6. Replikation

Question	Answer
Hur är DNA uppbyggt? Vilka är kvävebasparen? Vad är en kromosom?	DNA består av deoxiribonukleotider. Vilket i sin tur består av en ribosenhet med en OH-grupp, en kvävebas (guanin-cytosin, tymin-adenin). Mellan basparen är det vätebindningar, C-G har 3 st mellan sig och T-A har 2 st mellan sig. Mellan backbone är det fosfordiesterbindningar. En kromosom består av en lång tråd DNA som "krullat ihop sig"
Vad är ett genom? Vad "består" den av?	Den fullständiga DNA-sekvensen i en uppsättning av organismens olika kromosomer. Består av gener och "icke-kodande" DNA. Gener ger "receptet" till ett visst protein men de "icke-kodande" DNA:t har betydelse för genuttrycket och genregleringen. En liten del av genomet har ingen (eller ej upptäckt) betydelse - kallas skräp DNA.
Ge exempel på fel som kan leda till mutationer.	1. Mismatch - kvävebasen matchas felaktigt 2. Insertion - En extra nukleotid "slinker in" 3. Deletion - Hoppar över, "missar" en nukleotid
Ge exempel på fel som kan leda till mutationer	Repetitiv sekvens (ex. GTAGTA..) kan lätt expandera - slippage Oxiderande G kan resultera i att A byggs in -> detta leder till en permanent G-T mutation nästa gång genomet kopieras En lång sekvens med upprepande baspar -> slippage Av misstag byggs det in en ribonukleotid -> problem vid nästa kopiering gå polymerasen inte accepterar ribonukleotider i templatet
Vad syftar ordet "fidelity" på?	Hur noggrant ett visst enzym är - ex. vilka möjligheter det finns för korrekturläsning etc.
Vilka polymeras misstag korrigeras av mismatch repair systemet?	Pol delta och pol epsilon
Hur sker en missmatch repair på leading strand?	1. Mismatch proofreading proteiner skannar av den nygjorda strängen 2. DNA skanning detekterar nicks i den nya strängen. 3. Den felaktiga delen av strängen "knoppas av" 4. Det sker en reparerande syntes
Är det vanligt att ribonukleotider byggs in i DNA?	Ja, väldigt vanligt! En ribonukleotid förekommer ungefär varje 600-1000 nukleotid sekvens
Hur fungerar reparationen av ribonukleotider som används som kvävebaser i replikation?	Reparationssystemet kallas RER och innebär att man först detekterar ribonukleotiderna och de kommer att "klippas upp" från DNA-strängen. Ett polymeras kommer då att kunna köra på strängen och hela ribonukleotiden klipps bort. De nickar som orsakas av bortklippningen kommer DNA-ligas att laga.
Vilka mutationer ökar risken för att drabbas för kolorektalcancer?	Mutationer som gör att man saknar korrekturläsningen hos pol delta och pol epsilon eller ett fungerande mismatch repair system
När sker DNA-repair?	I en vilande eller delande cell. Under S-fasen (DNA-replikation) är det mer komplicerat
Vilka är det generella stegen vid DNA reparation? (bild)	Image: Generell_DNA-repair (image/png)
Ge exempel på vanliga mutationer.	Ribonukleotider är den absolut vanligaste och därefter är oxidation, radiostrålning och uv-strålning ofta förekommande.
Varför är det viktigt att kunna reparera mutationer?	Spontana mutationer sker hela tiden därför måste reparation finnas annars kan inte transkriptionen ske.
Vilken är "faran" om man inte åtgärdar mutationerna innan replikation?	Är strängen en gång felkopierat går det inte att åtgärda och all den framtida DNA som replikeras från den felaktiga cellen kommer att få samma mutation.
Vilka processer ger felaktiga baser och hur sker reparationen?	Deaminering (C-> U) och depurinering (A försvinner). Reparationen sker på samma sätt efter att U eliminerats. Ett endonukleas och ett fosforsdiesteras flyttar sockerfosfaten. DNA polymeras adderar en nya nukleotid och DNA-ligas tätar "the nick"
Vad är en dimer och hur lagar man den?	En dimer är en kovalentbindning som bildas mellan två nukleotider i backbone. För att laga den används ett nukleas som klipper upp en sekvens av nukleotider. Med hjälp av DNA-helikas kan sekvensen förflyttas och en nya sekvens kan byggas m.h.a polymeras och ligas
Det är betydligt svårare att reparera DNA om båda strängarna gått sönder. Vilka två metoder finns för att reparera dessa fel och när används dessa?	1. Icke-homolog ändförening - görs i första hand och används när man ej replikerar DNA. Blir alltid lite fel men kromosomerna sitter iallafall ihop. 2. Homolog ändförening - Sker i andra hand under replikation. I princip felfri lagning.
