KOT budowa i metabolizm kw nukleinowych od LuckShadow, Nukleotydy, Kwasy nukleinowe

Z-DNA - opis

- występują przemiennie nukleotydy purynowe i pirymidynowe np. GC, AC - wszystkie nukleotydy purynowe mają w. glikozydowe konformacji Syn, a pirymidynowe - Anty - obrót par o 180° wokół w. N-glikozydowego - helisa LEWOskrętna - łańcuchy fosfocukrowe tworzą wzór zygzakowaty - Pary z.a. pod kątem 10° do osi - - na jeden skręt 12 p.z., skok helisy 45,6 A, średnica 18,4 A (najbardziej wydłużona forma) - wymaga wysokiego stęż. soli, specyficznych kationów lub poliamin do stabilizacji struktury

istotne leki antywirusowe

-acyklowir -gancyklowir -pencyklowir -adefowir -famcyklowir -cydifowir

Co to są 1. laktamy 2. laktymy

1. Pierścien pirymidynowy z gr. karbonylową (A-(C=O)-B) 2. pierścień pirymidynowy z gr. hydroksylową (A-(C-OH)-B)

Jakie leki (pochodne cytozyny) są inhibitorami DNMT1?

1. Vidaza (5-azacytydyna) 2. Dacogen (decytabina - 5-aza-2'deoksycytydyna)

Czym charakteryzują się zasady azotowe?

1. heterocykliczność 2. aromatyczność 3. słabo zasadowe pH (-NH2 poza pierścieniem) 4. podlegają tautomerii keto-enolowej oraz amino-iminowej (dominacja ketonowej i aminowej formy)

Zasady azotowe wykazują maksimum absorpcji przy jakiej długości fali?

260nm

jakie analogi nukleozasad i nukleozydów są dopuszczalne w terapii nowotowrów?

6-merkaptopuryna 6-merkaptoguanina 5-fluorouracyl Azatioprim Fludarabina Kladribina - Monofosforan tioinozyny Kapecytabina Gemcytabina 2-deoksyformycyna Tegafur Fluorourydyna Dostając się do wewnątrz organizmu są transformowane we właściwy lek poprzez rybozylację i fosforylację. a) 6-merkaptopuryna jest transformowana w obecności fosforybozylotransferazy hipoksantynowo- guaninowej w rybonukleotyd b) 5-fluorouracyl ulega przemianie do monofosforanu 5-fluoro-2-deoksyurydyny. Jego działanie polega na blokowaniu syntezy tymidyklanowej (bierze udział w syntezie pirymidyn) katalizującej przemianę dUMP w dTMP, a tym samym zatrzymuje syntezę DNA

n7 czy N9 jest zasadowy w purynie

7

Pętle i ramiona tRNA

> pętla dihydrourydylowa (DHU) > naprzeciw ramienia akceptorowego znajduje się ramię antykodonowe (z 5 par) zakończone pętlą antykodonową (ma 7 nukleotydów, z których 3 centralne tworzą antykodon) > ramię pseudourydynowe (ma pseudourydynę) składa się z 5 par; jest zakończone pętlą tymina-pseudourydyna-cytozyna (7 niesparowanych nukleotydów), w której niezmiennymi są: G, T, pseudourydyna, C

Jakie reszty deoksyrybozy występują w rodzajach DNA?

A-DNA: C3`-endo B-DNA: C2`-endo Z-DNA: C2`-endo i C2`-egzo

Jakie są receptory adenozyny?

A1, A2A, A2B, A3

jakie wiązania wystepują w ATP, ADP i AMP

ATP - 2X bezwodnikowe (wysokoenergetyczne) ADP - bogatoenergetyczne AMP-estrowe (niskoenergetyczne)

Syntetyczny analog naturalnego nukleozydu 2'-deoksyguanozyny - nazwa

Acyklovir

Gdzie (najczęściej) dochodzi do metylacji w rRNA?

Adenina

Hipoksantyna jest metabolitem pośrednim przemian której zasady azotowej?

Adeniny

W metylacji rRNA, grupa metylowa dodawana jest głównie do pierścienia której zasady azotowej?

Adeniny

Puryny i pirymidyny wykazują silną adsorpcję czy absorpcję wobec promieniowania UV?

Adsorpcję (max wchłaniania w 260nm), dzięki obecności wiązań podwójnych w pozycji sprzężonej oraz heteroatomu

Co wywołuje cAMP?

Aktywuje kinazę białkową A, która wywołuje zmiany w metabolizmie komórki Również powoduje powstawanie wrażeń węchowych

Co łączy wiązanie beta-N-glikozydowe w nukleozydach pirymidynowych?

Anomeryczny C1` rybozy/deoksyrobozy z C1 zasady azotowej

Co łączy wiązanie beta-N-glikozydowe w nukleozydach purynowych?

Anomeryczny C1` rybozy/deoksyrybozy z N9 puryny

Która konfiguracja - syn, czy anty - dominuje w nukleozydach?

Anty * syn jest niekorzystna energetycznie

z czego wynika aromatyczność pirymidyn ?

Aromatyczność pirymidyn jest wynikiem obecności at. C jak i N o hybrydyzacji sp2 , które oddają swój elektron na orbitalu P do sekstetu elektronowego w pierścieniu (orbital P to matematyczna prezentacja wiązania drugiego w podwójnym wiązaniu, ukazana jako kreska bliższa środkowi w podwójnym wiązaniu na rycinie 2-4)

Która forma DNA (A/B/Z) dominuje?

B-DNA (prawoskrętna co 10 par zasad, tak samo jak A-DNA co 11 par zasad)

Za co odpowiada cGMP?

