sejtmag ii
DESCRIPTION
Sejtmag II. Dr. habil. Kőhidai László SE, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet 2012. szeptember 27. Nukleáris testek. Swedlow and Lamond Genome Biology 2001 2 :reviews0002.1. Nukleáris ‘dinamika’. Adatok a humán genomról. 3,000,000,000 bázispár ~ 500,000,000 kodon - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/1.jpg)
Sejtmag II.Sejtmag II.
Dr. habil. Kőhidai LászlóSE, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet
2012. szeptember 27.
![Page 2: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/2.jpg)
Swedlow and Lamond Genome Biology 2001 2:reviews0002.1
Nukleáris testekNukleáris testek
![Page 3: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/3.jpg)
Nukleáris ‘dinamika’Nukleáris ‘dinamika’
![Page 4: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/4.jpg)
Adatok a humán genomrólAdatok a humán genomról
3,000,000,000 bázispár ~ 500,000,000 kodon
Ha 1 kodon = 1 szó és 1 oldal 850 szó
AKKOR
A humán genom 590,000 oldalnak felel meg
Ha a fenti könyvet 3 bázis/perc sebességgel olvasnánk
AKKOR
47.6 évig tartana az elolvasása
![Page 5: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/5.jpg)
A DNS szerkezete 1A DNS szerkezete 1B-DNS A-DNS Z-DNS
többszálú konformációk hajtűszerű formák
Watson és Crick1953
![Page 6: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/6.jpg)
A DNS szerkezete 2A DNS szerkezete 2
A – T 2 H hídG – C 3 H híd
Konstans átmérő
„Photo-51”
RosalindFranklin
1920-1958
![Page 7: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/7.jpg)
A DNS megkettőződésének A DNS megkettőződésének szemikonzervatív elveszemikonzervatív elve
![Page 8: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/8.jpg)
Néhány fontosabb enzimNéhány fontosabb enzim
Helikáz – DNS széttekerése Topoizomeráz – „supercoil”-ok letekerése Primáz – RNS-primer készítése DNS polimeráz III – új DNS szál szintézise DNS polimeráz I – az RNS primer 1. bázisának leválasztása DNS ligáz – DNS fragmentumok összeillesztése
Kornberg, Arthur1959
DNS replikáció enzimeinek szerepe
![Page 9: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/9.jpg)
Nukleoszómák kémiai Nukleoszómák kémiai módosításamódosítása
és az ú.n. ‘remodeling’és az ú.n. ‘remodeling’
„Sliding”
![Page 10: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/11.jpg)
Új DNS szál Új DNS szál szintézisénekszintézisének
lépéseilépései
RNS primerRNS primer szintézise szintéziseprimáz enzimmelprimáz enzimmel
a a DNS polimerázDNS polimeráz kapcsolódik kapcsolódikaz RNS primerhez ésaz RNS primerhez ésmegkezdődik az új DNS szál szintézisemegkezdődik az új DNS szál szintézise
DNS polimeráz befejezia DNS fragmentumszintézisét
a kezdő RNS primerleválik és DNS pótolja
DNS ligáz az újonnan szintetizált DNS fragmentumot az új szálhoz kapcsolja
![Page 12: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/12.jpg)
DNS duplikációja 1DNS duplikációja 1
DNSDNSreplikációreplikációiniciálásainiciálása
ReplikációsReplikációs „ „buborékok”buborékok”
ReplikációReplikáció
előrehaladáelőrehaladása sa
ÖsszetartóÖsszetartószerkezetszerkezetkialakuláskialakulás
aa
Cohesin-ekCohesin-ek
TestvérTestvérkromatídákkromatídák
![Page 13: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/13.jpg)
újonnan szintetizáltszál
„vezető” templát szál
DNS polimeráz
DNS helikáz
primázRNS primer
új Okazaki fragmentum
elmaradó-szál templát
DNS poplimeráz az elmaradó szálon(Okazaki fragmentum szintézise befejeződik)
egyszálú DNS-t kötő proteinek
csúszó-kapocsfehérje
VEZETŐSZÁL
ELMARADÓSZÁL
DNS replikációja 1DNS replikációja 1
![Page 14: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/14.jpg)
„vezető” templát szál
újonnan szintetizált szál
DNS polimeráza vezető szálon
primáz
egyszálú DNS-t kötő proteinek
RNSprimer
Okazakifragmentum
DNS helikáz
DNS polimerázaz elmaradó szálon
(Okazaki fragmentumszintézise befejeződik)
újonnanszintetizáltDNS