Hur sker en lagning av "double-strand break" in DNA?	1. På ändarna sätter sig proteinet KU heterodimers som fungerar som en "byggnadsställning" för andra proteiner som krävs i reparationsprocessen. 2. Proteiner som krävs adderas 3. Bearbetning av DNA-ändarna 4. Begränsad reparationssyntes 5. Legering Ett DNA som är reparerad på detta sätt har ofta raderat nukleotider
Vilken mutation ökar risken att drabbas av hudcancer?	Det finns en ovanlig genetisk sjukdom som innebär att när man bildar thymin dimerer så finns det inget fungerande reparationssystem. Det finns en variant av sjukdomen som innebär att trots att patienterna har ett fungerande reparationssystem så utvecklar de ändå hudcancer (varför? =?).
Vilken princip använder sig av translesion syntes för att reparera skador i DNA? Vilket polymeras används?	Först används ett polymeras med proofreading sedan byts detta ut mot ett polymeras som tillfälligt kör över skadan. Detta polymeras (ofta polymeras eta) saknar proofreading och "struntar därför i skadan". Viktigaste är att få strängen klart, sedan kan man reparera skadan.
Polymeras eta kan inte korrekturläsa när den replikerar "normalt DNA" trots det bildas de ändå inte mer mutationer jämfört med ett polymeras som kan korrekturläsa. Varför?	Både pol delta och pol epsilon kan korrekturläsa (proofread) för pol eta
Vad är syftet med att göra en PCR?	Att härma DNA-replikations processen och på så sätt få fram stora mängder av en viss DNA-sekvens.
I vilka tre viktiga steg kan man dela in ett PCR experiment? Och vad krävs för att kunna utföra experimentet?	1. Denaturering 2. Hybridisering 3. Polymerisering Det som krävs är dNTP:s, DNA polymeras, DNA templat och Primer
Vad innebär steg 1, 2 och 3 i ett PCR experiment? Hur många gånger upprepas processen?	1. Denaturering - Vätebindningarna mellan kvävebaserna kommer brytas och exponeras. 2. Hybridisering - Primern (både forward och reverse) får en chans att binda till templatet. 3. Polymerisering - Polymeraset kopplar ihop rätt dNTP med kvävebaserna på templatet. Upprepas 30-40 gånger beroende på hur stor produkten ska vara.
När kan PCR-tekniken användas?	Kan användas till exempel på en brottsplats där man bara hittat en liten del DNA. Då kan man kopiera den sekvensen man har och få en sådan mängd att man kan utföra andra analyser och spåra en potentiell gärningsman. Kan också användas för att söka efter sjukdomsalstrande smittämnen eller om man ska göra en genöversikt.
Från vilken "håll" bygger polymeraset?	Bygger alltid från 5' till 3'. Detta innebär att den strängen som fungerar som templat "avläses" 3' till 5'.
Var startar DNA-replikationen? Hur och m.h.a vilket enzym sker första steget? Finns reglering?	Startar på ett särskilt sekvensställe, kallas origin. Kan se olika ut men verkar generellt sätt bestå av mycket A-T. På origin sitter en reglerande proteinkomplex (Orc's). DNA-strängen delas m.h.a helikas i första steget.
DNA-helikas binder in till helixen. Men vad krävs för att den ska börja bryta bindningarna mellan kvävebasparen?	ATP
Vilken funktion har både backbone och SSB för det enkelsträngade DNA:t?	Båda två stabilserar. SSB stabiliserar "bubblan" som helikaset bildar mellan de två enkelsträngarna.
Vad krävs för att polymeraset ska börja bygga? Hur vet den när den ska börja och var?	Det krävs en RNA primer - polymeraset kan börja bygga på primernas 3'OH ände. RNA primern byggs upp av ett DNA-primas. DNA-primaset fäster vid proteinkomplexet Orc's och således är det regleringen av denna som avgör var primern ska sitta.
Vilka är målen med DNA-replikation?	1. Att bara göra en kopia 2. Att bli klar i tid före celldelning 3. Att de ska ske med mycket hög noggrannhet.
Rita en schematisk bild på en pågående replikation	Image: Generell_replikation (image/png)
Vilket problem uppkommer när lagging strand byggs? (som inte uppkommer när leading strand byggs) Och hur löses det?	Varje gång vi bygger lagging strand kommer strängen att bli kortare - nukleotider som är essentiella kan missas i kopieringen. För att lösa detta finns telomerer som fungerar som en buffert för att skydda "din favoritgen".
Vilka problem uppkommer när lagging strand byggs? (som inte uppkommer med leading strand) Hur löses detta?	Varje gång lagging strand byggs kommer genen att bli lite kortare eftersom polymeraset inte kan "känna" när den ska sluta utan de uppstår slumpmässigt. Detta löses med telomerer i ändan av alla kromosomer. Telomerer fungerar som buffert och skyddar "din favorit gen".