Bierze udział w procesie widzenia. Podczas ciemności wzrasta stężenie cGMP w cytoplazmie, do kanałów komórek pręcikowych siatkówki przyłączane są 3 cząsteczki cGMP. Podczas światła dochodzi do zmniejszenia poziomu cGMP co indukuje zamykanie tych kanałów.

snRNA - rola

Biorą udział w dojrzewaniu i składaniu mRNA (splicing)

Co przebiega pomiędzy łańcuchami fosfocukrowymi?

Bruzdy - mała (6A) oraz duża (12A) - dzięki nim możliwe jest rozpoznawanie, oddziaływanie i wiązanie białek regulatorowych bez konieczności rozrywania struktury dwuniciowej

Czy DNA/RNA jest stabilne w środowisku zasadowym?

DNA - stabilne, gdyż nie ma grupy -OH przy C2` RNA - niestabilne, rozpada się do 2`- i 3`-monofosfonukleozydów (gdyż ma tą grupę, następnie tworzą się wewnątrzcząsteczkowe wiązania fosfodiestrowe w cyklicznych nukleozydo-2`,3`-fosforanach)

Grupy fosforanowe nukleotydów występują pod postacią mono-/di-/tri- anionów?

Dianionów

Skutek podwyższonego stężenia moczanów sodowych (soli kwasu moczowego)

Dna moczanowa - odkładanie się ich w stawach, więzadłach chiragra - staw łokciowy, nadgarstki podagra - staw palucha gonagra - staw kolanowy rachidagra - okolice kręgosłupa

Co się dzieje w przypadku obróbki termicznej mięsa?

Dochodzi do pirolizy (ogrzewania) aminokwasów, które następnie łączą się z kreatyniną i cukrem. Tworzą wówczas mutagenne heterocykliczne aminy aromatyczne.

snoRNA (jąderkowe RNA) - rola

Dojrzewanie i modyfikacja rRNA

Opisz tautomerię keto-enolową puryn:

Dominują formy laktamowe, ale adenina to głównie forma laktymu (ponieważ laktamowa forma adeniny może tworzyć parę z cytozyną i powodować mutagenezę). Może wystąpić hipoksantyna (metabolit pośredni adeniny).

Za co odpowiadają tRNA?

Dostarczają aminokwasy do rybosomów, gdzie tworzone są wiązania peptydowe

Rola bruzd w helisie DNA

Dzięki nim, może mieć miejsce specyficzne rozpoznawanie, oddziaływanie lub wiązanie białek regulatorowych (np. kontrolujących ekspresję genów) poprzez ich moduły oddziaływujące bezpośrednio ze strukturą DNA (np. tzw. palce cynkowe lub typu helisa -zwrot helisa lub suwak leucynowy) bez konieczności rozrywania struktury dwuniciowej DNA. Przez te rowki mogą również wsuwać się płaskie aromatyczne cząsteczki policykliczne, które „wślizgują się" w stosy par zasad azotowych - ulegają procesowi interkalacji (mechanizm wielu leków przeciwnowotworowych lub związków rakotwórczych)

Dzięki jakim właściwościom zasady azotowe są silnymi absorbantami promieniowania?

Dzięki obecności w zasadach azotowych wiązań podwójnych w pozycji sprzężonej oraz heteroatomu (tzn. atomu innego niż węgiel i wodór - N lub O) * puryny silniej pochłaniają światło (najsilniej adenina, najmniej T i C)

W jaki sposób stabilizowane są stosy DNA?

Dzięki oddziaływaniom hydrofobowym

Co oznacza -endo i -egzo w odniesienu do reszt deoksyrybozy?

Endo - wyginanie się atomu w stronę C5` Egzo - wyginanie się atomu w stronę przeciwną do C5`

Przy pomocy czego dochodzi do hydrolizy enzymatycznej?

Endo-/egzo- rybonukleazy rozkładają wiązania fosfodiestrowe. Powstaje nukleozydo-5`-monofosforan lub nukleozydo-3`-monofosforan Aby uwolnić zasady azotowe trzeba użyć nukleozydaz.

Czym jest metylacja?

Epigenetyczna regulacja ekspresji w regionach promotorowych genów

Jakie wiązanie jest pomiędzy gr. fosforanową a cukrem w nukleotydzie?

Estrowe do gr. hydroksylowej na 5'-tej pozycji (do syntezy kw.nukleinowych) lub na 3'-ciej pozycji (metabolity) rybozy/deoksyrybozy

Czym są nukleotydy?

Estry fosforanowe nukleozydów

jaki enzym hydrolizuje cGMP do jego 5'-monofosforanu GMP?

Fosfodiesteraza

Co aktywuje syntezę cAMP?

Hormon (np. adrenalina) poprzez związanie z receptorem błonowym aktywuje błonową cyklazę adenylanową. Ona syntezuje cAMP

Jakiemu procesowi może ulec wiązanie estrowe w nukleotydach?

Hydrolizie - uwalnia nukleozyd i nieorganiczny fosforan

Jak nazywa się nukleozyd hipoksantyny?

Inozyna

W jaki sposób działają barwniki akrydynowe?

Interkalują prowadząc do delecji lub insercji - zmienia to ramkę odczytu

Gdzie stosowana jest adenozyna?

Jako lek przeciwarytmiczny w napadowym częstoskurczu nadkomorowym

Czym jest ksantyna?

Jest metabolitem pośrednim przemian GUANINY i ADENINY Powstaje z niej kwas moczowy → końcowy produkt katabolizmu puryn u człowieka B. trudno rozpuszczalna w wodzie

cGMP - rola

Jest pobudzającym informatorem w procesie widzenia * W komórkach pręcikowych siatkówki znajdują się błonowe kanały specyficzne wobec kationów, które są bramkowane przez cGMP → w ciemności - otwarcie kanału przez wzrost stęż. cGMP w cytoplazmie → w świetle - zmniejszenie poziomu cGMP i zamykanie kanałów specyficznych wobec kationów

Co to jest redagowanie mRNA?

