Upload
marija-loncarevic
View
230
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
1/41
Genje fizika i funkcionalna jedinicanasleivanja, koja prenosi naslednu poruku iz generacije u
generaciju, a ini ga celovit dio DNK potreban za sintezu jednog proteina ili jednog molekula RNK.
Geni su nanizani duhromozoma. Gen za odreeno svojstvo uvijek se nalazi na istom mestu na
hromozomu koje se naziva genski lokus.
Geni su linearno rasporeeni delovi hromozomske DNK(slika 1). Njihova veliina (broj nukleotidaDNK) i raspored na hromozomima su strogo odreeni. Graa gena je u stvari graa same DNK i
ogleda se u tano odreenom redosledu nukleotida (A, T, C i G). Promjena tog redosleda, manjak ili
viak nukleotida rezultira u promeni funkcije gena i naziva segenska mutacija (takasta mutacija).
slika 1linearno rasporeeni delovi hromozomske DNK
PODJELA GENA
Prema funkciji koju obavljaju, gene moemo podjeliti na: strukturne i regulatorne.
Strukturni genisu geni koji noseifruzaprotein (prepisuju se nai-RNK)i geni koji se samo prepisuju
u RNK (t-RNK, r-RNK). Regulatorni genise ne prepisuju ve se za njih vezuju molekuli koji reguliu
odreene procese u organizmu. Znanja o regulatornim genima su jo uvek nedovoljna. Pripadaju imgeni koji uestvuju ureplikaciji,uestvuju u kretanju hromozoma u diobi, kontroliukrosing-
over itelomere koje doprinose stabilnosti hromozoma.Telomere predstavljaju neku vrstu
zatitnekapehromozoma jer ne reaguju sa krajevima drugih hromozoma i nisu osetljive na dejstvo
egzonukleaza.
EGZONI I INTRONI
Skup svih gena u jednoj haploidnoj eliji jegenom. Koliina DNK u genomu eukariota daleko
premauje zbir gena koji kodiraju sve proteine prisutne u elijama. To znai da dio genoma sadri
nizove nukleotida koji ne nose ifru za sintezu proteina. Segmenti gena koji sadre informaciju zasintezu proteina su nazvani egzoni, a nekodirajui nizovi izmeu njih suintroni (slika 2 ).
http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BE%D0%B4http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BE%D0%B4http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BE%D0%B4http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%B8%D0%BDhttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B3-%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B3-%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%B3%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%83%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D0%B0%D0%B7%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%B3%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%83%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D0%B0%D0%B7%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B3-%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B3-%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%B8%D0%BDhttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BE%D0%B47/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
2/41
Dakle, geni eukariota imaju mozaiku grau: dio gena koji nosi ifru ispresjecan je djelovima koji ne
nose ifru. Kod prokariota introni ne postoje ve su njihovi geni neprekinuti nizovi kodirajuih
nukleotida.Bioloki znaaj introna injihova funkcija su jo uvek nerazjanjeni. Nekodirajui delovii
genoma nali su praktinu primenu u krimnologiji i sudskoj medicini poznatu kaogenetiki otisci
prstiju.
EKSPRESIJA GENA
Ekspresija genaje proces kojim se informacija gena koristi za sintezu funkcionalnog genskog
produkta. Ti proizvodi su estoproteini. U sluajevima gena koji ne kodiraju proteine kao to
su ribozomalna RNK (rRNK), tranportna RNK (tRNK) ili mala nuklinska RNK (snRNK) proizvodi su
funkcionalne RNK. Proces ekspresije koriste sve ivotne forme - eukariote (ukljuujuimulticelularne
organizme), prokariote (bakterijai a).
Nekoliko koraka procesa ekspresije gene je podlono modulaciji, ukljuujuitranskripciju, RNK
splajsovanje, translaciju, i posttranslacione modifikacije proteina. Genska
regulacija daje elijamakontrolu na strukturom i funkcijom. Ona je baza elijskediferencijacije, morfogeneze, mnogostranosti i adaptabilnosti organizma. Regulacija gena takoe
moe da slui kao supstrat evolucionih promena, poto kontrola vremena, lokacije, i koliine
ekspresije gena moe da ima dalekosean uticaj na funkcije gena u eliji ili u multielijskom
organizmu.