Vad är ett okazakifragment?	För att lagging strand ska kunna byggas måste polymeraset hoppa framåt och bygga bakåt. Detta gör att strängen inte kan byggas i ett utan den byggs i fragment, sk. okazakifragment.
Beskriv stegen som krävs för att förena okazakifragmenten och bilda en lång DNA-kedja utan brott.	När polymeraset kommer mot primern (backar ju - därav mot primern) så kommer den att åka upp så polymeraset kan fortsätta köra. RNA-primern "klipps bort" av ett endonukleoas. Clampen på polymeraset hjälper till att lokalisera var klippningen ska ske. Nicken som bildas lagas av DNA-ligas som lägger till den fosfatgrupp som saknar för att få en komplett sträng. DNA-ligaset kan börja köra innan polymeraset är klar med hela strängen.
Beskriv den eukaryota replikations gaffeln (bild).	Image: Den_eukaryota_replikationsgaffeln (image/png)
Vad är supercoiled?	När man börjar separera kan "tjorv" bildas (tänk om man ska snurra upp ett snöre som sitter fast och så snurrar man åt fel håll). Kromosomerna är så pass långa att det inte hjälper om ändarna är fria
Hur fungerar telomeras? Hur ser strukturen ut?	I det flesta fall består telomeraset av korta upprepande sekvenser, hos människan är det ofta TG. I slutet finns en T-loop som som fungerar både som ett skydd för änden och som en kontroll ifall kromosomen gått sönder.
Beskriv skillnaderna mellan omvänt transkriptas (OT), DNA-polymeras och RNA-polymeras.	OT - enzym som tranformerar RNA till DNA - används bl.a. av retrovirus (ex. HIV) DNA-polymeras - Används vid replikation och påskyndar sammanfogningen av nukleotider RNA-polymeras - Används i transkriptionen då cellens DNA omskrivs till mRNA
Förklara hur man kan klona en gen genom att använda rekombinant DNA-teknik.	Rekombinant DNA-teknik - man använder en plasmid. Rekombinant=DNA från olika ursprung. Plasmid: cirkulär dubbeltrådigt cell (ofta bakterie) Vad krävs? Ori (origin of replication) - för kopiering och replikation av plasmid Promotor och terminator - för transkription Shine-dalgarnosekvens - för translation Selektionsmarkör - för att kunna selektera bakterier som innehåller plasmiden. Hur klonar man? Klipper och klistrar i en plasmid och i DNA. Restriktionsenzymer klipper sönder ringen och DNA ligaser kan då klistra in Gen x (legering). Om man vill studera vad detta protein har för funktion så måste plasmiden sättas i en bakterie genom en transformering av plasmiden. Sedan selekteras de bakterier som har plasmiden för att transformeringen kommer inte lyckas på alla. Selektion görs m.h.a ampicillin. De som har selektionsmarkören överlever och resten dör.
Vad kan konsekvensen bli av en mutation?	Beror helt på vilken typ av mutation och var den sker. Sannolikheten att mutationen hamnar på ett exon som kodar för ett protein är liten och att den ska påverka en essentiell aminosyra är ännu mindre men gör mutationen det så kan konsekvenserna bli allvarliga och vara orsaken till sjukdomar.
Vad kan konsekvenserna bli av en translokation?	En translokation är att två delar av en kromosom bryts av och byter plats med varandra. Sker detta i diploida celler är det sällan som konsekvenserna blir särskilda allvarliga utan oftast blir det ingen skillnad - en balanserad translokation. Under könscelldelningen är det dock en risk att translaktionen blir obalanserad och den kan då utgöra en fara för hälsan och ge upphov till sjukdomar.
Vilka kan konsekvenserna bli för en grövre kromosomförändring?	Det flesta kromosomavvikelser är inte förenade med liv och är dem de innebär de ofta svåra sjukdomar eller handikapp. Exempel på en kromosomavvikelse är downs syndrom vilket innebär att man tre exemplar av kromosom 21.