Jest szczególną formą dojrzewania RNA → zmianie ulega sekwencja pierwotnego transkryptu Np. redagowanie pre-mRNA apolipoproteiny B - pojedyncza zmiana cytozyny na urydynę > powstaje kodon STOP w mRNA > skrócenie sekwencji kodującej do 6666 nukleotydów (z długości 14,5 tysiąca) > produkt - apolipoproteina B48 (Apo B48) > natomiast w komórkach wątroby pre-mRNA Apo B NIE ulega redagowaniu, dlatego produktem jest Apo B100

Czym jest i za co odpowiada ACV (acyklovir)?

Jest to analog 2`-deoksyguanozyny pozbawiony fragmentu cząsteczki monockuru (C2` i C3` rybozy). Stosowany w leczeniu AIDS i wirusa opryszczki (hamuje syntezę białka)

Czym są rybozymy?

Katalityczne cząsteczki RNA Cechy: - minimalne wymogi sekwencyjne - ich syntetyki mogą inaktywować mRNA wirusów i komórek nowotworowych (terapia celowana)

Jaki enzym w komórce aktywuje cAMP?

Kinazę białkową A

tRNA - budowa końców

Koniec 5' → monofosforan (zwykle przy guanozynie) Koniec 3' → stała trójnukleotydowa sekwencja 5'CCA3' * w sekwencji tej do grupy -OH przy C2' lub C3' rybozy nukleotydu A przyłącza się aminokwas (wiązaniem estrowym)

Czym jest ramię akceptorowe aminokwasu?

Koniec 5` i 3` złożony z 7 par nukleotydów sparowanych

Co jest składnikiem kamieni moczowych?

Ksantyna i kwas moczowy (ponieważ nierozpuszczalne w roztworach kwasowych np. mocz)

Jaki charakter mają grupy fosforanowe nukleotydów?

Kwasowy (w pH fizjologicznym występują w postaci dianionów)

Postać (forma) ketonowa pirymdyn

Laktam → dominuje w warunkach fizjologicznych u tyminy i uracylu

Jakie formy puryn dominują w warunkach fizjologicznych (u zasad azotowych)?

Laktamy * z wyjątkiem adeniny - ta częściej w formie laktymu * laktamowa forma adeniny tworzy parę z cytozyną, co może leżeć u podłoża mutagenezy

Postać enolowa pirymidyn

Laktym → war. fizjologicznych dominuje u cytozyny

Czym jest mutagenny efekt tautogenny?

Laktym tyminy tworzy parę z guaniną, a nie adeniną

Najczęstszą modyfikacją zasad pirymidynowych jest...

Metylacja * głównie 5-metylocytozyna

Co chroni Procaryota przed skutkami działania endogennych enzymów restrykcyjnych?

Metylacja zasad purynowych

Co powoduje redagowanie RNA?

Może np. powodować zmianę cytozyny na urydynę w apolipoproteinie B (w jelicie). Powstaje wówczas kodon STOP i powstaje Apo B48. W wątrobie nie ma tego redagowania i powstaje Apo B100

Nukleozydy to C-glikozydy czy N-glikozydy?

N-glikozydy (oprócz pseudourydyny która jest C-glikozydem i łączy C1` z C5 uracylu)

Nukleozydy to związki mające budowę...

N-glikozydów WYJĄTEK → pseudourydyna, która jest C-glikozydem

Jak wygląda budowa tRNA?

Na końcu 5` jest monofosforan Na końcu 3` jest sekwencja 5`CCA3`

Który nukleotyd pochłania najsilniej UV, a który najsłabiej?

Najsilniej puryny - adenina, najsłabiej cytozyna i tymina

Jakie rodzaje napraw DNA wyróżniamy?

Naprawa: - poprzez bezpośrednią rewersję (direct repair) - poprzez wycinanie zasad (BER) - poprzez wycinanie nukleotydów (NER) - niedopasowanych nukleotydów (MMR) - poprzez niehomologiczne łączenie końców (NHEJ) - poprzez rekombinację homologiczną (HR)

Czy reszty monocukrowe i fosforanowe wpływają na adsorpcję światła?

Nie

Czy 5-hydroksymetylocytozyna występuje u człowieka?

Nie (u człowieka jest 5-metylocytozyna), występuje ona u wirusów i bakterii Wynika to ze zjawiska metylacji

Czy absorbancja kwasu nukleinowego jest równa sumie absorbancji wszystkich zasad azotowych?

Nie, jest niższa o ok. 40% - efekt HIPOCHROMOWY (wynika on z heliakalnego uporządkowania nici)

Czy koniec 5` jest rzeczywistym końcem?

Nie, jest początkiem łańcucha

Czy 5-hydroksymetylocytozyna występuje u człowieka?

Nie, tylko u wirusów

Czy puryna w przyrodzie występuje w postaci wolnej?

Nie, występuje w formach aminowych, ketonowych oraz hydroksylowych

Czym są kwasy nukleinowe?

Nierozgałęzione łańcuchy polinukleotydowe, w których nukleotydy połączone wiązaniami 3`-5`-fosfodiestrowymi. Utworzony ujemnie naładowany łańcuch fosfocukrowy przyłącza zasady azotowe

Co powoduje metylacje rRNA w jądrze?

Niskocząsteczkowe RNP komplementarne do regionów rRNA

Co się dzieje z DNA i RNA pod wpływem mocnych kwasów mineralnych?

Obie ulegają całkowitej hydrolizie - powstają zasady purynowe, pirymidynowe, pentozy i kwas fosforowy

Od czego zależy T topnienia DNA?

