitás DNS polimeráz III: felelős a replikációért, több alegységből áll, 2 féle enzimaktivitással bír: - szintetikus - csak az épülő lánc 5’ végéről tud leszedni (?) - 3’-5’ exonuleáz aktivitás - a poimerizációért felelős

11 A replikáció folyamata
A nukleinsavak szintézise mindig az 5’ végüktől a 3’ végük felé történik. A folyamathoz szükséges: - Templát DNS - A 4 különböző dezoxi-ribonukleotid-5’-foszfát (dATP, dTTP, dCTP, dGTP) Mg2+ A DNS polimerázok nem képesek a szintézis megindítására: egy indító láncot, primert (RNS) igényelnek. Ezt le kell utána bontani. A minta DNS szál és a szintetizálódó DNS szál antiparalel lefutású: szintézis 5’ 3’ irányú olvasás 3’ 5’ irányú Egyik szálon olvas, másikon szintetizál

12 Hibajavítás A nem komplementer bázisok beépülését meg kell akadályozni. A hibajavítást maga a DNS polimeráz végzi korrekciós 3‘-5’ exonukleáz aktivitás. Komplementer kettősszálú régiókban a DNS polimeráz I 5’-3’ exonukleáz aktivitása válik fontossá. DNS-ligáz A prokarióta genom kör alakú. Két DNS szál összekötését végzi. A rekció energiaigényét prokariótákban a NAD hidrolízise, eukariótákban az ATP hidrolízise fedezi.

13 A replikáció az ori-C-től kezdődik. Itt jön létre a replikációs buborék. Felső szál: 3’-5’: olvassa az első 4-10 bázist. Primoszóma létrejön a primáz és helikáz összekapcsolódásával bázisnyi nukleotidot egymás mellé pakol (kék), innentől a DNS-pol-3 folytatja Másik szál: olvasás jobbról balra (3’-5’)-szintézis a villa nyitásával ellentétes irányban. Ennek a szintézise nem lehet folyamatos, mindig be kell tapadni egy primernek. Okazaki-fragmensek A két szál közti lyukat a ligázok kapcsolják össze

14

15

16 Az eukarióta kromoszóma szerveződése
nukleoszóma Kromoszómába szerveződik. Lineáris, több darabban van. Ember: 46 db. 23 apucitól, 23 anyucitól Egy kis golyóra feltekerve: nukleoszóma. Ezeket is feltekeri egymásra: kromoszóma. Több helyen indul meg a replikáció, aztán a buborékok összeolvadnak

17 Az eukarióta DNS replikáció sajátságai
A replikáció a hosszú lineáris DNS molekula mentén egyszerre sok startponton indul meg. A vezető szál és a késlekedő szál szintézisét nem ugyanaz a polimeráz végzi: - a-DNS polimeráz: késlekedő szál - d-polimeráz: vezető szál - nincs saját exonukleáz aktivitásuk, ezt külön enzim végzi (a polimerázhoz asszociálódva) - az eukarióta DNS-ligáz energiaigényét ATP hidrolízisével fedezi

18 Ribonukleinsavak: részletmásolatok készítése a DNS-ről, transzkripció
mRNS: ez a molekula szállítja a fehérjék szerkezetére vonatkozó genetikai információt a DNS irányából a fehérjék szintéziséért felelős szervecskéhez a riboszómákhoz. riboszómálisRNS: a riboszómák szerkezeti felépítésében részt vevő nukleinsav. tRNS: a hárombetűs genetikai kód átfordítását végző adaptermolekula.

19 Transzkripció mRNS sejtmag sejtplazma

20

21

22

23

24 3 bázis => 1 kodon Egyféle aminosavat többféle kód is jelöl: degenerált.

25

26 Inicializáció: promóter szekvencia (TATA keret) megmondja, hogy honnan kell átírni. Szigma faktor ismeri fel a promótert, transzkripciós buborék (is part of the system that controls the transfer (or transcription) of genetic information from DNA to RNA, They bind DNA and help initiate a program of increased or decreased gene transcription.). Első két bázis összekapcsolódásakor ledobja a szigma faktort, innentől szintetizál => elongáció

27 A promóter szerepe a transzkripciós szabályozásban
A transzkripció iniciációja kiemelt fontosságú: melyik fehérjét és milyen arányban fejezi ki a sejt Bakteriális RNS polimeráz: több alegységes komplex. Különálló alegység, a s faktor felelős a DNS-en a transzkripció kezdőhelyét jelentő szignál felismeréséért. Az RNS polimeráz gyorsan végigszánkázik a DNS-en, ha azonban a polimeráz a promóter régióra csúszik szorosan hozzáköt. s faktor: a felismerő

28

29

30

31

32

33 A humán genomnak csak 10%-a kódoló régió (exon)
A humán genomnak csak 10%-a kódoló régió (exon). A nem kódoló régiók kivágódnak (intron)

34

35