genetyka molekularna

u kogo materialem genetycznym jest DNA

u wszytskich organizmow i czesci wirusow

u kogo materialem genetycznym jest RNA i jaka pelni funkcje

u wiroidów i czesci wirusow, bierze udzial w ekspresji genow, czyli odczytywaniu inf genetycznej + niektore czasteczki pelnia funkcje katalityczna (rybozymy) lub regulacyjna

czym sa kwasy nukleinowe (DNA i RNA) pod wzgledem budowy

polimerami skladajacymi sie z nukleotydow

z czego sklada sie nukleotyd DNA

deoksyryboza (5-weglowy cukier) + reszta fosforanowa (V) + zasada azotowa

z czego sklada sie nukleozyd DNA i jakie wiazanie w nim wystepuje

z deoksyrybozy i zasady azotowej, wiazanie N-glikozydowe

jak nazywa sie wiazanie miedzy nukleozydem i reszta fosforanowa (V)

wiazanie estrowe

jak nazywaja sie nukleozydy DNA

deoksyadenozyny, deoksyguanozyny, deoksycytydyny, tymidyny

jak nazwiemy nukleotyd DNA z adeniną

deoksyadenozyno-5’-monofosforan

co to pirymidyny (z budowa) + przyklady

jednopierscieniowe zasady azotowe, naleza do nich tymina i cytozyna

co to puryny (z budowa) + przyklad

dwupierscieniowe zasady azotowe, naleza do nich adenina i guanina

jakim wiazaniem lacza sie nukleotydy, miedzy czym wystepuja

wiazanie 3’,5’-fosfodiestrowe, powstaja miedzy cukrem jednego nukleotydu, a reszta forforanowa (V) kolejnego nukleotydu

jak powstaje polarny lancuch polinukleotydowy, jaka budowe maja jego konce

powstaje z polaczonych nukleotydow (wiazaniami 3’,5’-fosfodiestrowymi), na koncu 3’ jest grupa hydroksylowa cukru, a na koncu 5’ reszta fosforanowa(V), sekwencje zapisujemy od 5’ do 3’

jaka strukture ma czasteczka DNA

prawoskretnej, podwojnej helisy (sklada sie z dwoch lancuchow polinukleotydowych, skreconych śrubowo, czyli helikalnie)

co stabilizuje strukture przestrzenna czasteczki DNA

oddzialywania hydrofobowe (miedzy sasiednimi parami zasad azotowych tego samego lancucha) i wiazania wodorowe

jakie wiazania sa miedzy ADENINA a TYMINA

DWA wiazania wodorowe

jakie wiazania za miedzy CYTOZYNA a GUANINA

TRZY wiazania wodorowe

na czym polega regula CHARGAFFA

sklad nukleotydow w jednym lancuchu, wyznacza sklad nukleotydow w drugim lancuchu, poniewaz lancuchy polinukleotydowe DNA sa wzajemnie KOMPLEMENTARNE)

rownanie reguly CHARGAFFA

A + G = C + T

jak ulozone sa lancuchy polinukleotydowe w dwuniciowej czasteczce DNA

ANTYROWNOLEGLE - przeciwnie zorientowane, czyli koniec 5’ jednego lancucha lezy naprzeciw konca 3’ drugiego lancucha

dlaczego bialka laczace DNA moga rozpoznacz odpowiednia sekwencje nukleotydow bez rozplatania podwojnej helisy

poniewaz ZASADY AZOTOWE sa skierowane do WNETRZA helisy (a po zewnetrznej stronie czasteczki deoksyrybozy i reszty fosforanowe (V) tworza szkielet cukrowo-fosforanowy)

jaka jest rola DNA

jest materialem genetycznym, czyli okresla strukture PIERWSZOrzedowa czasteczek RNA i bialek. od bialek zaleza poszczegolne cechy organizmu, przekazywane pokoleniom, wiec DNA jest takze NOSNIKIEM informacji genetycznej odpowiadajacej za dziedziczenie cech

czym rozni sie budowa nukleotydu RNA od DNA

ma uracyl zamiast tyminy i zamiast deoksyrybozy jest ryboza

jak nazywamy ogolnie piecioweglowy cukier

pentoza

czym rozni sie budowa czasteczki RNA od DNA

czasteczki RNA sa zwykle JEDNONICIOWE (buduje je jeden lancuch polinukleotydowy), a czasteczki DNA sa dwuniciowe

czy w czasteczce RNA moga wystepowac fragmenty dwuniciowe?