elmaradó-száltemplát
DNS replikációja 2DNS replikációja 2
![Page 15: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/15.jpg)
Okazaki fragmentumok szintézise
![Page 16: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/16.jpg)
DNSDNS
RNSRNS
FehérjeFehérje
TranszkripcióTranszkripcióTranszkripcióTranszkripció
Transzlációpolipeptid szintézisemRNS minta alapján
Transzlációpolipeptid szintézisemRNS minta alapján
CentrálisCentrális dogmadogma
![Page 17: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/17.jpg)
mRNS érés és „szerkesztés”mRNS érés és „szerkesztés”
hnRNShnRNS - (heterogeneous nuclear RNA) – elsődlegesenátíródó RNS - eukaryotákban
5’ sapka5’ sapka – 7-methylguanosine az mRNS 5’ végén 3’ jellegűvé teszi a molekulát védi az mRNS-t a lebomlástól
Poli-adenin farokPoli-adenin farok – 20-200 adenin tartalmú szekvenciaa poli-A-polimeráz helyezi felnöveli az mRNS életidejét
pre-mRNSpre-mRNS - 100-400 nukleotidos RNS
![Page 18: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/18.jpg)
RNS szintézisRNS szintézis
RNS polimeráz térszerkezete
KötődésKötődés(zárt(zárt
komplex)komplex)
PromoterPromoternyitásanyitása(nyílt(nyílt
komplex)komplex)
TranszkripcióTranszkripciókezdetekezdete
ElongációElongáció
PolimerázPolimerázés az RNSés az RNSleválásaleválása
RNSRNSpolimerázpolimeráz
transzkripciótranszkripció
elongációelongáció
terminációtermináció
![Page 19: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/19.jpg)
Poliadeniláció
Termináció
![Page 20: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/20.jpg)
Az érett mRNS Az érett mRNS sejtmag – citoplazmasejtmag – citoplazma irányú transzportjairányú transzportja
![Page 21: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/21.jpg)
Roberts, Richard J.
Sharp, Phillip A.
1993
![Page 22: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/22.jpg)
RNS-t kódoló szekvenciákRNS-t kódoló szekvenciák
![Page 23: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/23.jpg)
SplicingSplicing
![Page 24: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/24.jpg)
Alternatív splicingAlternatív splicing
nem minden intron vágódik ki exonok is kivágódnak eredmény: fehérje-családokfehérje-családok kialakulása
![Page 25: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/25.jpg)
Citidin-deamináz jelentőségeCitidin-deamináz jelentősége
![Page 26: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/26.jpg)
A nem proteint kódoló szekvenciák aránya a filogenezis különböző fokain
![Page 27: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/27.jpg)
alap-szintűtranszkripció
nincs transzkripció
spontán izomerizálódáshatására aktiválttranszkripció
![Page 28: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/28.jpg)
"for their discoveries concerning genetic control of enzyme and virus synthesis"
François Jacob
André Lwoff
Jacques Monod
Regulator - repressorRegulator - repressorPromoter – RNS polym.Promoter – RNS polym.Operator – repressort kötOperator – repressort kötStructur g. – enzim Structur g. – enzim
![Page 29: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/29.jpg)
Gén-szintű szabályozás 1 – Prokaryoták Gén-szintű szabályozás 1 – Prokaryoták
Lactose jelenlétében – Lactose jelenlétében – gátolt gátolt represszor –represszor – működő működő feh.szint. feh.szint.
![Page 30: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/30.jpg)
Gén-szintű szabályozás 2 - ProkaryotákGén-szintű szabályozás 2 - Prokaryoták
Lactose hiány – Lactose hiány – aktív aktív represszor –represszor – gátolt gátolt feh.szint. feh.szint.
![Page 31: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/31.jpg)
Gén-szintű szabályozás 3 - ProkaryotákGén-szintű szabályozás 3 - Prokaryoták
Trp jelenlétében – Trp jelenlétében – aktív aktív represszor –represszor – gátolt gátolt feh.szint. feh.szint.
Trp hiány – Trp hiány – gátolt gátolt represszor –represszor – működő működő feh.szint. feh.szint.
