DNA biheeliks: iseloomustus · kaksikahelaline struktuur, kus DNA ahelaid ühendavad aluspaaridevahelised H sidemed. Biheeliksina esineb DNA ka rakutuumas: kromosoomides · biheeliksi Ø 2 nm · spiraali täispööre täpselt 360 · iga ahela üks täispööre e. suur vagu on 3,4 nm ja see sisaldab 10 nukleotiidi; · suure vao vastas on väike vagu suurusega 0, 34 nm. 7. Protsessid, millega on seotud DNA negatiivne superspiralisatsioon? Z DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine (metüülgruppide CH3 paigaldamine C külge) ja DNA negatiivne superspiralisatsioon. DNA superspiralisatsioon tekib siis, kui üks DNA ahel kaksikheeliksis on teise ahela suhtes pöördunud kas vasaku- või paremasuunaliselt. Negatiivne superspiralisatsioon DNA ahela pöördumine toimub vasakusuunaliselt. Sel juhul on
nukleotiidide osakaalust. DNA peamine struktuur on parmale pöörduv kaksikheeliks ehk B-konfromatsioon. B-struktuuris on ühe täispöörde kohta 10 nukleotiidi. Alternatiivsed struktuurid: A-konformatsioon (ka paremalepöörduv kaksikheeliks, aga 11 nukleotiidi pöörde kohta) Z-konformatsioon, vasakulepöörduv kaksikheeliks, 12 nukleotiidi pöörde kohta (esineb GC rikaste järjestuste ja negatiivse superspiraali korral ka in vivo) Superspiralisatsioon (superkeerud) on DNA tertsiaarstruktuur ja on vajalik, et DNA-d võimalikult kompaktselt kokku pakkida. Tekib ainult siis kui DNA otsad on fikseeritud. Saab eristada: positiivne spiralisatsioon – kui keerdumine on samas suunas heeliksi suunaga (paremale), tekib tihedam DNA struktuur. negatiivne spiralisatsioon - kui keerdumine on vastassuunas (vasakule), tekib lõdvem DNA struktuur Eukarüootne DNA on pakitud kromosoomidesse
Temperatuur mille juures 50% DNA molekulidest on denatureerunud Mida kõrgem GC sisaldus, seda kõrgem Tm DNA tertsiaarstruktuur DNA molekul võib olla lineaarne või tsirkulaarne Rõngasmolekulid võivad omakorda olla relakseerunud või superspiraliseerunud topoloogiaga Superspiraalne vorm on väiksema stabiilsusega, ent in vivo on tsirkulaarsed DNA molekulid sageli superspiraalsed Superspiralisatsioon võib olla oluline replikatsiooni ja transkriptsiooni regulatsioonil DNA molekulide topoloogilisi üleminekuid katalüüsivad topoisomeraasid RNA struktuuri elemendid RNA funktsionaalne ja struktuurne erinevus DNAga võrreldes baseerub kahel olulisel detailil: 1. RNA struktuuri kuulub riboos ja mitte desoksüriboos 2. RNA struktuuri kuulub lämmastikalus uratsiil ja mitte tümiin Lisa OH rühm suhkru koosseisus muudab RNA hüdrolüüsi suhtes tunduvalt
Sekundaarne struktuur - alfa-heeliks ja beeta- sheets. Tertsiaarne struktuur - kolmemõõtmeliseks voldinud. Kvaternaarne struktuur - 2 või enama polüpeptiidi assotsiatsioon. Chaperonid - valgud, mis soodustavad polüpeptiidil moodustada kolmemõõtmelist struktuuri. Interaktsioonid: Kovalentsed S-S, mittekovalentsed - ioonsed, H-sidemed, hüdrofoobsed interaktsioonid, Van der Waalsi interaktsioonid 81. Kaksikheeliks, selle alternatiivstruktuurid. Negatiivne superspiralisatsioon. Komplementaarsed ahelad A ja T vahel 2 ja G ja C vahel 3 H-sidet. Antiparalleelsus - üks ahel 5' 3', teine vastupidi 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
(eetersidemed) sidemed moodustuvad kahe suhkrujäägi vahele või glükoosijäägi ning mingi muu struktuuri OH- rühma vahele (nt. aminohapped). Väike ja suur vagu – alfa-heeliksites (DNA) moodustuvad tõusva spiraali ääres kordamööda pikemad ning lühemad tühimikud?. Watson-Cricki paarid – lämmastikaluste paarid; A paardub T-ga, ning C paardub G-ga. RNA’s T asemel U, paardub A-ga. Kokkuvõttes: A-T või A-U, C-G. Superspiralisatsioon – nähtus, mille korral mitu alfa-heeliksit põimub üksteisega kokku, moodustades uue heeliksi e. superspiraali. Näiteks kollageeni kiud koosneb kolmest alfa- heeliksist moodustunud superspiraalist.