tak, przez laczenie sie komplementarnych nukleotydow jednej nici. wplywa to na strukture przestrzenna calej czasteczki RNA, ale zdarza sie znacznie rzadziej m.in. u niektorych wirusow

jakie rodzaje RNA wystepuja u wszystkich organizmow

mRNA (informacyjny), rRNA (rybosomowy), tRNA (transportujacy)

jakie rodzaje RNA wystepuja tylko u organizmow eukariotycznych

snRNA, siRNA, miRNA i inne rodzaje

jakie RNA jest kodujace, ile % calosci stanowi

mRNA, 4-5%

funkcja mRNA

przenosi inf genetyczna zawarta w DNA z miejsca jej przechowywania (jadro kom) do miejsca syntezy bialek (cytoplazma), gdzie po polaczeniu z rybosomami jest matryca do wytwarzania bialek.

funkcja rRNA

wchodzi w sklad rybosomow, ktore przeprowadzaja synteze bialka zgodnie z informacja zawarta na mRNA

funkcja tRNA

przenosi aminokwasy do rybosomow w cutozolu podczas translacji (miejscem laczenia aminokwasu jest koniec 3’ z wolna grupa OH, ktora tworzy wiazanie estrowe z grupa COOH aminokwasu.

funkcja antykodonu

odpowiada za rozpoznanie komplementarnego kodonu na nici mRNA (co umozliwia przekazanie odpowiedniego aminokwasu transportowanego przez tRNA na lancuch polipeptydowy powstajacy na matrycy mRNA)

funkcja ramienia akceptorowego

umozliwia przylaczenie sie odpowiedniego aminokwasu do czasteczki tRNA

snRNA

bierze udzial w procesie dojrzewania mRNA

miRNA

uczestniczy w regulacji ekspresji genow (przez degradacje czasteczek mRNA lub blokowanie translacji)

siRNA

uczestniczy w regulacji ekspresji genow (przez degradacje czasteczek mRNA - element obrony kom przed wirusami RNA)

gdzie wystepuje RNA u eukariontow

w jadrze komorkowym, cytozolu i organellach polautonomicznych (mitochondria i chloroplasty)

gdzie wytwarzane jest RNA

jądro komorkowe (rRNA - jąderko)

wędrowka czasteczek RNA

przez pory jadrowe do cytozolu (z wyjatkiem rRNA)

jak powstaja podjednostki rybosomow

rRNA laczy sie w jaderku z bialkami i powstaja podjednostki rybosomow, ktore trafiaja do cytozolu

jakie rodzaje RNA powstaja w mitochondriach i chloroplastach

mRNA, tRNA, rRNA

gdzue znajduje sie RNA u prokariontow

w cytoplazmie

co jest stabilniejsze RNA czy DNA

DNA, podczas kopiowania RNA powstaje wiecej bledow, latwiej tez ulega degradacji

w jakiej formie DNA jest u bakterii

chromosom bakteryjny tzw. genofor

co to nukleoid

obszar genoforu z cytozolem

co to genom

cala informacja genetyczna organizmu

z czego sklada sie genom bakteryjny

genofor + plazmidy (male koliste czasteczki DNA, ktore maja unikatowe cechy np odpornosc na antybiotyki)

z czego sklada sie genom kom zwierzecej

DNA jadrowe + DNA mitochondrialne (mitDNA)

z czego sklada sie genom roslinny

DNA jadrowe + mitDNA + chtDNA (chloroplastowe)

co wnika przez pory jadrowe

nukleotydy, bialka histonowe, ATP, bialka enzymatyczne

co przechodzi przez pory jadrowe do cytozolu

mRNA, tRNA, podjednostki rybosomowe (zbudowane z rRNA i bialek)