Od zawartości par CG w DNA

Przykład enzymu hamowanego przez analogi zasad azotowych

Oksydaza ksantynowa i enzymy szlaku biosyntezy de novo puryn w organizmie hamowana przez ALLOPURYNOL * Stosuje się go jako lek w hiperurikemii i dnie moczanowej

Jak zbudowane są puryny?

Pierścień pirymidynowy połączony z pierścieniem imidazolowym. Zawiera: - N7 - zasadowy, posiada wolną parę elektronową, która nie wchodzi do sekstetu - N9 - nie jest zasadowy, posiada wolną parę elektronową, która wchodzi do sekstetu

Puryna - budowa

Pierścień pirymidynowy skondensowany z pierścieniem imidazolowym → atom N7 w pierścieniu imidazolowym ma charakter zasadowy - posiada wolną parę elektronową, która nie wchodzi do sekstetu elektronów pi, zatem może być uprotonowany → atom N9 tego pierścienia nie jest zasadowy - jego wolna para wchodzi do sekstetu elektronów pi, podobnie jak atom azotu w pierścieniu pirolowym

Przedstawicielem diazyn jest puryna czy pirymidyna?

Pirymidyna

Z jakich pierścieni zbudowane są pochodne puryn?

Pirymidynowego i imidazolowego

Proces splicingu - mechanizm

Podczas składania mRNA: - grupa 2'-OH reszty nukleotydu adeninowego z sekwencji rozgałęzienia + nawiązanie z udziałem guaniny z końca 5' → powstaje charakterystyczna czapeczka o kształcie lassa oraz wolny egzo-pierścień - następuje rozcięcie po reszcie guaniny w sekwencji AG na końcu 3' intronu - w wyniku tego intron zostaje uwolniony w postaci lassa, a dwa egzony łączą się ze sobą

Co powoduje dnę moczanową?

Podwyższone stężenie moczanów sodowych (powstają z kwasu moczowego w środowisku alkalicznym) powodujące odkładanie tych soli w stawach/ścięgnach

W jaki sposób wysokie pH oddziałuje na denaturacje DNA?

Polega na tautomerii zasad azotowych w kierunku form enolowych (laktymowych)

Dlaczego tymina w war. fijzologicznych występuje akurat w formie laktamu, a nie laktymu?

Ponieważ laktym tyminy tworzy komplementarną parę z GUANINĄ, a nie z cytozyną (efekt mutagenny)

Dlaczego widma adsorpcyjne nukleotydów i nukleozydów są podobne?

Ponieważ na adsorpcję światła nie mają wpływu reszty monocukrowe ani fosforanowe, tylko zasady azotowe (których skład nie różni się między np. cytydyną a cytozyną)

W jaki sposób kwas azotawy działa na DNA?

Powoduje deaminację: - G na ksantynę - C na U - A na hipoksantynę

W jaki sposób wolne rodniki oddziałują na DNA?

Powodują: - reakcję addycji do wiązań pi zasad azotowych - dehydratację cząsteczek deoksyrybozy W zasadach pirymidynowych dochodzi do addycji koło atomów C5 i C6 lub oderwania wodoru od grupy metylowej przy C5. W zasadach purynowych dotyczy addycji koło atomów C4 lub C8

Co powoduje krótkotrwałe ogrzewanie DNA i RNA z kwasami o niskich stężeniach w 100 stopniach?

Powstawanie kwasów apurynowych (łańcuchy bez puryn). Jak dłużej potrzymamy powstają mononukleotydy pirymidynowe, pentozy i kwas fosforowy.

Czym różnią się formy ketonowa i enolowa pirymidyn?

Położeniem atomu H - w formie ketonowej znajduje się on przy atomie azotu N1, natomiast w enolowej - przy tlenie

W których nukleotydach - purynowych czy pirymidynowych - wiązania glikozydowe są bardziej stabilne?

Purynowych

Czym jest RNP (kompleks rybonukleoproteinowy)?

RNA połączony z białkami

Co powoduje działanie hydroksylaminy?

Reaguje z cytozyną w DNA, przekształca ją w związek podobny do uracylu i powstaje mutacja C->T

mikroRNA - rola

Regulacja ekspresji genów na poziomie mRNA

Czym jest czapeczka?

Reszta N7-metyloguanozyna o odwróconej orientacji

Jakie wolne rodniki reagują z DNA?

Rodnik: - hydroksylowy - indukują oderwanie każdego wodoru związanego z cząsteczką cukru - wodorkowy (kation) - ponadtlenkowy (anion) - prowadzi do powstania wiązań poprzecznych między DNA a białkami

Co umożliwia obecność inozyny w antykodonie?

Rozpoznanie więcej niż jednego kodonu

Co jest donorem grup metylowych?

SAM (S-adenozynometionina)

Co jest aktywnym donorem grup metylowych w procesach metylacji?

SAM - S-adenozynometionina

Ogon poli(A) to...

Sekwencja 200-250 nukleotydów adeninowych na końcu 3' mRNA

Czym jest traktat polipirymidynowy?

Sekwencja bogata w pochodne pirymidyny. Przed nim musi być sekwencja rozgałęzienia.

Czym jest ogon poli(A)?

Sekwencja złożona z nukleotydów adeninowych powstała w wyniku cięcia pre-mRNA, a potem dodania łańcucha reszt adeninowych (odbywa się to dzięki sygnałowi poliadenylacji)

Czapeczka mRNA - budowa

Składa się ona z nietypowego nukleozydu: 7-metyloguanozyny, przyłączonej, również nietypowym dla kwasów nukleinowych, wiązaniem 5',5'-trójfosforanowym do końca 5' łańcucha RNA

Zidowudyna - działanie

Stosowana w leczeniu HIV → wbudowanie przez odwrotną transkryptazę AZT zamiast naturalnego fosforanu 2'-deoksytymidyny → zatrzymanie syntezy DNA - w miejscu, gdzie powinna być grupa -OH jest gr. -N3 (azydowa), a więc niemożliwe jest przyłączenie kolejnego nukleotydu *Wada: wysoka toksyczność AZT wobec szpiku kostnego

Czym jest interkalacja?