Antiparalleelsus seisneb selles, et kaks vastastikku ahelat asuvad üksteise suhtes erisuunaliselt. DNA ahela ühes otsas on vaba 3´-OH rühm, teise ahela otsas aga vaba 5´-fosfaat. Nukleiinhapet sünteesitakse ainult suunaga 5’ otsast 3’ suunas. 45. Bakterikromosoomi struktuur. Bakterikromosoom on rõngasmolekul, mis moodustub DNA tugeval kokkupakkimisel. Kokkupakitud DNA esmalt koosneb lingudest, mis saadakse kokkuvoltimisel. Seejärel toimub veel superspiralisatsioon, mis pakib DNA veelgi rohkem kokku. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Kromosoomid koosnevad valkudest ja DNA-st. Struktuurilt on kromosoomid väga tihedalt kokku pakitud. DNA on ümber histoonide tugevalt keerdunud, superspiralisatsioon. 47. Mis funktsioon on eukarüootsetes kromosoomides tsentromeeridel ja telomeeridel? Tsentromeerid – võimaldavad kääviniitidel kromosoomi külge haakuda ja neid tirida jagunemisel.
............................................70 8.3. Transkriptsiooni reguleerimine...................................................................73 8.4. Geenide organiseeritus.............................................................................. 76 9. Globaalne transkriptsiooni regulatsioon...........................................................77 9.1. Geenide asukoht kromosoomis globaalse regulatsiooni 1. aste...............77 9.2. DNA superspiralisatsioon globaalse regulatsiooni 2. aste........................79 9.3. Alarmoonid globaalse regulatsiooni 3. aste.............................................82 11. Bakterite programmeeritud surm...................................................................92 11.1. Toksiin-antitoksiin süsteemid....................................................................93 11.1.1. MazEF-süsteem.................................................................................. 94 11.2
võrra. DNA heeliksi täispööre saavutatakse 10,4 aluspaariga. Promootorjärjestuse TTGACA N17 TATAAT puhul on -35 ja -10 heksameerid DNA heeliksis samasse suunda eksponeeritud. See võimaldab RNA polümeraasil kontakteeruda mõlema heksameeriga. Juhul, kui heksameerid asuvad teineteisest kaugemal või lähemal kui 17 bp, on RNA polümeraasi kontakteerumine mõlema heksameeriga korraga takistatud. Heksameeride ebaoptimaalset asetust võib kompenseerida DNA superspiralisatsioon. Negatiivne superspiralisatsioon vähendab aluspaaride pöördumist teineteise suhtes. Sel juhul võivad DNA ahelad lahti keerduda ja eralduda. Negatiivset superspiralisatsiooni tekitab näiteks güraas. lac promootoril on heksameeride vaheala 18 bp transkriptsioon võimendub anaeroobses keskkonnas, kus suureneb DNA negatiivne superspiralisatsioon E. colil. Positiivse superspiralisatsiooni puhul (seda tekitab näiteks topoisomeraas I) kulub ühe DNA heeliksi täispöörde saavutamiseks vähem aluspaare
