- Tsükliline kaksikspiraalne - Üheahelaline DNA ja RNA erinevused : Sekundaarne strukuur RNA: - Vabakujuline ahel - Osaliselt( iseenda ümber) spiraliseerunud ahel - Spetsiifilise kujuga ahel DNA: - Lineaarne kaksikspiraalne (biheeliks) - Tsükliline kaksikspiraalne - Üheahelaline B-DNA: Paremakäeline, pikem ja peenem kui A-DNA 3,32 A ja 10 bp pöörde kohta Güraas võib tekitada ja kõrvaldada superspiraale RNA sekundaar ja tertsiaalstruktuur 15 loengu 41 ja 44 slaid XD RNA liikide bioloogilised rollid: - Ribosoomi RNA- seostub valkudega kompleksideks- RIBOSOOMIDEKS - Info RNA. kannab geneetilist infot DNA-lt ribosoomidele - Transpordi RNA- toimetab individuaalseid aminohappeid ribosoomidesse DNA replikatsioon: uute polünukleotiidahelate biosüntees, DNA molekuliga identsete koopiate süntees
Transkriptsiooni tsükkel: 1. RNA polümeraas ja sigmafaktor seondub promootoriga 2. DNA lahti harutamine 3. initsiatsioon 4. elongatsiooni algus 5. elongatsioon 6. terminatsiooni signaal destabiliseerib polümeraasi 7. RNA eraldumine RNA polümeraas võib DNA molekulil liikuda mõlemas suunas. Liikumise suund määrab ära kumba DNA ahelat transkibeeritakse. Ka transkriptsioon põhjustab DNA superspiraale. RNA protsessing Eukarüoodis esineb RNA protsessing. Eukarüootse RNA protsessingu kolm peamist elementi: mRNA esimase transkripti 5’-otsa müts mRNA splaissing mRNA polüadenüleerimine RNA protsessing algab juba RNA transkriptsiooni käigus. Müts läheb RNA 5’ otsa ja pannakse tagurpidi. Mütsiks on lämmastikaluse positsioonis 7 metüleeritud guanosiin. Side on 5’-5’ fosfaatside. Lisatakse juba kui RNA polümeraas on sünteesinud 25-30 nt
Antiparalleelsete lehtede vahel on tugevamad vesiniksidemed, sest doonor- ja aktseptor-rühmad on väiksema nurga all. Domeen Subühik – valkude kvaternaarstruktuuri moodustavad ühikud (terstiaalstruktuurid); iga subühik on eraldi sünteesitud; Supersekundaarstruktuur lingud, pöörded, aasad Globulaarsed ja fiibervalgud – globulaarsed valgud moodustavad ümaraid tertsiaal- ja kvaternaalstruktuure, nt. globuliin; fiibervalgud, nt. kollageen, moodustavad niitjaid heelikseid, superspiraale, vms. Ramachandrani plot – plot-tüüpi graafik, kus x- ja y-telgedel on peptiidsideme Φ ja Ψ nurgad erinevate väärtustega. Seal võib välja lugeda, missuguse Φ nurga puhul on missugused Ψ võimalikud ja vastupidi. Üldsegi mitte kõik variandid pole “lubatud”. Disulfiidside – kahest väävlist koosnev side struktuuride vahel; -S-S-. On oluline nt. valkude(!) tertsiaalstruktuuride kujunemisel; võib-olla ka kvaternaarstruktuuride puhul.