"Wślizgiwanie" się płaskich aromatycznych cząsteczek policyklicznych w bruzdy DNA.

B-DNA - opis

- 10 par zasad na skręt - wysokość skrętu 34A - średnica helisy 2,7A (2,37nm)

A-DNA - opis

- 11 p.z. na skręt - wysokość 25 A - średnica 25,5 A - pary z.a. nachylone do osi pod kątem 20 stopni

Jak zbudowana jest pętla tymina-pseudourydyna-cytozyna?

- 7 niesparowanych nukleotydów - niezmienne nukleotydy: G, T, pseudourydyna, C

Jak zbudowana jest pętla antykodonowa?

- 7 nukleotydów, z których 3 centralne tworzą antykodon - inozyna w antykodonie umożliwa rozpoznanie więcej niż jednego kodonu

w jakich procesach wewnątrzkomórkowych bierze udział cAMP?

- Zwiększa przepuszczalność błon - Jest informatorem drugiego rzędu w działaniu hormonów - Powoduje przemieszczenie w komórce jonów sodowych i potasowych - Integruje regulację rozpadu i syntezy glikogenu - Przyspiesza przemiany w cyklu kwasów trikarboksylowych (wzmaga utlenianie komórkowe i syntezę ATP) - Stymuluje wzrost ruchliwości plemników - Bierze udział w regulacji aktywności cAMP-zależnych kinaz białkowych i jako cząsteczka regulatorowa wymaga stosunkowo małego stężenia, które jest utrzymywane przez interakcje cyklazy adenylanowej i fosfodiesterazy cAMP, która katalizuje hydrolizę cAMP do 5'AMP

Triflurydyna

- aktywny inhibitor w odniesieniu do wirusów opryszczki, cytomegalowirusów, niektórych adenowirusów -powoduje uszkodzenia (pękania) genomu po wbudowaniu

Podaj funkcje czapeczki:

- chroni mRNA przed działaniem 5`-egzonukleaz - uczestniczy w dojdrzewaniu mRNA (splicing) - uczestniczy w transporcie mRNA z jądra do cytoplazmy - uczestniczy w translacji

Pirymidyny w kwasach nukleinowych

- cytozyna - tymina - uracyl

Elementy stałe budowy mRNA w kom. eukariotycznej

- czapeczka na końcu 5' - ogon poli(A) na końcu 3'

Jakie elementy wyróżniamy w budowie mRNA?

- czapeczka na końcu 5` - specyficzna sekwencja kodująca - ogon poli(A) na końcu 3`

Na czym polega difunkcyjne działanie cisplatyny?

- działanie międzyniciowe - wiązanie krzyżowe zasad należących do różnych nici - działanie wewnątrzniciowe - wiązanie krzyżowe zasad tej samej nici

Co pozwala na usuwanie sekwencji nukleotydowych w RNA?

- endonukleazy - rybozymy - egzonukleazy

Co powoduje allopurynol?

- hamuje oksydazę ksantynową - hamuje enzymy szlaku biosyntezy puryn - stosowany w leczeniu hiperurikemii i dny moczanowej

Alkaloidy - przykłady

- kofeina (=teina) - teobromina - teofilina ** są to zmetylowane formy ksantyny

Jakie rodzaje pęknięć DNA wyróżniamy?

- pierwotne - pęknięcia pojedynczych nici zlokalizowane naprzeciwko siebie - wtórne - podczas naprawy uszkodzonej zasady naprzeciw jednoniciowego pęknięcia

Vidarabina

- pochodna adenozyny, - znaczna aktywność w odniesieniu do wirusów DNA - trifosforan tego związku wbudowywany jest w wiralne i komórkowe DNA - działa jako terminator elongacji łańcucha - inhibuje syntazę tymidylanową, reduktazę rybonukleotydową, RNA poliadenylazę, hydrolazę S-adenozylohomocysteinową

Gancyklowir

- pochodna deoksyguanozyny - aktywność wobec HSV, VZV (półpasiec/ospa) oraz cytomegalowirusów - znaczny wpływ na aktywność polimerazy kom. gospodarza i powoduje efekty uboczne --> zmiany w obrazie krwi - negatywny efekt na system nerwowy --> bóle głowy, konwulsje, zmiany w zachowaniu

Acyklowir (Zovirax)

- pochodna deoksyguanozyny ze zmodyfikowaną resztą cukrową; miejsce cyklicznej deoksyrybozy zajął niecykliczny łańcuch boczny - obojętność na kom. niezainfekowane wirusem - specyficzny inhibitor replikacji wirusów HSV-1 i 2 oraz VZV - po wbudowaniu w genom działa jako terminator łańcucha

Jakie skutki ma działanie promieni UV?

- powstawanie dimerów TT, CC, CT pomiędzy atomami pirymidyn (sąsiednich lub nie) - te dimery powodują powstanie pierścienia cyklobutanowego, przez co powodują powstanie odkształceń i zaburzenia natywnej konformacji DNA

Wymień zmodyfikowane nukleozydy powszechnie występujące w tRNA:

- pseudourydyna - rybotymina - 5,6- dihydrourydyna - inozyna - N6-izopentenyloadenozyna - 4-tiourydyna

Co powoduje promieniowanie jonizujące?