Bakteritel asub geneetiline informatsioon ühes rõngaskromosoomis, mis esineb rakus kõrgelt struktureeritud kujul alas, mida nimetatakse nukleoidiks. Kromosoom on 1000x lühemaks kokku pakitud, moodustub 50-100 lingu. Ühe lingu moodustavad 40000 aluspaari. DNA kompaktsemaks muutmisel on oluline roll DNA superspiralisatsioonil. Üks DNA ahel on kaksikheeliksis roteerunud fikseeritud ahela suhtes kas parema- või vasakusuunaliselt. Positiivne superspiralisatsioon – keerdumine toimub kaksikheeliksi pöördumise suunas, paremasuunaliselt (DNA tihedamalt kokku keeratud). Negatiivne superspiralisatsioon – vaba ahela vastassuunaline, fikseeritud ahela suhtes vasakule roteerumine (DNA ahelad rohkem lahti keeratud ja võivad eralduda). DNA superspiralisatsiooni tekitavad topoisomeraasid. DNA güraas (topoisomeraas II) tekitab negatiivset superspiralisatsiooni. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur
polümeraasil UP-elemendiga. 54 tüüpi promootorite puhul toob IHF-i poolt indutseeritud DNA ling kontakti promootoralaga seondunud RNA polümeraasi ja promootorist kaugemale (vähemalt 100 bp kaugusele) seondunud aktivaatorvalgu, võimaldades sel viisil nende valkude otsest interakteerumist. Nagu jällegi näha, võib sama valk erinevate promootorite puhul aktiveerida transkriptsiooni erinevate mehhanismidega. DNA superspiralisatsioon Normaaltingimustel pöörab iga aluspaar kaksikheeliksi telge 34,5° nurga võrra. DNA heeliksi täispööre saavutatakse 10,4 aluspaariga. Promootorjärjestuse TTGACA N17 TATAAT puhul on -35 ja -10 heksameerid DNA heeliksis samasse suunda eksponeeritud. See võimaldab RNA polümeraasil kontakteeruda mõlema heksameeriga. Juhul, kui heksameerid asuvad teineteisest kaugemal või lähemal kui 17 bp, on RNA polümeraasi kontakteerumine mõlema heksameeriga korraga takistatud. Heksameeride
DNA- RNA dupleksite moodustumine on rakkudes sage protsess. DNA puhul on kirjeldatud ka vasakule pöörduvat kaksikheeliksit, mida nimetatakse Z-DNA-ks. Nimetus Z-DNA tuleneb sellest, et selle konformatsiooni puhul paikneb suhkur-fosfaat selgroog sikk-sakiliselt. Z-DNA puhul mahub heeliksi täispöördesse 12 aluspaari ning molekuli pinnal on ainult üks sügav vagu. Z-DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine ning DNA negatiivne superspiralisatsioon. Arvatakse, et üks Z- DNA bioloogilisi rolle võib olla seotud transkriptsiooniga. 5. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid. Kui nukleotiidid on omavahel ühendatud DNA või RNA ahelaks, on tegemist DNA või RNA primaarstruktuuriga. Sekundaarstruktuur tekib siis, kui kaks polünukleotiidahelat moodustavad kaksikheeliksi. Sekundaarstruktuure moodustab ka RNA. Rakkudes on DNA seotud erinevate valkudega, mille tulemusena DNA kaksikheeliks on volditud
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.
Ühe ahela põhjal saab teada ka teise, võimaldab säilitada geneetilist infot ja seda edasi kanda. Antiparalleelsus 1 DNA ahel on 3'-5' pidi ja teine vastupidi. Ahelad on komplementaarsed kui vastassuunas. Tähtis DNA replikatsiooniks. 45. Bakterikromosoomi struktuur. Kaksikahelaline DNA ühes rõngaskromosoomis, mis asub nukleoidis. Nt E.coli kromosoom on 1000x lühemaks pakitud, moodustub 50-100 lingu. Üks ling on umbes 40k aluspaari. Üks negatiivne superspiralisatsioon iga 40 kaksikheeliksi täispöörde kohta- oluline pakkija. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Lisaks DNAle on valgud: histoonid ja mittehistoonsed, mis aitavad pakkida. DNA on kaksikahelas, keritud ümber histoonide nukleosoomideks, sealt edasi kromatiiniks 30nm fiibriks ja lingudena veel lühemaks. Üks kromosoom on 1 DNA molekul mitu kromosoomi, pluss kõiki kromosoomi komplekte on enamasti kaks.