Ristikujulised ja juuksenõelstruktuurid tekivad palindroomsete järjestuste esinemise korral (palindroomseteks nim kaheahelalise DNA järjestuselõike, kus esineb kahekordnse sümmeetriaga pöördkordused). Superspiraalid. DNA kaksikheeliks on keerdunud ümber imaginaarse toroidi, ümber iseenda või asetsevad pikas lineaarses ahelas. Ensüümid (topoisomeraasid, güraasid) võivad luua või kõrvaldada superspiraale. Lämmastikalused paarduvad omavahel vesiniksidemete kaudu. Paarid moodustuvad puriinide ja pürimidiinide vahel komplementaarsusprintsiibi alusel. A=T(DNA) või U(RNA), G=C 4. RNA struktuurielemendid. RNAde struktuuritasemed: mRNA: 1o (oletatakse ka 2o); tRNA: 1o, 2o, 30; rRNA: 1o, 20, 3o, 4o. tRNA sekundaarstruktuur. Ristikheinaleht. Ulatusliku H-sidemete võrgustiku tekke tõttu tRNA palindroomsetes lõikudes
Ristikujulised ja juuksenõelstruktuurid tekivad palindroomsete järjestuste esinemise korral (palindroomseteks nim kaheahelalise DNA järjestuselõike, kus esineb kahekordnse sümmeetriaga pöördkordused). Superspiraalid. DNA kaksikheeliks on keerdunud ümber imaginaarse toroidi, ümber iseenda või asetsevad pikas lineaarses ahelas. Ensüümid (topoisomeraasid, güraasid) võivad luua või kõrvaldada superspiraale. DNA tertsiaarstruktuur - nukleiinhappe ruumiline struktuur DNA kvaternaarstruktuur- kompleksid valkudega (kromatiin), kõrgemat järku nukleiinhapete organisatsioon Lämmastikalused paarduvad omavahel vesiniksidemete kaudu. Paarid moodustuvad puriinide ja pürimidiinide vahel komplementaarsusprintsiibi alusel. A=T(DNA) või U(RNA), G=C. A ja T kaks H-sidet, G ja C kolm. G:C piirkonnad on stabiilsemad. Chargraffi reeglid
siis aluspaaride valguse absorbeerimine nõrgeneb, mis näitab korrastatud struktuuri taastumist e renaturatsiooni. 7 Lehekülg 2. DNA tertsiaarstruktuurid. Superspiraalid. Ensüümid võivad tekitada või kõrvaldada superspiraale. Negatiivne superspiralisatsioon võib tekitada ristikujulisi struktuure. Tüübid: (a) DNA kaksikheeliks on keerdunud spiraaliks ümber imaginaarse toroidi. (b) DNA on keerdunud ümber iseenda. (c) superspiraalid pikas ja lineaarses DNA ahelas (kromosomaalse DNA mudel). Kerimine ümber valgupooli (nukleosoomi) stabiliseerib DNA superspiraalset struktuuri. Kromosoomi struktuur. DNA kaksikheeliks keerdub 2x ümber histooni oktameeri moodustades nukleosoomid.
Leiavad laialdast kasutamist geenitehnoloogias DNA SEKUNDAARSTRUKTUUR Kaksikspiraal, mida fikseerivad vesiniksidemed komplementaarsete lämmastikaluste vahel. DNA TERTSIAARSTRUKTUUR e superspiraalid (a) DNA kaksikheeliks on keerdunud spiraaliks ümber imaginaarse toroidi. (b) DNA on keerdunud ümber iseenda. (c) Eukarüootne DNA (pikk, lineaarne ahel) on keerdunud ümber iseenda (kromosomaalse DNA mudel). Topoisomeraasid ja güraasid - ensüümid, mis võivad tekitada või kõrvaldada superspiraale. Kromosoomid Kromosoomid on kromatiini struktureerunud vormid. NB! 1DNA molekul + valgud = kromosoom Kromatiin = nukleoproteiinkompleks, koosneb DNAst, histoonidest ja mittehistoonsetest valkudest. DNA keritakse ümber histoonvalgu poolide Histoonid on oligomeersed aluselised valgud; seostuvad tugevalt DNAga Tekib nukleosoom ehk "helmekee". See on kromo-soomi formeerumise esimene etapp. Nukleosoomid pakitakse helikaalseteks kiududeks solenoidideks.