GENI I SINTEZA PROTEINA
Da bi se sintetisao molekul RNK i funkcionalni molekuli proteina,potrebne su informacije koje se
nalaze u genima. Ovo putovanje proteina potpuno je precizno i kontrolisano. Transkripcija i translacija
kljuni su procesi kod ekspresije gena.
Postoji miljenje medju nama da su svi geni,svakog organizma, razliiti. Naime, samo 1% se razlikujeod osobe do osobe,dok ostalih 99% ine gotovo identicni geni. Taj 1% razliitih gena za posledicu ima
spektar razliitih karakteristika kao to su: boja ociju,kose, glas, gradju.. Tako da smo svi razliiti.
ORGANIZACIJA GENA U GENOMU
gen predstavlja segment DNK molekula koji sadri ifru za sekvencu aminokiselina u polipeptidnom
lancu, kao i regulatorne sekvence koje su potrebne za ekspresiju. Medjutim, ova definicija nije potpuna
za gene oveka (i veine Eukariota) jer je vrlo mali broj gena koji se sastoje iskljuivo od tzv. kodirajuih
sekvenci. Naprotiv, veina gena u sebi sadri jedan ili vie tzv. nekodirajuih regiona. Ove nekodirajue
sekvence se nazivaju introni, i prepisuju se u iRNK u jedru ali nisu prisutne u zrelim iRNK u citoplazmi.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
3/41
Tako da, normalno, informacija iz intronskih sekvenci nije predstavljena u konanom proteinskom
produktu. Introni alterniraju sa kodirajuim sekvencama egzonima, koji kodiraju
sekvencu aminokiselina proteina. Ipak, postoji jedan mali broj gena genoma oveka koji nemaju
introne, veina ih ima bar jedan ili vie introna. Iznenadjujue je da u mnogim genima ukupna duina
introna prevazilazi ukupnu duinu egzona. Premda su neki geni oveka dugi svega nekoliko kilobaza
(1kb=1000 baznih parova), drugi se, kao npr. gen za faktor VIII, proteu na stotine kilobaza. Postoje i
izuzetno dugi geni kao to je to gen za distrofin na X
Familije gena
Mnogi geni oveka pripadaju porodicama ili familijama blisko srodnih DNK sekvenci, koje se
svrstavaju u porodice zbog slinosti nukleotidne sekvence samih gena ili aminokiselinske sekvence
polipeptinih proukata. Ovakva se organizacija moe ilustrovati primerom familije gena koji koiraju
polipeptidne lance hemoglobina. Grupe gena za a-globin i b-globin se nalaze na hromozomima 16 i11. Smatra se da su ovi geni, u toku evolucije, nastali duplikacijom predakog gena pre nekih 500
miliona goina. Ove ve grupe sare gene koji koiraju vrlo sline globinske lance koji se eksprimiraju
na razliitim stupnjevima razvoja, od embriona do adulta. Pojedinani geni unutar svake grupe imaju
medjusobno slinije sekvence, nego geni iz razliitih grupa. Smatra se da je svaka grupa nastala itavom
serijom duplikacionih dogadjaja u proteklih 100 miliona godina. Broj i veliina egzona i introna
globinskih gena je vrlo ouvan tokom evolucije. Svaki funkcionalni globinski gen ima dva introna na
slinim mestima, prema je sekvenca unutar introna akumulirala aleko vie baznih promena nego to
je to sluaj sa kodirajuim sekvencama. Izvestan broj lanova familije globinskih gena nema produkta
RNK ili protein i malo je verovatno da ima bilo kakvu ulogu. Takve sekvence DNK koje su vrlo sline
genima ali su nefunkcionalne (ne prepisuju se) nazivaju se pseudogenima. Pseudogeni su vrlorasprostranjeni u genomu oveka (procenjuje se da ih ima negde 20 000) i smatra da su nusprodukti
evolucije. Oni prestavljaju gene koji su nekaa bili aktivni ali su mutacijama (grekama) u koirajuim
i regulatornim sekvencama inaktivisani. Najvea familija gena u genomu oveka je tzv. superfamilija
imunoglobulina, koja ukljuuje stotine gena iji su produkti ukljueni u procese prepoznavanja na
povrini elije u imunom i nervnom sistemu. Takvi su geni na hromozomima 2, 14 i 22 koji koiraju
teke i lake lance imunoglobulina; geni na hromozomu 6 koji ine glavni kompleks tkivne podudarnosti
(MHClocus); geni na hromozomima 7 i 14 iji produkti grade T-elijske receptore; i geni koji su
prvenstveno eksprimirani u nervnim tkivima a produkuju adhezione molekule itd.