- pękanie DNA - niszczenie cukrów - niszczenie zasad - jonizacja poprzez wybicie elektronów (może powodować reakcje wolnorodnikowe z użyciem np. rodnika hydroksylowego)

Podaj funkcje ogonu poli(A):

- stabilizacja mRNA - umożliwia przyłączanie białek zabezpieczających przed działaniem 3`-egzonukleaz - reguluje efektywność translacji

Jodourydyna

- stosowana w leczeniu zakażeń rogówki wywołanych wirusem opryszczki - w kom. ulega fosforylacji do trifosforanu przez wirusową kinazę timidylanową, wbudowuje sie do wirusowego genomu i zaburza jego działanie

Jakie związki należą do związków alkilujących?

- sulfonian dietylowy - sulfonian etylometylowy - metylosulfonian metylu - etylonitrozomocznik - diepoksybutan Najbardziej podatne na alkilację: N7 guaniny > N1 guaniny > N1 i N3 adeniny > N3 cytozyny

jakie konformacje nukleotydów wyróżniamy? która z nich dominuje w przyrodzie?

- syn -anti (dominuje w przyrodzie)

Jakie konformacje wiązań beta-N-glikozydowych występują?

- syn (niekorzystna energetycznie) - anty

Co obejmuje dojrzewanie RNA?

- usuwanie sekwencji nukleotydowych (m. in. intronów) - dodawanie nukleotydów do końców 5` i 3` - chemiczne modyfikacje (głównie metylacje)

Pseudourydyna

- w składzie cz. tRNA - uracyl z rybozą połączony wiązaniem C-glikozydowym; znacznie odporniejsze na degradację enzymatyczną - wydalana w stanie niezmienionym w moczu

Jaką funkcję może pełnić IMP (inozyno-5`-monofosforan)?

- wchodzi w skład kwasów rybonukleinowych - koenzym

Pod wpływem czego następuje denaturacja (zniszczenie struktury II i III rzędowej) DNA?

- wysokie pH - alkohole - fenole - wysoka T - ultradźwięki - promieniowanie Najczęściej używany jest formamid i mocznik.

Czynniki denaturujące DNA

- wysokie pH - alkohole - fenole - wysoka temp. - ultradźwięki - promieniowanie - formamid i mocznik

Acyklowir - mechanizm działania

Stosowany w AIDS i przeciw wirusowi opryszczki (szczególnie narządów płciowych) → to wirus DNA, dlatego jego powielanie w kom. organizmu zatrzymuje się w momencie wbudowania leku do łańcucha DNA wirusa → ACV staje się elementem kończącym łańcuch polinukleotydowy replikującego DNA faga. Ze względu na brak w jego cząsteczce grupy 3' -OH niemożliwe jest przyłączenie kolejnego nukleotydu → hamowanie syntezy białek

Czy puryny mogą przyjmować formę kationową?

Tak

Czy denaturacja termiczna DNA jest odwracalna?

Tak - po usunięciu czynnika denaturującego ma miejsce odtworzenie struktury podwójnej helisy - renaturacja

Czy stosunek [A] + [T] / [G] + [C] jest specyficzny gatunkowo?

Tak, np. - [A] + [T] > [G] + [C] - wirusy Polyoma, bakterie Mycoplasma, drożdże, Drosophila, człowiek - [A] + [T] = [G] + [C] - bakteria E. coli - [A] + [T] < [G] + [C] - bakteria Alcaligenes fecealis

Czy występuje jednoniciowe DNA?

Tak, np. u bakteriofaga lambda

Czy denaturacja pod wpływem T jest odwracalna?

Tak, po usunięciu czynnika dochodzi do renaturacji

Czym jest inozyna?

To nukleozyd hipoksantyny

Co bierze udział w uaktywnianiu substratów, biosyntezie polimerów oraz tworzeniu wiązań kowalencyjnych?

Trifosforany np. ATP

Na czym polega alternatywne składanie mRNA?

Tworzenie różnych mRNA poprzez: - zróżnicowanie użycia miejsc splicingowych - pozostawienia jednych, a usunięcia innych eksonów Katalizowane przez snRNP (kompelks białek z małymi jądrowymi RNA)

W jaki sposób działają wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne?

Tworzą addukty z DNA. Zaliczane są do promutagenów, gdyż do ich zadziałania potrzebna jest aktywacja poprzez kompleks cytochromu P450. Najwięcej znajduje się w czerwonym mięsie, ale też w dymie papierosowym, kawie czy herbacie

Jaka postać dominuje w tyminie, uracylu i cytozynie?

Tymina i uracyl - ketonowo-laktamowa cytozyna - enolowo-laktymowa

Opisz tautomerię keto-enolową pirymidyn i puryn: laktam / laktym keto / eno

Tymina i uracyl - laktam (postać ketonowa) Cytozyna - laktym (postać enolowa) adenina - laktym guanina - laktam hipoksantyna - laktam

Jak naładowany jest łańcuch fosfocukrowy kwasów nukleinowych?

Ujemnie

Reguła Chargaffa

W DNA: - zawartośc molowa A = T - zawartość molowa G = C - suma moli A + G = C + T

Jaka jest różnica między nukleozydami cyklicznymi a acyklicznymi?

W budowie cukru: cykliczne mają cukier w formie cyklicznej, a acykliczne w formie łańcuchowej

Gdzie w komórce zachodzi proces splicingu?

W jądrze komórkowym

Gdzie zachodzi wycinanie intronów i splicing RNA?

W jądrze komórkowym (wymaga sekwencji konsensusowych)

5-fluorouracyl działanie

W kom. przemiana do monofosforanu 5-fluoro-2-deoksyurydyny. Działanie polega na blokowaniu syntezy tymidylanowej, która katalizuje przemianę dUMP w dTMP i tym samym zatrzymuje syntezę DNA

Gdzie występuje rybotymina?

W tRNA

Jak powstaje w mRNA ogon poli(A)?