nukleoidis (sest rakul puudub selgelt eristatav tuum). Mõnel bakteril võib olla ka rohkem kui üks kromosoom, ent enamasti on neil siiski üks kaksikahelaline DNA. Nukleoidiala paikneb raku keskel ja seal on kõrge struktureeritus. Kromosoomon erinevateks lingudeks kokku volditud, need omakorda superspiraliseerunud. Üks DNA ahel on kaksikheeliksis roteerunud fikseeritud ahela suhtes kas parema- või vasakusuunaliselt. Positiivne superspiralisatsioon paremasuunaline, tihedam kokkupakitus. Negatiivne ss vaba ahela vasakule roteerumine, ahel rohkem lahti keerdunud. Mida tugevam on negatiivne ss, seda kergemini võivad ahelad üksteisest eralduda. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Bakteri DNAga võrreldes on eukarüoodi DNA märkda kompaktsem; genoom on kordi suurem. Genoom on jaotunud mitmeks erinevaks kromosoomiks; seega peab olema hästi kokku pakitud (et rakku ära mahuks)
Nimetus Z-DNA tuleneb sellest, et selle konformatsiooni puhul paikneb suhkur-fosfaat selgroog sikk-sakiliselt. Z- DNA puhul mahub heeliksi täispöördesse 12 aluspaari ning molekuli pinnal on ainult üks sügav vagu. Z- DNA esineb selliste nukleotiidsete järjestuste puhul, kus üksteisele järgnevad vaheldumisi G:C ja C:G aluspaarid: 5'-GCGCGCGCGCGC-3' 3'-CGCGCGCGCGCG-5' Z-DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine ning DNA negatiivne superspiralisatsioon. Arvatakse, et üks Z-DNA bioloogilisi rolle võib olla seotud transkriptsiooniga. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid Kui nukleotiidid on omavahel ühendatud DNA või RNA ahelaks, on tegemist DNA või RNA primaarstruktuuriga. Sekundaarstruktuur tekib siis, kui kaks polünukleotiidahelat moodustavad kaksikheeliksi. Sekundaarstruktuure moodustab ka RNA. Rakkudes on DNA assotsieerunud erinevate
Nimetus Z-DNA tuleneb sellest, et selle konformatsiooni puhul paikneb suhkur-fosfaat selgroog sikk-sakiliselt. Z- DNA puhul mahub heeliksi täispöördesse 12 aluspaari ning molekuli pinnal on ainult üks sügav vagu. Z- DNA esineb selliste nukleotiidsete järjestuste puhul, kus üksteisele järgnevad vaheldumisi G:C ja C:G aluspaarid: 5'-GCGCGCGCGCGC-3' 3'-CGCGCGCGCGCG-5' Z-DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine ning DNA negatiivne superspiralisatsioon. Arvatakse, et üks Z-DNA bioloogilisi rolle võib olla seotud transkriptsiooniga. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid Kui nukleotiidid on omavahel ühendatud DNA või RNA ahelaks, on tegemist DNA või RNA primaarstruktuuriga. Sekundaarstruktuur tekib siis, kui kaks polünukleotiidahelat moodustavad kaksikheeliksi. Sekundaarstruktuure moodustab ka RNA. Rakkudes on DNA assotsieerunud erinevate
Monosahhariidiks on desoksüriboos Monosahhariidiks on riboos. Mõlemal nukleotiidid seonduvad üle suhkru ja fosfaatrühma nii- 1) esimese nukleotiidi suhkru 5`C juures asetseb vaba fosfaatrühm. 2) Sama nukleotiidi 3`C juures asetseva OH juurde seotakse järgmise nukleotiid tema fosfaatrühma kaudu. Moodustub suhkur-fosfaat selgroog. Looduses sünteesitakse DNA alati 5-3 suunas Mõlemad on polümeersed makromolekulid, mis kuuluvad nukleiinhapete klassi. 10. Mis on DNA superspiralisatsioon? Superspiralisatsioon (superkeerud) on DNA tertsiaarstruktuur ja on vajalik, et DNAd võimalikult kompaktselt kokku pakkida. Tekib ainult siis, kui DNA otsad on fikseeritud topograafiliselt – kas DNA rõngasmolekul või lineaarsed, mille otsad on fikseeritud valguliste struktuuridega. DNA supraspiralisatsioonil osalevad ensüümid, mida nimetatakse topoisomeraasideks (tekitavad DNA kaksikahelasse katkeid; lõdvestavad või pinguldavad DNA kaksikheeliksit).
E.Coli enda raku diameeter on aga 1-2 mikromeetrit. Seega peab olema bakteri kromosoom tugevalt kokkukeerdunud ehk kondenseerunud. Kromosoom on 1000 korda lühemaks kokku pakitud, muudustub 400 lingu. Iga ling on sõltumatult negatiivselt superspiraliseerunud. Kokkuvolditud kromosoom on kompleksis RNA ja valkudega. Üks DNA ahel on kaksikheeliksis roteerunud fikseeritud ahela suhtes kas parema- või vasakusuunaliselt. Negatiivne superspiralisatsioon – vaba ahela vastassuunaline, fikseeritud ahela suhtes vasakule roteerumine – DNA ahelad rohkem lahti keeratud (relaxed) ja võivad eralduda 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Eukarüootne kromosoom on bakteri DNAga võrreldes kompaktsem. Kromosoomi moodustab 1 DNA molekul. Eukarüootsete kromosoomide kondensatsioonil eristatakse 3 taset: 1. DNA nukleosoomne struktuur DNA on keritud ümber histoonidest moodustunud oktameeride. Oktameeri moodustab histoonivalkude
annaabi.ee 