TRANSPOZONI
Transpozoni su pokretni genetiki elementi. To su dijelovi molekule DNA koji se mogu seliti(transpozicija) s jednog mjesta u genomu na drugo. Npr. u bakterija, transpozoni se mogu
premjetati s jednog lokusa na "kromosomu" na drugi lokus (mjesto), iz plazmida ubakterijski "kromosom" ili obrnuto, iz jednog plazmida u drugi.
ini se da transpozoni nemaju specifine ciljeve u genomu, mada neki dijelovi genoma raeprimaju transpozone od drugih.
Najjednostavnije transpozone zovemo INSERCIJSKE SEKVENCE. Oni se sastoje samo od
DNA potrebne za in transpozicije (premjetanja). Imaju jedan gen koji kodira za enzim
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
4/41
transpozazu koja katalizira transpoziciju. Na krajevima gena za transpozazu nalaze se tzv.
obrnuto ponavljajue sekvence. To su nekodirajue sekvence od oko 20 - 40 nukleotida.
DNA lanac 1 5'.... ATCCGGT.... .....ACCGGAT....3'
DNA lanac 2 3'.... TAGGCCA.... .....TGGCCTA....5'
Transpozaza prepoznaje ove obrnuto ponavljajue (oznaene bojom) sekvence kao granicetranspozona. Transpozaza se vee na te dvije regije, te katalizira izrezivanje dijela DNA
potrebnog za transpoziciju.
Kada se insercijska sekvenca ubaci u gen, najee utjee na njegovu funkciju tako toprekida kodirajuu regiju koja odreuje protein. Drugim rijeima insercijske sekvenceuzrokuju mutacije tamo gdje se ubace. Insercijske sekvence takoer mogu poveati ilismanjiti produkciju proteina ako se ubace u regulatorne regije gena koje kontroliraju stopu
transkripcije. Gdje god da se ubace, insercijske sekvence mijenjaju fenotip stanice na isti
nain. Npr. insercijske sekvence sainjavaju oko 1,5% genoma E. coli, ali one se premjetaju iuzrokuju mutacije vrlo rijetko - 1 na 107 generacija. To je isto kao i stopa mutacija izazvanih
vanjskim faktorima kao to su zraenje ili kemikalije. S obzirom na brzu proliferacijubakterija, ini se da transpozicija insercijskih sekvenci igra znaajnu ulogu u evolucijibakterija kao izvor genetike varijabilnosti.
Postoje i puno vei i sloeniji transpozoni od navedenih insercijskih sekvenci. To suSLOENI TRANSPOZONI, koji osim gena za transpoziciju imaju i neke druge gene kao npr.gene za rezistenstnost na antibiotike. Ovi se geni nalaze izmeu insercijskih sekvenci.
Pokretni genetiki elementi nisu samo prisutni u bakterija, ve su vani sastavni dioeukariotskog genoma.
Transpozone je otkrila amerika genetiarka Barbara McClintock koja je radila ne uzgoju ioplemenjivanju Indijanskog kukuruza 40-tih i 50-tih godina. Ona je primijetila promjene u
boji zrna kukuruza koje su se mogle objasniti samo pokretnim genetikim elementima.Pokretni genetiki elementi sele se iz jednog mjesta u genoma na drugo, pa tako moguzahvatiti i gene koji su odgovorni za boju zrna kukuruza. Za svoja je dostignua B.McClintock 1983. g. dobila Nobelovu nagradu u dobi od 81 godine.
REGULACIJA GENA U ELIJI
Jean io gena delije se ne transkribuje,to znai a se nalaze u stanju represije,ok se rugi
io eksprimira.Zahvaljujudi ovoj regulaciji gena unutar delijenastaju razliite delije koje de
kasnije i a grae razliite organe.Na nivou transkripcije ekspresija gena najvie olazi o izraaja.Ove je veoma bitno
pomenuti transkripcione faktore koji imaju ulogu a reguliu transkripciju samih gena.
Zahvaljujudinjima, znamo koja je koliina proukata proteina u orejenoj deliji u atom
trenutku.