co znajduje sie w srodku jadra

jaderka, chromatyna (DNA nawiniete na bialka histonowe)

na czym polega replikacja

na powieleniu ilosci DNA w komorce, w wyniku czego tworza sie dwie identyczne kopie materialu genetycznego, ktore zostana przekazane do kom potomnych podczas podzialow w fazie M

w jakiej fazie cyklu kom zachodzi replikacja

faza S

co to znaczy ze mechanizm replikacji jest semikonserwatywny/półzachowawczy

każda cząsteczka DNA posiada jedną nić starą (matrycową, pochodzącą z cząsteczki macierzystej) i drugą nową dobudowaną zgodnie z REGUŁĄ KOMPLEMENTARNOSCI

ogólny mechanizm replikacji

macierzysta czasteczke DNA tworza dwie komplementarne nici, a po ich rozpleceniu kazda stanowi matryce do syntezy nowej nici. Wolne nukleotydy są dobudowywane zgodnie z REGULA KOMPLEMENTARNOSCI zasad, więc z 1 cz DNA postaja dwie identyczne cz potomne

co robi polimaraza DNA

katalizuje synteze nowych nici DNA na matrycy nici starych (zawsze 5’ —> 3’!!!)

co robi helikaza DNA

rozplata podwójna helise DNA, rozrywając wiązania wodorowe między nićmi DNA

co robi prymaza (polimeraza RNA)

1) odpowiada za wytwarzanie starterów RNA na matrycy DNA 2) katalizuje transkrypcje - miejscowo rozcina wiazania wodorowe miedzy nicia matrycowa a kodujaca

co robi ligaza

łączy nowo powstałe nici (fragmenty okazaki) w jeden łańcuch polinukleotydowy (nic opozniona)

etapy replikacji

1) inicjacja 2) elongacja 3) terminacja

co to ori (origin)

miejsce inicjacji replikacji

na czym polega inicjacja replikacji

rozpoczyna się przyłączeniem jednego z białek regulatorowych do miejsca ori, co powoduje rozplecenie podwojnej helisy DNA na niewielkim odcinku. struktura ktora powstala to oczko replikacyjne i w jego obszarze do DNA przylaczaja sie kolejne bialka

co to widelki replikacyjne

boki oczka replikacyjnego (przypominaja ksztaltem Y)

na czym polega elongacja replikacji (do polimarazy)

po rozpoczeciu helikazy rozrywaja wiazania wodorowe miedzy nicmi DNA, powodujac powiekszanie oczka replikacyjnego (dwukierunkowosc). po utworzeniu oczka r na obu niciach prymaza syntetyzuje startery, po czym do jego konca 3’ przylacza sie polimeraza DNA

na czym polega elongacja replikacji (od polimerazy DNA)

polimaraza DNA wytwarza nic DNA komplementarna do nici macierzystej. łancuchy DNA sa antyrownolegle, a synteza nowej nici zachodzi zawsze w kierunku od 5’ do 3’, dlatego tylko jedna nic jest syntetyzowana w sposob ciagly. trwa do skopiowania calej cz. DNA

co to startery

krotkie odcinki RNA, zbudowane z ok 10 nukleotydow, syntetyzowane przez prymaze w kierunku 5’ —> 3’

co to replikon

odcinek dna ktory podlega replikacji (on jest kopiowany)

co to nic wiodaca

nic DNA syntetyzowana (podczas replikacji) w sposob ciagly, zgodnie z ruchem widelek replikacyjnych

co to nic opozniona

nic syntetyzowana niezgodnie z ruchem widelek replikacyjnych. jest syntetyzowana w wielu miejsc startu i powstaje z polaczenia krotkich odcinkow zwanymi fragmentami okazaki. za laczenie tych odcinkow odpowiada ligaza.

na czym polega terminacja

powielanie DNA konczy sie gdy powstana dwie potomne czasteczki DNA, moga je wyznaczac sekwencje terminacyjne. w rejonie DNA, ktore je zawiera, bialka biorace udzial w replikacji odlaczaja sie od DNA, w wyniku czego powstaja dwie identyczne czasteczki DNA.