W wyniku dojrzewania mRNA (cięcia pre-mRNA a potem dodania łańcucha reszt nukleotydów adeninowych), dzięki obecności specyficznej sekwencji w DNA - tzw. sygnału poliadenylacji *Niektóre mRNA mają więcej niż jedno miejsce poliadenylacji tzw. alternatywne miejsce poli(A), dzięki temu różne miejsca mogą być użyte w różnych warunkach (np. w różnych typach komórek dają ostatecznie różne dojrzałe mRNA)

Temp. topnienia DNA

Wartość, przy której dochodzi do rozdzielenia dwuniciowej struktury DNA z towarzyszącym nagłym wzrostem pochłaniania światła w ultrafiolecie przy 260 nm (efekt hiperchromowy)

Czym jest i za co odpowiada Zidowudyna?

Wbudowywana przez odwrotną transkryptazę AZT zamiast naturalnego fosforanu 2`-deoksytymidyny. Stosowana w leczeniu HIV (hamuje syntezę białek). Toksyczny wobec szpiku kostnego

Jakim wiązaniem połączony jest beta i gamma ortofosforan w nukleotydach adenozyny?

Wiązanie bezwodnikowe (wysokoenergetyczne)

Czy platynę wykorzystuje się do leczenia nowotworów?

Wykorzystuje się jej pochodne (karboplatyna, oksamiplatyna). Działa podobnie jak aliklacja

Czego wymaga Z-DNA do stabilizacji?

Wysokiego stężenia soli, specyficznych kationów lub poliamin

Z czego powstaje kwas moczowy?

Z ksantyny, a ona z przemian guaniny i adeniny

Lewoskrętna helisa DNA to...

Z-DNA

Jaki rodzaj DNA jest jako jedyny lewoskrętny?

Z-DNA, co 12 par zasad

W jaki sposób możliwe jest działanie na DNA wielu związków rakotwórczych i leków przeciwnowotworowych?

Za pomocą interkalacji

W jaki sposób naprawić pęknięcie dwuniciowe?

Za pomocą niehomologicznego łączenia końców (NHEJ, w komórkach niedzielących się) lub rekombinację homologiczną (HR, w komórkach proliferujących)

W jaki sposób stabilizowane są kwasy rybonukleinowe?

Za pomocą wiązań wodorowych

Czy DNA/RNA jest stabilne w środowisku kwasowym?

Zależy od stężenia, czasu i temperatury. Wiązania w purynach są bardziej labilne niż w pirymidynach.

Cząsteczki DNA są odporne na działanie mocnych kwasów, czy zasad?

Zasad

Czym jest tautomeria?

Zjawisko przemiszczania się at. H wewnątrzcząsteczkowo

Czym jest alkaloid? przyklady

Zmetylowane puryny roślinne (zasady roślinne) Np: teofilina (herbata), kofeina (inaczej teina), teobromina (kakao)

O czym mówi reguła Chargaffa?

[A] + [G] = [C] + [T] [A] = [T] [C] = [G]

funkcje cGMP

a) Allosteryczny regulator i źródło energii w syntezie białek b) Prekursor w syntezie GDP i GTP c) Wchodzi w skład RNA d) cGMP jest syntetyzowany z GTP przez cyklazę guanylanową, której najwyższa aktywność obserwowana jest w płucach. e) Cyklaza guanylanowa jest stymulowana przez sekretynę f) Jest wewnątrzkomórkowym sygnałem, który może działać antagonistycznie do cAMP.

wymień inne puryny i pirymidyny (oprócz zasad azotowych)

a) Pseudourydyna b) 5,6-dihydrourydyna c) 5-metylocytydyna d) Inozyna e) Ksantozyna f) 7-metyloguanozyna

Główne źródła fosforanów bogatoenergetycznych:

a) fosforylacja oksydacyjna (największa ilościowo źródłem) b) glikoliza, c) cykl Krebsa

jakie zasady azotowe występują w pochodnych purynach?

adenina i guanina

Jakie wiązanie jest pomiędzy zasadą azotową a cukrem w nukleotydzie?

beta-N-glikozydowe, utworzone między gr. hydroksylową 1-wszego węgla deoksy-/rybozy a 9 at. N w purynie lub 1 at. N w pirymidynie

Który z cyklicznych nukleotydów jest wtórnym przekaźnikiem działania wielu hormonów przez receptory w błonie komórkowej?

cAMP

W jakiej kolejności hydrolizie ulegają wiązania pomiędzy fosforami?

gamma, beta

czym jest galusan epigalokatechiny (EGCG)?

główny polifenol zielonej herbaty Liczne badania wykazują, że powoduje spadek metylacji DNA w kom. nowotworowych i wzrost transkrypcji genów supresji nowotworowej.

w jakim zwiazku wystepuje ADP?

koenzymie A CoA

Jakie rodzaje RNA występują?

mRNA - informacyjny/matrycowy (stanowi około 5% całości) tRNA - transportujący (około 15%) rRNA - rybosomalny (80%) snRNA (small nuclear RNA)- dojrzewanie i składanie mRNA (splicing) snoRNA (small nucleolar RNA)- dojrzewanie i modyfikacja rRNA, zwane jąderkowym RNA siRNA (Small interfering RNA)- interferujący miRNA(MicroRNAs) - regulacja ekspresji genów na poziomie mRNA

podaj przyklad wyciszania ekspresji genów z towarzyszącą modyfikacją kowalencyjną chromatyny

metylacja cytozyny w obrębie par/wysepek CpG (dinukleotyd cytozynowo-guaninowy) promotorów genów

Jakie są enzymy zaangazowane sa w procesie metylacji DNA w kom. ssaków? jakie są ich funkcje

metylotransferazy: - DNMT1 (odtwarza wzór metylacji w czasie replikacji), -DNMT3a, DNMT3b (przyłączają grupy metylowe de novo w czasie wczesnego rozwoju embrionalnego)