SPECIJALIZACIJA CELIJA I ONTOGENEZA
Ako gen izgubi svoju funkciju, to dovodi do abnormalnosti,pa je zbog toga sama ekspresija
gena jako bitna. Upravo specijalizacija celija zavisi od ekspresije gena jos tokom
embrionalnog razvica. Zahvaljujudi svemu ovome,lako olazimo o informacija o tome kakose zigot razvija i kako nastaje sam organizam
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
5/41
Mozaina teorija razvida
Ova teorija govori o specijalizaciji delijagdje postoje presudan faktor, inilac koji odreujepravac i cilj specijalizacije. Naime,presudni faktor se nalazi u zigotu i kada celija krene da se
dijeli on se rasporedjuje u nove celije (kvalitativna dioba elija). Dijeljei se tako, koliina
presudnog faktora se sve vise smanjuje dok ne dodje do tog nivoa da u sebi ima samo jedanfaktor koja e odrediti elijsku specijalizaciju. Zahvaljujui Mendelu, smatralo se prvobitno dasu taj faktor geni.Neto kasnije, vren je eksperiment sa abom i utvreno je da elija sadricjelokupnu genetiku informaciju. to dokazuje da mozaina teorija razvia nije ispravna.
Teorija DIFERENCIJALNE EKSPRESIJE GENA
Teorija diferencijlne ekspresije nastoji da objasni kako to zaista dolazi do diferencijacije
elija. Kada sesamo dio gena prisutnih u eliji eksprimira,npr. elije jetre, ta elija e se idiferencirati u eliju jetre. I tako za sve ostale elije organizma. Sada bitnu ulogu igrajutranskripcioni faktori koji e da aktiviraju tano odreeni set gena. Transkripcioni faktori sukodirani genima koji su regulisani drugim transkripcionim faktorima i tako redom.
MASTER KONTROLNI GENI
Medju genima,u svakoj eliji postoji hijerarhija,pa je master kontrolni gen prvi gen koji dovodido specijalizacije elije. Zahvaljujui ovom genu aktivira se prvi transkripcioni faktor koji eda pokrene itavu ekspresiju gena. Ekspresija master-kontrolnih gena kontrolisana jeindukcijom (elija javlja drugoj u koji e se tip diferencirati,a javlja joj proteinom koji e kasnijepokrenuti master kontrolni gen) i autonomnom regulacijom (elija nasleuje faktor koji eaktivirati odreen gen,obino je to nasleeni iRNKkoji de koirati transkripcione faktore.
MATINA ELIJA
Izvorna elija, klicina ili matina elija je nediferencirana elija koja ima neogranienu sposobnostdeobe, pri emu posle svake deobe jedna od novonastalih kerki-elija raste i diferencira se uodreenom pravcu, a druga ostaje nediferencirana, izvorna elija. Pojavljuju se kodembriona, a unekim tkivima postoje tokom itavog ivota organizma, gde obezbeujuprekursore iz kojih e nastatidiferencirane elije.
Totipotentnematine elije imaju najvei razvojni potencijal, od njih moe nastati bilo koji tip od preko 200
elija koje ima organizam oveka. Totipotentne su embrionalne elije do stupnja od 8blastomera.
Pluripotentnenastaju razviem totipotentnih i od njih ne mogu nastati svi tipovi elija, kao od totipotentnih,
ali moe nastati veliki broj. Pripadaju im embrionalne matine elije unutranje elijske mase blastocista od
koje e nastatiklicini listovi. Njihov rast je mogu i ukulturi tkiva.
Multipotentneizvorne elije su malobrojne nediferencirane elije unutar tkiva odraslog organizma koje se
mogu diferencirati u elije meusobno blisko povezane kao to suelijehematopojeze u kotanoj sri
matine elije strome kotane sri i dr.
Unipotentnemogu da daju samo jedan tip elija, a po sposobnosti samoobnavljanja razlikuju se od
nematinih elija. Tipine unipotentne elije su elije bazalnog sloja epidermisa,parenhimske elije jetre i
dr. Zaslune su za regeneraciju tkiva.
http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Epidermis&action=edit&redlink=1http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Epidermis&action=edit&redlink=1http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Epidermis&action=edit&redlink=1http://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Epidermis&action=edit&redlink=17/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
6/41
Bez kontrolirane ekspresije gena u bakterija svi bi se proteini stalnosintetizirali i bili bi prisutni u velikoj koliini u stanici. U eukariota bi bezkontrolirane ekspresije gena sve stanice bile identine, s istim genskimproduktima, dakle ne bi bilo diferencijacije pa stoga niti razliitih staninihtipova niti tkiva.