Vad innefattar nukleotidmetabolismen?	1. DNA och RNA-syntes. 2. Energibärare - ATP = den generella 3. Del av koenzymer - ex. B-vitamin är fäst vid en nukleotid 4. Regulatorer: ATP, ADP, AMP reglerar metabolismen. Cykliska nukleotider fungerar som signalmolekyler
Vilka baser består av pyriner (2 ringar)?	Adenin, guanin och hypoxantin
Vad är pyrimidiner (1 ring)?	Uracil, Cystein och thymin
Beskriv översiktsbild på nukleotidmetabolismen (bild).	Image: Nukleotidmetabolism (image/png)
Beskriv de gemensamma reaktionerna för de novo-och salvage syntesen (bild). Vilka enzymer används i reaktionen?	Image: De_novo___salvage (image/png)
Skillnad på salvage-syntes och de novo?	Salvage återanvänder färdigbyggda ex. nukleosider, kvävebas medan de novo bygger upp från grunden (i många komplicerade steg - som man inte måste kunna!! :))
Ge exempel på cytostatika och var de verkar.	Hydroxyurea hämmar RNR (viktigt enzym i de novo ribonukleotidreduktas) 5-fluorouracil -> 5F-UMP hämmar TS (centralt enzym för syntesen av dTTP) Metotrexat hämmar DHFR (enzym i syntesen av dTTP)
Ge exempel på sjukdomar (och dess behandling) som kan uppkomma vid rubbningar i nukleotidmetabolismen	Gikt - Att producera för mycket uriner -> svullnad i lederna. Botemedel = hämmning av XOD -> mindre urinsyra Lesch Nyham syndrom - leder till gikt och mentala störningar SCID - Brist på ADA eller PNP leder till förhöjda dATP eller dGTP nivåer i förhållande till andra dNTP's -> immunbrist. Botemedel = Ev. benmärgstransplation dock riskabelt pga immunbristen
Beskriv en DNA-helix. Vilka bindningar ingår och hur förhåller sig strängarna till varandra.	DNA-helix består av två antiparallella strängar där kvävebaserna i backbone binder till varandra genom fosfordiester bindningar. Mellan basparen är det väte bindningar. A-T med 2 vätebindningar och C-G med tre vätebindningar
Varför binder just G-C och A-T?	T och C består av pyrimidiner och A och G består av puriner. För att DNA-helixen ska kunna behålla sin repetitiva struktur är det mest fördelaktigt att en purin binder till en pyrimidin. Att A-T och C-G beror på antalet möjliga vätebindningar
Hur bestämmer den lokala konformationen den globala strukturen för en DNA-helix?	Den bildar ett minor och major groove (1 minor och 1 major groove per 10bp)
Vad medverkar till helixens stabilitet?	1. Basparning (ger dock inte tillräckligt med stabilitet ensamt) 2. Base stacking - baser som staplas på varandra och som kan integrera genom elektronmoln med varandra 3. Fosfatgruppernas laddning i backbone neutraliseras av kalium eller magnesium (mer sällan)
Beskriv major groove i B-DNA. Hur sker interaktioner och hur avläses sekvensen?	Major groove är stort - ett beta hairpin eller en alfa helix kan passa in och basparen är mer tillgängliga - proteiner kan beskåda dem. Under transkription och replikation så måste bassekvensen hittas utan något lösgörande och proteiner glider längs major groove för att leta efter en specifik sekvens
Hur ser minor groove ut? Vilka möjligheter finns till interaktioner?	Är smalt, litet - Endast interaktioner med vatten och katjoner kan ske.
Varför sker interaktioner lättare i major groove?	Därför att sekvensen där exponeras på ett sådant sätt att kvävebaserna blir lättare för proteinet att detektera - I minor groove svårare att se skillnad mellan de två kvävebasparen
Ge exempel på hur en DNA-helix kan modifieras.	1. Metylering av C 2. DNA skador - ex. deamination = bortförande av amingrupp eller abasic sites = En kvävbas har fallit bort (tappat tand) 3. skador p.g.a. externa influenser - ex thymin dimer orsakad av solning eller läkemedel
Hur påverkar metylering av cytostin DNA-helixen?	Påverkar inte basparen eller strukturen. Däremot kan metyleringen kännas vid av proteiner och genuttrycket kan därför förändras utan att påverka sekvensen av baspar.
Ge exempel på DNA-skador som påverkar helixens struktur. Hur påverkas strukturen?	Thymin dimer - orsakas av UV-ljus. Den kovalenta bindningen påverkar DNA helixen genom att göra en "böj" på den Cisplatin - En cytostatika som bildar korsbindningar i DNA:t vilket deformerar helixen så pass mycket att reparation inte är möjligt Cancerogen ex. cigarettrök - Aromater infogas i DNA-helixen och kan reagera med kvävebasen adenosin vilket "stör" basparningen och därmed också helixens struktur
Ge exempel på några av de sekundär strukturer som RNA kan bilda. (bild)	Image: Sekund_r_struktur_RNA (image/png)
Vad är en "sugar pucker"? Vilken funktion?	Sockerringen i DNA och RNA är inte plan utan som en pucker, vriden. Denna vridning påverkar strukturen på helixen och eftersom RNA har en mer OH-grupp fäst till ribosmolekylen kommer strukturen i backbone för RNA och DNA att bli annorlunda och man kan skilja dem åt

Next up

Description

Resource summary

Similar

	Created by stina.k.paulsson over 9 years ago