Które nukleotydy wykorzystywane są do biosyntezy kwasów nukleinowych (5` czy 3`)?

nukleozydo-5`-fosforany, gdyż nukleozydo-3`-fosforany powstają poprzez rozpad kwasów nukleinowych

Jakie czynniki wpływają na modyfikacje struktury DNA?

o czynniki chemiczne - kwas azotawy - hydroksylamina - związki alkilujące - analogi zasad azotowych - barwniki akrydynowe - policykliczne węglowodory aromatyczne - reaktywne formy tlenu o czynniki fizyczne - promieniowanie X, alfa, beta, gamma, UV - hipertermia

Jakie rodzaje rRNA wyróżniamy u Eucaryota?

o mała podjednostka - 18S RNA o duża podjednostka - 5S RNA - 5,8S RNA - 28S RNA

Co kontrolują receptory adenozyny?

odczuwanie bólu, regulują przepływ krwi przez mózg, wpływają na sen, funkcje oddechowe

jakie działanie mają analogi i koniugaty adenozyny?

przeciwarytmiczne, przeciwbólowe, przeciwcukrzycowe, przeciwzapalne czy przeciwnowotworowe, pomagaja też w chorobach immunologicznych: zapalenie stawów zapalenie nerek zapalenie błony naczyniowej oka szoku wywołanego endotoksynami

Które RNA stanowi najwięcej procent z komórkowego kwasu nukleinowego?

rRNA - ok. 80%

jakie są konsekwencje obniżenia poziomu metylacji? kiedy obserwujemy go u ludzi naturalnie?

rozregulowany mechanizm kontroli ekspresji genów -> niestabilność genomu Dochodzi do fizjologicznego obniżenia poziomu metylacji w procesie starzenia -> zaburzeia w syntezie i aktywności DNMT1

Przez co stymulowana jest cyklaza guanylowa?

sekretynę

Na jakie układy działa adenozyna?

sercowo-naczyniowy, moczowo-płciowy, immunologiczny (stymulująco i immunosupresyjnie), nerwowy, oddechowy

jak adenozyna wpływa na układ odpornościowy?

stymulująco i immunosupresyjnie

czy metylacja jest odwracalna ?

tak

pod wpływem jakiego enzymu z trifosforanów powstaje cAMP?

trifosforanów pod wpływem cyklazy np. adenylanowej - enzymu związanego z błonami komórkowymi

w terapii jakich chorób wykorzystuje się proces metylacji?

w chorobach nowotowrowych

gdzie zachowany jest wzór metylacji charakterystyczny dla danego organizmu?

w epiblaście

Jaka postać jest dominująca w guaninie i adeninie?

w guaninie ketonowo-laktamowa, a w adeninie aminowo-laktymowa

Gdzie obserwowana jest największa aktywność cyklazy guanylowej?

w płucach

Wiązanie B-N-glikozydowe w nukleozydach purynowych wiąże anomeryczny C1' rybozy/deoksyrybozy z którym atomem zasady purynowej?

z N9 (w pierścieniu imidazolowym)

jaka jest rola metylaz?

zachowanie wzóru metylacji zostaje pomimo replikacji DNA

Na czym polega działanie pochodnych nukleozydów w terapii antynowotworowej?

zapobieganiu biosyntezy lub utylizacji metabolitów komórkowych - funkcja antymetabolitu

Obie pary elektronowe nie są zaangażowane w oddziaływanie pierścienia z or- bitalem p, lecz odpowiadają za charakter

zasadowy pierscienia pir

czym są związki heterocykliczne?

związki pierścieniowe, które w swoim pierścieniu zawierają 2 lub więcej typów atomów; przypadku zasad azotowych - atomy węgla oraz azotu

Składnik cukrowy nukleozydów

β-D-rybofuranoza lub β-D-2-deoksyrybofuranoza

Czapeczka mRNA - funkcja

• chroni pre-mRNA oraz mRNA przed działaniem 5' egzonukleaz • uczestniczy w procesie dojrzewania mRNA (splicingu) • w transporcie mRNA z jądra do cytoplazmy • i w translacji

Ogon poli(A) - funkcja

• stabilizuje mRNA • umożliwia przyłączanie białek zabezpieczających przed działaniem 3'-egzonukleaz • reguluje efektywność translacji

Co jest potrzebne do zajścia procesu splicingu?

→ Obecność w intronie sekwencji konsensusowych - sekwencja GU na końcu 5' - sekwencję AG na końcu 3' → Te sekwencje musza być poprzedzone sekwencją bogatą w pochodne pirymidyny - tzw. trakt polipirymidynowy → Natomiast przed tym traktem musi znajdować się tzw. sekwencja rozgałęzienia (zawierająca nukleotyd A)

t-RNA- struktura

→ struktura II-rz. typu liścia koniczyny - w każdym tRNA → rejony komplementarne cząsteczki oddziałują ze sobą, tworząc 4 ramiona i 3 pętle → ramiona zawierają sparowane nukleotydy połączone w. wodorowymi w komplementarne pary → pętle tworzą niesparowane i w większości niezmienne nukleotydy → końce 5' i 3' tworzą rejon z 7 par nukleotydów sparowanych wiązaniami wodorowymi, który nazywa się ramieniem akceptorowym aminokwasu

Procesy dojrzewania RNA

→ usuwanie pewnych sekwencji nukleotydowych przez rybozymy, endo- i egzonukleazy → dodawanie nukleotydów do końców 5' i 3' pierwotnego transkryptu lub produktu jego przecięcia → chemiczne modyfikacje niektórych nukleotydów (gł. metylacja)

Zmodyfikowane nukleozydy powszechnie występujące w tRNA

❖ pseudourydyna ❖ rybotymina ❖ dihydrourydyna ❖ inozyna