Veina kontrolnih mehanizama ekspresije gena je negativna (sprjeavaekspresiju), a rjea je pozitivna kontrola (omoguavanje ekspresije ilipojaavanje aktivnosti).
Kontrola genske ekspresije odvija se na razini:1. Transkripcije2. Translacije3. Funkcije proteina
U prokariota se glavni dio kontrole ekspresije gena odvija na razinitranskripcije.
16.1. MODEL OPERONA
Operon ini vie susjednih gena pod zajednikom transkripcijskomkontrolom istog promotora i operatora.Jedan od najbolje prouenih primjera regulacije ekspresije gena uprokariota jeLacoperon(Jacob i Monod, 1961.; 1965. Nobelova nagradaza otkrie).Lac operon je inducibilni sustav, jer stanica proizvodi enzime zarazgradnju eeraLAKTOZEsamo ako je taj izvor ugljika prisutan uokoliu (laktoza je induktor). Inducibilni enzimi se sintetiziraju kada je uokoliu prisutan njihov supstrat.
16.2. METABOLIZAM LAKTOZE
E. colimoe koristiti laktozu kao izvor energije zahvaljujuigenima Lacoperona. Geni Lacoperona imaju zajedniku regulacijuekspresije.Laktoza je disaharid, odnosno beta-galaktozid. Nakoncijepanja laktoze na glukozu i galaktozu, bakterija koristi glukozu kaoizvor ugljika i energije.Enzim koji cijepa laktozu na dva monosaharida jebeta-galaktozidaza;taj enzim takoer moe pretvarati laktozu u alolaktozu (Slika 16.1.).Sintezu beta-galaktozidaze kodira bakterijski gen lacZ. Kada zaponesinteza beta-galaktozidaze (gen je induciran), inducira se sinteza jo dvaenzima:beta-galaktozid permeaze(kodira gen lacY) i beta-galaktozid acetiltransferaze(gen lacA). Permeaza je potrebna zatransport laktoze u stanicu, dok transferaza titi stanicu od nastankatoksinih produkata koje stvara beta-galaktozidaza kada djeluje na drugegalaktozide (acetiliranjem drugih galaktozida).
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
7/41
Slika 16.1. Beta-galaktozidaza cijepa laktozu na galaktozu iglukozu (a) i pretvara laktozu u alolaktozu (b).
Lacgeni (z, y i a) ne samo da se induciraju zajedno, ve su smjetenijedan do drugoga na bakterijskom kromosomu transkribirajui se kaojedna,policistronska mRNA(Slika 16.2.). Indukcija ovih gena zahtijevaaktivnost jednog drugog gena kojega nazivamo gen regulator(lacI).Gen regulator smjeten je blizu gena z, y i a, ali njegova je transkripcijskaaktivnost neovisna o njima. Kodira represorski protein, koji utjee naekspresiju gena ukljuenih u metabolizam laktoze.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
8/41
Slika 16.2. Geni Lacoperona transkribiraju se u jednupolicistronsku mRNA; aktivnost gena regulira gen regulator (i)
smjeten uzvodno.
OPERATOR
Da bi represorski protein mogao regulirati aktivnost strukturnih gena (z, yi a) mora postojati kontrolni element ili receptorsko mjesto koje se nalaziuzvodno od gena za beta-galaktozidazu. Kontrolni element je zapravoregija koju nazivamo operator ili operatorsko mjesto, a radi se osekvenci DNA na koju se vee represorski protein. Ako je na operatorskommjestu vezan represorski protein to sprijeava vezanje RNA-polimeraze ipoetak transkripcije. Ako je operatorsko mjesto slobodno, transkripcijastrukturnih gena moe zapoeti.
PROMOTOR
Promotorsko mjesto prepoznaje RNA-polimeraza koja zapoinjetranskripciju strukturnih gena.
U odsustvu laktoze razina beta-galaktozidaze u stanici je minimalna, dok uprisustvu laktoze znaajno poraste (1000 puta) jer se inducira prvistrukturni gen lac operona lacZ, a zatim se induciraju i druga dvastrukturna gena (Slika 16.3.a.). U odsustvu laktoze represorski protein
koi transkripciju lac operona, jer sjedi na operatoru i takoonemoguava RNA-polimerazi pristup promotoru (Slika 16.3.b.).