Alternatiivvormid: A - paremalepöörduv - 11 aluspaari pöördeks - diameeter 2,3 nm B - paremalepöörduv - 10 aluspaari - 1,9nm Z - vasakulepöörduv - 12 bp - 1,8 nm Elusrakus DNA molekulid tavaliselt B-konformatsioonis. Kui DNA satub kõrge soolsusega keskkonda või ta on osaliselt dehüdreeritud, moodustub A-konformatsioon. Z-DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine ning DNA negatiivne superspiralisatsioon. Kromosomaalne DNA on negatiivselt superspiraliseeritud. Negatiivseid superspiraale toob DNA molekuli DNA güraas. Negatiivne superspiralisatsioon soodustab liikuva replikatsioonikahvli ees olles DNA ahelate lahtikeerdumist. Vaba ahela vastassuunaline roteerumine viib negatiivse superspiralisatsiooni tekkele. Negatiivse superspiralisatsiooni puhul on DNA ahelad teineteisest rohkem lahti keerdunud ning võivad isegi eralduda. DNA negatiivsel superspiralisatsioonil on palju bioloogilisi funktsioone seoses DNA replikatsiooniga, rekombinatsiooniga, geenide avaldumise
praimeriks DNA või RNA või valguga seondunud nukleotiidid, praimerit on vaja selleks, et polünukleotiidahelal oleks vaba 3-OH ots, kuhu DNA-polümeraas saaks liita nukleotiide. 15. Milline ülesanne on replikatsioonis helikaasidel ja topoisomeraasidel Helikaasid - ensüümid, mis vastutavad DNA kaksikheeliksis vesiniksidemete lõhkumise eest aluspaaride vahel Topoisomeerid - ensüümid, mis leevendavad torsiooni jõude sinna katkeid tehes (et nö pinge välja lasta). Kõrvaldab superspiraale ja soodustab DNA kaksikahela lahtikeerdumist. 16. Mis on replikon? Replikon on replitseerunud DNA-segment, mis on lähtunud ühest alguspunktist (koht, mis on läbi teinud replikatsiooni ehk koht, kust algab kaksikahelalise DNA lahtiharutamine). Hiljem liidetakse kõik replikonid tagasi kokku. Replikatsiooni ajal on inimese kromosoomides kuni 10 000 replikoni. 17. Kirjelda replikatsioonikahvli liikumist Struktuur, mis moodustub sünteesilookuse juures, kus kaheahelaline DNA läheb üle
Nad jäävad DNA otstega kovalentselt seotuks ning hiljem taastavad fosfodiestersidemed. Kõige paremini on uuritud E. coli ensüümi DNA güraas, mis on tetrameerne valk (koosneb kahest subühikust 64 GyrA ja GyrB). DNA güraasi on vaja E. coli DNA replikatsioonil. Kromosomaalne DNA on negatiivselt superspiraliseeritud. Negatiivseid superspiraale toob DNA molekuli DNA güraas. Negatiivne superspiralisatsioon soodustab liikuva replikatsioonikahvli ees olles DNA ahelate lahtikeerdumist. Kui güraas on inhibeeritud näiteks nalidiksiinhappe või koumermütsiini poolt, bakterites DNA replikatsiooni ei toimu. Veereva ratta replikatsioonimudel Veereva ratta mudeli alusel toimub paljude viiruste genoomi replikatsioon, geneetilise informatsiooni
lisavad või kõrvaldavad ühe ataki käigus ATP energiat kasutades 2 superspiraali. Nad jäävad DNA otstega kovalentselt seotuks ning hiljem taastavad fosfodiestersidemed. Kõige paremini on uuritud E. coli ensüümi DNA güraas, mis on tetrameerne valk (koosneb kahest subühikust GyrA ja GyrB). DNA güraasi on vaja E. coli DNA replikatsioonil. Kromosomaalne DNA on negatiivselt superspiraliseeritud. Negatiivseid superspiraale toob DNA molekuli DNA güraas. Negatiivne superspiralisatsioon soodustab liikuva replikatsioonikahvli ees olles DNA ahelate lahtikeerdumist. Kui güraas on inhibeeritud näiteks nalidiksiinhappe või koumermütsiini poolt, bakterites DNA replikatsiooni ei toimu. Veereva ratta replikatsioonimudel Veereva ratta mudeli alusel toimub paljude viiruste genoomi replikatsioon, geneetilise informatsiooni
superspiralisatsiooni. Need valgud saab jagada kahte rühma. Transkriptsiooni soodustav valk on Fis. Fis võib aktiveerida transkriptsiooni RNAP -subühiku või -faktoriga otseselt seondudes või seondudes RNAP eemale ning reguleerida DNA superspiralisatsiooni distantsilt. Fis seondub DNA-le ning väänab negatiivse superspiraali lahti ning pingestab sama moodi DNA-d nagu avatud kompleksi moodustumisel. Seevastu HU ja H-NS tekitavad negatiivseid superspiraale ning sellega blokeerivad transkriptsiooni. HU ja H-NS toime on erinev. HU seondumine DNA-ga on lühiajaline, DNA supersipralisatsiooni hoidmine lühiajaline, seega DNA transkribeerimine sõltub HU hulgast. H-NS-i seondumine DNA-ga on stabiilsem ning transkriptsiooni represseerimine ulatuslikum. Histoonilaadsed valgud mõjutavad DNA lokaalset superspiralisatsiooni kasvufaasist sõltuvalt, kuna valkude ekspressioon sõltub bakterite kasvukiirusest.
annaabi.ee 
