BIOCHEMIA wyk 2 Farm 2011 DNA

BIOCHEMIA Struktura, replikacja i naprawa DNA

Wanda Baer-Dubowska

Replikacja DNA jest semikonserwatywna

Widelki replikacyjne

Wlasciwosci polimeraz E.coli lKatalizuja synteze DNA sterowana przez matryce w kierunku 5’ ? 3’ lPolimeraza I egzonukleaza 5’? 3’ i 3’? 5’ lPolimeraza II egzonukleaza 3’? 5’ lPolimeraza III holoenzym, aktywnosc egzonukleazowa 3’? 5

Tworzenie widelek replikacyjnych wymaga udzialu szeregu bialek nalezacych do topoizomeraz typu I. Synteza rozpoczyna sie w miejscu OriC

Utworzenie petli nici, która jest matryca nici opóznionej pozwala holoenzymowi polimerazy III prowadzic synteze na obydwu niciach równoczesnie

Charakterystyka polimerazy DNA III l Holoenzym sklada sie z 10 rodzajów podjednostek o lacznej masie~900kDa l Holoenzym jest asymetrycznym dimerem umozliwiajacym równoczesna replikacje obydwu nici DNA syntetyzowanych w odmienny sposób l Polimeraza DNA III charakteryzuje sie wysoka procesywnoscia-katalizuje powstanie wielu tysiecy wiazan fosfodiestrowych przed odlaczeniem sie od matrycy

Rdzen enzymu αεθ jest aktywny katalitycznie, ale brakuje mu procesywnosci, która zapewniaja podjednostki β 2τ 2

Reakcja ligacji

Ligaza

Organizacja genomu jadrowego u eukariota

MundzakGenom zblizony wielkoscia do genomu czlowieka jest rozdzielony tylko pomiedzy 3 chromosomy

Mitochondrialny DNA • Dwuniciowa kolista czasteczka zlozona z 16 560 pz Koduje 13 bialek (60% to podjednostki oksydoreduktazy NADH-Q • Genom mitochondrialny charakteryzuje oszczedna organizacja (22 rodzaje tRNA) • Dziedziczenie na drodze matczynej

Genom mitochondrialny

Synteza DNA u eukariota lwiele miejsc Ori ljednostki replikacyjne-replikony lpowiazanie z cyklem komórkowym lpolimerazy wspóldzialaja z bialkami RFC i PCNA lpolimeraza α syntetyzuje starter

Polimerazy

α

Jadro

250

Zapoczatkowuje synteze DNA: podjednostka o 1.aktywnosci prymazy 2.syntetyzujaca DNA

β

Jadro

39

Naprawa jadrowego DNA

γ

Mitochondria

200

Replikacja mitochondrianego DNA

δ

Jadro

170

Replikacja jadrowego DNA

ε

Jadro

260

Naprawa jadrowego DNA

Synteza DNA u eukariota zachodzi w fazie S cyklu komórkowego i jest zapoczatkowywana w wielu miejscach Ori

Odwrotna transkryptaza retrowirusa

Model struktury telomeru: jednoniciowy segment nici bogatej w G wystaje poza koniec chromosomu i atakuje dwuniciowa helise tworzac petle

Telomeraza-rybonukleoproteina syntetyzujaca telomery

On Oct. 5, 2009 the Nobel Assembly announced that the Nobel Prize in Physiology or Medicine has been jointly awarded to biologist and physiologist Elizabeth Blackburn, molecular biologist Carol Greider, and geneticist Jack Szostak. The three scientists discovered that chromosomes can be copied completely during cell divisions, and are protected against degradation by telomeres (found at the ends of the chromosome) and telomerase (the enzyme that forms them). DNA strands are contained in chromosomes, which are closed off at the end by the telomere. In 1980, Blackburn discovered the unique telomere DNA sequence, CCCCAA. Also in 1980, Szostak discovered mini-chromosomes prone to degradation by aging. In 1982, the researchers collaborated, using their discoveries to determine that telomeres protect chromosomes from degradation. In 1984, Greider and Blackburn identified telomerase, the enzyme that synthesizes DNA strands in the telomere. Cells age when telomeres become short, which they do naturally unless their length is maintained by high telomerase activity. The enzyme consists of RNA and protein, which enables the assembly of telomeres while serving as the template for their assembly. The Nobel Prize recognizes the discovery of this fundamental mechanism in cells, which has stimulated the development of new therapeutic strategies for cancer, and diseases related to human aging and stem cell research. In a phone interview for the Nobel Prize website, Greider said that she began research on telomerase because it was simply the most interesting thing happening in the early 1980s. At that time, she was a graduate student in Blackburn’s laboratory. “I had been working in the lab before I chose the project, and it just seemed like the big unanswered question,” said Greider “It was a curiosity really; why not go for the most interesting thing to work on?”

2010

Uszkodzenia DNA i Mutacje

Uszkodzenia DNA i Mutacje

Mutacje l1. Substytucja (tranzycja /transwersja) l2. Delecja l3. Insercje

Naprawa DNA przez wycinanie zasad i wycinanie nukleotydów

Naprawa przez wycinanie zasad (BER)

Naprawa przez wycinanie nukleotydów (NER)

Naprawa blednie sparowanych zasad

Naprawa na drodze rekombinacji