Indukcija lacoperona postie se inaktiviranjem represora, a to se postievezanjem alolaktoze (induktor) za represor. Vezanjem alolaktoze zarepresor dolazi do strukturne promjene represora (alosteriki protein) tese smanjuje njegov afinitet za operatorsku regiju DNA oko 1000 puta.
MUTANTE LacOPERONA
Mutante strukturnih gena operonaz
-
, y
-
i a
-
ne proizvode enzime normalnefunkcije. Istraivanja parcijalnih diploda za strukturne gene pokazala suda je divlji tipz+, y+, a+jai od mutanata.
Konstitutivne mutante su mutante kod kojih su sva tri strukturna genastalno aktivna tj. stalno se sintetiziraju enzimi bez obzira jeli induktor -laktoza prisutna u okoli:
Defektni represori-je mutacija gena iiji produkt ne funkcionira kaonormalni represor. To znai da se takav represor ne moe vezati naoperator i stoga su svi strukturni geni aktivni. Istraivanja parcijalnihdiploida u E. colipokazala su da je divlji tip gena ijai od mutantei-.Postoji jo jedna mutacija i gena koja je jaa oddivljeg tipa. To je super-
http://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch18/lac_induced.htmlhttp://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch18/lac_induced.htmlhttp://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch18/lac_repressed.htmlhttp://www.biostudio.com/d_%20Lac%20Operon%20I%20Lac%20Repressor%20Mutations.htmhttp://www.biostudio.com/d_%20Lac%20Operon%20I%20Lac%20Repressor%20Mutations.htmhttp://www.biostudio.com/d_%20Lac%20Operon%20I%20Lac%20Repressor%20Mutations.htmhttp://www.biostudio.com/d_%20Lac%20Operon%20I%20Lac%20Repressor%20Mutations.htmhttp://www.biostudio.com/d_%20Lac%20Operon%20I%20Lac%20Repressor%20Mutations.htmhttp://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch18/lac_repressed.htmlhttp://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch18/lac_induced.html7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
9/41
represor mutanta iS . Super-represor je stalno vezan na operator pa suprema tome trajno inaktivirani svi strukturni geni tj. nema sinteze enzima.
Mutanta operator gena je oc. Radi se o trajno otvorenom ili konstitutivnomoperatoru to znai da sinteza enzima stalno ide, bez obzira na laktozu. To
je neregulirana, konstitutivna sinteza. Istraivanja parcijalnih diploida zagen opokazala su da je mutanta ocjaa od divljeg tipao+.
16.4. LacOPERON: POZITIVNA REGULACIJA
Lacoperon i neki drugi operoni koji razgrauju eere u bakterijiE.colimogu biti inhibirani prisutnou glukoze kojuE. coliprioritetnorazgrauje. Za to je kljuni proteinCAPkatabolitiki aktivatorski proteinte cikliki AMP(adenozin-monofosfat). U odsustvu glukoze cAMP i CAP suu kompleksu koji se vee za CAP mjestolacpromotora, pri tome izazivazakrivljenje DNA i znaajno poveava afinitet RNA-polimeraze za promotor(Slika 16.4.a). U prisustvu glukoze nema cAMP-a (glukoza inhibira enzimadenilciklazu koja katalizira hidrolizu ATP u cAMP), niti cAMP-CAPkompleksa te je transkripcija Lacoperona znaajno smanjena (Slika16.4.b.). cAMP-CAP kompleks djeluje kao pozitivna kontrola transkripcije,za razliku od represora koji je ukljuen u negativnu kontrolu.Lacoperon je prema tome pod dvostrukom kontrolom: negativnomkontrolom represora i pozitivnom kontrolom kompleksa cAMP-
CAP.
16.5. TrpOPERON: REPRESIVNI SUSTAVREGULACIJE
Bakterija E. colisintetizira triptofan iz prekursora u nekoliko koraka, asvaki korak katalizira specifini enzim. Pet gena kodira sintezu pet enzimapotrebnih za sintezu triptofana, ti su geni smjeteni jedan iza drugoga naDNA i ineTrpoperon.
Kada je triptofan prisutan u stanici u suviku, vee se za represor iaktivira ga. Aktivirani represor vee se za operatorsku regiju i inhibiratranskripciju Trp operona (Slika 16.5.a). U ovom sluaju triptofan djelujekao korepresor.
Ukoliko u stanici nema triptofana, represor je inaktivan te se induciraju svigeni za enzime biosintetskog puta triptofana (Slika 16.5.b.).