roznice w replikacji miedzy prokariontami a eukariontami

1. w jednym chromosomie eukariotycznym powstaje wiele oczek, bo jest wiele miejsc inicjacji 2. komorki eukariotyczne maja conajmniej 9 polimeraz DNA 3. terminacja - najpewniej widelki spotykaja sie w random miejscach i powoduja odlaczenie DNA od bialek

co robi telomeraza

dobudowuje nukleotydy DNA do konca matrycy nici opoznionej tworzac telomery.

co to telomery

w wyniku dzialania telomerazy na koncach chromosomow powstaja sekwencje telomerowe, czyli telomery. to wielokrotnie powtorzone kilkunukleotydowe odcinki DNA o tej samej kolejnosci zasad azotowych.

co sie przylacza do koncow mRNA po transkrypcji

do konca 5’ - czapeczka (caping), a do konca 3’ - ogonek poliA

co robi czapeczka

wyznacza miejsce przylaczenia mRNA do podjednostki rybosomu

co robi ogon poliA

zabezpiecza mRNA przed strawieniem przez nukleazy (enzymy tnące kwasy nukleinowe) w cytozolu

jakie sa sekwencje niekodujace genu

introny i czesci regulatorowe

czesci kodujace genu

eksony

co to chromosomy

czasteczki DNA stanowiace genom jadrowy

co to chromatyna

chromosomy zwiazane z bialkami

co to nukleosom

odcinek DNA nawiniety na 4 pary histonow

co to kod genetyczny

sposob w jaki zapisana jest informacja genetyczna, wyznacza wspolzaleznosc miedzy kolejnoscia nukleotydow w DNA a kolejnoscia aminokwasow w lancuchu polipeptydowym

co to znaczy ze kod genetyczny jest trójkowy

trzy kolejne nukleotydy, czyli kodon, stanowią zapis jednego aminokwasu w łańcuchu polipeptydowym

co to znaczy ze kod genetyczny jest jednoznaczny (zdeterminowany)

określony kodon wyznacza jeden (zawsze ten sam) aminokwas

co to znaczy ze kod genetyczny jest bezprzecinkowy

między kolejnymi kodonami nie występują nukleotydy, które nie byłyby odczytywane (nie ma sekwencji przerywnikowych)

co to znaczy ze kod genetyczny jest zdegenerowany

jeden aminokwas może być kodowany przez kilka (od dwóch do sześciu) różnych kodonów

co to znaczy ze kod genetyczny jest niezachodzacy

kodony nie nakładają się na siebie, co oznacza, że żaden nukleotyd danego kodonu nie wchodzi w skład kolejnego kodonu

co to znaczy ze kod genetyczny jest uniwersalny (powszechny)

w zdecydowanej większości przypadków te same kodony wyznaczają te same aminokwasy u różnych organizmów. Rzadkie odstępstwa od reguł kodu genetycznego dotyczą m.in. syntezy białka zachodzącej w mitochondriach

w kom prokariotycznych transkrypcja i translacja zachodzą w...?

cytoplazmie

w kom eukariotycznych transkrypcja i translacja zachodza w...?

trankrypcja - jadro komorkowe, translacja - cytoplazma

w translacji uczestnicza...?

mRNA, rybosomy, aminoacylo-tRNA, ATP/GTP, (bialka enzymatyczne)

z czego sklada sie aminoacylo-tRNA?

tRNA z przylaczonymi aminokwasami

funkcja bialek SSB

zapobiegaja skrecaniu sie helisy

znaczenie replikacji DNA w komorkach ktore zachowuja zdolnosc do podzialow cale zycie

replikacja powoduje podwojenie ilosci DNA, dzieki czemu kazda komorka potomna podczas podzialu otrzymuje taka sama inf genetyczna, co pozwala na zachowanie zdolnosci do podzialow przez cale zycie czlowieka

znaczenie cysteiny w stabilizacji struktury bialka

cysteina zawiera grupe tioliwa, ktora tworzy mostki disiarczkowe, ktore stabilizuja trzeciorzedowa strukture bialka

ssRNA —> ssDNA —> dsDNA

1) odwrotna transkrypcja 2) dobudowanie komplementarnej nici