λίγη Μοριακή Βιολογία...

Το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας

Το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας

• Δομή του DNA• Αντιγραφή του DNA• Επιδιόρθωση του DNA• Οργάνωση του DNA στο ευκαρυωτικό χρωμόσωμα

Δομή του DNA

Δομή του DNA(2)

O μηχανισμός αντιγραφής του

DNA είναι ημισυντηρητικός

Η σύνθεση του DNA

Φωσφοανυδριτικός δεσμός υψηλής ενέργειας

Η σύνθεση του DNA πραγματοποιείται στις διχάλες αντιγραφής

ευκαρυωτική αντιγραφή

Oι διχάλες αντιγραφής του DNA είναι ασύμμετρες

Οι πρωτεΐνες που δρουν σε μια διχάλα αντιγραφής

Η DNA πολυμεράση διορθώνει τα λάθη της

Επιδιόρθωση του DNA

• Βραχυπρόθεσμα και από τη σκοπιά του ξεχωριστού οργανισμού οι γενετικές αλλαγές είναι επιζήμιες

• Η γενετική σταθερότητα διασφαλίζεται από:

- τον ακριβή μηχανισμό αντιγραφής του DNA (συχνότηταλαθών 10-7)

- το μηχανισμό επιδιόρθωσης των σπάνιων λαθών του μηχανισμού αντιγραφής και των τυχαίων βλαβών του DNA (συχνότητα λαθών 10-9)

Βλάβες του DNA

Οι χημικές τροποποιήσεις των νουκλεοτιδίων προκαλούν μεταλλάξεις

Ο βασικός μηχανισμός επιδιόρθωσης του DNA

Το ευκαρυωτικό DNA συσκευάζεται σε χρωμοσώματα

Στοιχεία του DNAαπαραίτητα για την παραγωγή ενός λειτουργικού χρωμοσώματος

Τα επίπεδα συσκευασίας της χρωματίνης

Η σύσταση των νουκλεοσωμάτων

Το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας

• Μεταγραφή του DNA• Γονιδιακή ρύθμιση στο επίπεδο της μεταγραφής

Η δομή του RNA

Το RNA μεταγράφεται από την RNA πολυμεράση

Είδη μορίων RNA που παράγονται στο κύτταρο

Προκαρυωτικήμεταγραφή

Η κατεύθυνση της μεταγραφής

Τo ευκαρυωτικό mRNA υφίσταται επεξεργασία στον πυρήνα

Τo ευκαρυωτικό mRNA υφίσταται επεξεργασία στον πυρήνα (2)

Ο μηχανισμός συρραφής του

mRNA

Η διαδοχή των γεγονότων από το γονίδιο στο ώριμο mRNA και την πρωτεΐνη

Τα κύτταρα ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων τους

Στάδια στα οποία μπορεί να ρυθμιστεί η γονιδιακή έκφραση

Η μεταγραφή ελέγχεται από πρωτεΐνες που προσδένονται σε ρυθμιστικές αλληλουχίες του DNA

• homeodomain (Α, Β) • zinc finger (Γ) • leucine zipper (Δ)

Γονιδιακή καταστολή και ενεργοποίηση

Γονιδιακή καταστολή και ενεργοποίηση (2)

Οι τρεις ευκαρυωτικές RNA πολυμεράσες

΄Εναρξη της ευκαρυωτικής μεταγραφής από την RNA

πολυμεράση ΙΙ

Η ενεργοποίηση της ευκαρυωτικής μεταγραφής απότους ενεργοποιητές γίνεται με τη συνδρομή πληθώραςσυνενεργοποιητών και πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων

Ενεργοποιητές (ροζ) δεσμεύονται στους υποκινη-τές και στρατολογούν συνενεργοποιητές (μπλε) που επιδρούν στη χρωματινική δομή (πράσινο) ή/και διαμεσολαβούν για τη στρατολόγηση στοι-χείων του γενικού μεταγραφικού μηχανισμού(κίτρινο) κατά την έναρξη και την επιμήκυνση τηςμεταγραφής.

Σε γενικές γραμμές, οι συνενεργοποιητές περιλαμ-βάνουν παράγοντες και πολυπαραγοντικά σύμπλο-κα που είτε επικοινωνούν με το γενικό μεταγραφι-κό μηχανισμό, όπως οι TAFs του συμπλόκουTFIID, ο TFIIA και το σύμπλοκο SRB/Mediator, είτε τροποποιούν /αναμορφώνουν τη χρωματίνημετριάζοντας ή και καταργώντας τη γενικά κατα-σταλτική επίδρασή της στις πρωτεϊνικές αλληλεπι-δράσεις, όπως τα σύμπλοκα SAGA και SWI/SNF.

Είναι πιθανό, επίσης, συνενεργοποιητικά σύμπλο-κα να εμπλέκονται τόσο στη χρωματινική τροπο-ποίηση όσο και σε αλληλεπιδράσεις με συστατικάτου γενικού μεταγραφικού μηχανισμού (π.χ. SAGA, TFIID).

Το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας

Μια αλληλουχία mRNA αποκωδικοποιείται ανά τρία νουκλεοτίδια

Ο γενετικός κώδικας

Τα τρία πιθανά πλαίσια ανάγνωσης κατά την πρωτεϊνοσύνθεση

Τα μόρια του tRNA συνταιριάζουν τα αμινοξέα στα κωδικόνια του mRNA

Ο γενετικός κώδικας μεταφράζεται με τη μεσολάβηση δύο μορίων προσαρμογής που δρούν το ένα μετά το άλλο

• η συνθετάση του αμινοακυλο-tRNA• το μόριο του tRNA

Τα συστατικά του ευκαρυωτικού ριβοσώματος

ελεύθερα και προσδεδεμένα σε μεμβράνες ριβοσώματα

Θέσεις σύνδεσης για το RNA πάνω στο ριβόσωμα

exit peptidyl-tRNA aminoacyl-tRNA

Ειδικές αλληλουχίες βάσεων καθορίζουν τα σημεία έναρξης της μετάφρασης

Έναρξη και τελική φάση της πρωτεϊνοσύνθεσης

Το ίδιο μόριο mRNA μπορεί να μεταφράζεται ταυτόχρονα από σειρά ριβοσωμάτων (πολύσωμα)

Ο έλεγχος της αποδόμησης μιας πρωτεΐνης καθορίζει την ποσότητά της μέσα στο κύτταρο

Πρωτεοσωμάτια αφθονούν στο κυτταρόπλασμα και λειτουργούν ως κάδοι απορριμμάτων για τις ανεπιθύμητες πρωτεΐνες