![Page 32: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/32.jpg)
A génszintű szabályozás filogeneziseA génszintű szabályozás filogenezise
![Page 33: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/33.jpg)
Transzkripció szabályozási mechanizmusok 1Transzkripció szabályozási mechanizmusok 1- Eukaryoták - - Eukaryoták -
Kompetíció
Gátlás
![Page 34: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/34.jpg)
Transzkripció szabályozási mechanizmusok 2Transzkripció szabályozási mechanizmusok 2- Eukaryoták -- Eukaryoták -
Direktrepresszió
Indirektrepresszió
![Page 35: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/35.jpg)
Transzkripció szabályozási mechanizmusok 3Transzkripció szabályozási mechanizmusok 3- Eukaryoták -- Eukaryoták -
![Page 36: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/37.jpg)
TBF = TATA binding proteinTF = transzkripciós faktor
Transzkripció Transzkripció szabályozási szabályozási mechanizmusok 4mechanizmusok 4- Eukaryoták -- Eukaryoták -
![Page 38: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/38.jpg)
Transzkripció szabályozási mechanizmusok 5Transzkripció szabályozási mechanizmusok 5- Eukaryoták -- Eukaryoták -
![Page 39: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/39.jpg)
TranszpozonokTranszpozonok
a genomban helyüket változtató DNS-szakaszok
relatíve hosszú DNS szakaszok szintézise
eukaryoták, prokaryoták
![Page 40: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/40.jpg)
TranszkripciósTranszkripciósfaktorokfaktorok
Homeo-domainStruktúra
3 alfa-helikális struktúra ebből egy szabályoz másik kettő stabilizál kapcsolódás: promoter, enhancer
![Page 41: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/41.jpg)
Zn-ujjas fehérjék Leucin-zippzár
Helix-loop-helix motívum
Transzkripciós faktorok 2Transzkripciós faktorok 2
2 helikális domain dimerizáció consensus szekv.-hez kapcs
2 béta lemez+ 1 alfa helix a Zn2+ 2 His-2 Cys 3-4 bázssal kapcs.
![Page 42: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/43.jpg)
A biológiai információáramlás -A biológiai információáramlás -„valóság”„valóság”
RNSDNS Fehérje
Transzkripció
Transzláció
Retrovírus
Prion
RNS vírusok
ribozim
Replikáció
![Page 44: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/44.jpg)
RibozimRibozim
Thomas Cech
1989
![Page 45: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/45.jpg)
PrionokPrionok
Stanley B. Prusiner
1997
RNSDNS Fehérje
Spongiform encephalopathia
?
![Page 46: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/46.jpg)
AS szekvencia azonosA. normál (PrPc) fehérje
főleg α-helix - szolubilis
B. abnormál (PrPsc) fehérje
45% β-redő – nem oldható
Hőstabil,
UV-sugárzásra érzéketlen
& proteáz rezisztens
Sejtfelszínen aggregálódik
Prion szerkezetePrion szerkezete
![Page 47: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/47.jpg)
PrPc PrPSc
Hosszú filamentummá aggregálódnak => neuron károsodik
![Page 48: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/48.jpg)
Megjelenési formák - Megjelenési formák - lokalizációlokalizáció
<-> Creutzfeldt-Jakob kór
GSS= Gerstmann –Straussler-Scheinker betegség
Fatalis familiáris
insomnia (FFI)
![Page 49: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/49.jpg)
Egyéb ellentmondásokEgyéb ellentmondások
Metilációs mintázat öröklődése => Epigenetika
Strukturális öröklődés Szenz – antiszenz szál?
![Page 50: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/50.jpg)
Metilációs Metilációs mintázatmintázat
CpG szigeteken
Eredménye géncsendesítésgéncsendesítés
![Page 51: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/51.jpg)
Metilációs Metilációs mintázat mintázat
öröklődéseöröklődése
![Page 52: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/52.jpg)
Strukturális Strukturális öröklődésöröklődés
Paramecium csilló bazális testje
Sejtközpont megduplázódása
![Page 53: Sejtmag II](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/5681443d550346895db0d7b6/html5/thumbnails/53.jpg)
„„Szenz” az antiszenz Szenz” az antiszenz szálban?szálban?
‘5
‘5
‘3
‘3
Receptor
Ligand
Szenz – mRNS-sel megegyező szekvencia- erről íródik a fehérje
Antiszenz - mRNS erről íródik