16.6. DRUGI TRANSKRIPCIJSKI KONTROLNI
SUSTAVI
http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/c8.18x5a.CAP.jpghttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/operon.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/operon.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/operon.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/operon.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/feedback.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/feedback.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/feedback.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/feedback.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/feedback.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/feedback.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/operon.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/operon.htmhttp://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/c8.18x5a.CAP.jpg7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
10/41
TRANSKRIPCIJSKI FAKTORI
1. U faga T4 transkripcija je kontrolirana posebnim transkripcijskimfaktorima; rani T4 geni imaju promotore ije prepoznavanje ovisi o kappafaktoru stanice domaina.
2.Heat shock proteini stvaraju se kao odgovor na povienu temperaturuu E. coli; ovi proteini tite dalje stanicu od posljedica povienetemperature.
UINKOVITOST PROMOTORA
1. Promotorske sekvence razliitih gena E. colise razlikuju; budui da jeafinitet RNA-polimeraze razliit za razliite sekvence stopa inicijacijetranskripcije varira.
2. Uinkovitiji promotori transkribiraju se sa veom stopom, npr. promotorgena I lacoperona promotor divljeg tipa gena stvara samo jednu mRNA
po ciklusu, dok mutantne promotorske sekvence stvaraju do 50 mRNA postaninom ciklusu to znai da je stopa transkripcije kontroliranaefikasnou promotora za vezanje RNA-polimeraze.
16.7. KONTROLA NA RAZINI TRANSLACIJE
Odnosi se na uinkovitost translacije mRNA. U prokariota jetranslacijska kontrola slabo izraena jer su mRNA nestabilne ikratkoivue molekule. Produkti gena operona razlikuju se u koliini,naime redoslijed gena operona odreuje i koliinu produkta (10:5:2 u lac
operonu). to je gen blii promotoru, prije zapoinje njegova transkripcija,te produkta toga gena ima vie.Postoji i regulirajua RNA molekula (antisense RNA)to je molekulakoja je komplementarna 5 kraju mRNA, pa zbog toga moe sprijeititranslaciju mRNA.Trei mehanizam translacijske kontrole odnosi se naefikasnost vezanjamRNA za ribosom, to ovisi u odreenoj mjeri o nukleotidnoj sekvencina 5 kraju mRNA.Uestalost koritenja nekih kodona (engl. codon usage), zbog prevelikoggenetikog koda, takoer moe sudjelovati u translacijskoj kontroli
proteina budui da se razliite tRNA molekule javljaju u razliitimkoliinama u stanici.
16.8. POSTRANSLACIJSKA KONTROLA
Stanica moe imati i odreenu kontrolu nad funkcioniranjem enzima kojisu alosteriki proteini. Ve je bilo rijei o aktivaciji i deaktivacijirepresora lac operona. Druga vrsta kontrole obuhvaa tzv.povratnu ilifeedback inhibicijuto znai da je krajnji produkt nekog biosintetskogputa ujedno i inhibitor toga puta (trpoperon). Zadnja razina kontrole
odnosi se nabrzinu razgradnje proteina. Predloeno je nekoliko modelarazgradnje proteina koji ukljuuju tzv. pravilo N-kraja i PEST hipotezu.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
11/41
- Pravilo N-kraja proteina govori o tome da aminokiselina koja se nalazi naamino- ili N-kraju proteina predstavlja signal za enzime koji razgraujuproteine te tako kontroliraju duinu njihovog ivota (primjerice 2 min akoje na N-kraju arginin do preko 20 sati ako je na N- kraju Met, Ser, Ala,Thr, Val, Gly).
- PEST hipoteza: razgradnja proteina ovisi o regiji bogatoj sa etiri ak(prolin, glutaminska kiselina, serin i treonin) proteini koji imaju takveregije razgrauju se u manje od dva sata.
16.9. SAETAK
Regulacija ekspresije gena u prokariota uglavnom se odvija na
transkripcijskoj razini.
Poznati sistemi regulacije su: Lacoperon, Trpoperon itd.
Operon - sekvenca gena pod zajednikom transkripcijskom kontrolomistog promotora i operatora.
Za regulaciju ekspresije strukturnih gena operona odgovoran je genregulator I.
U manjoj mjeri regulacija se odvija na translacijskoj i posttranslacijskojrazini.
Regulacija genske ekspresije u eukariota ovisna je o organizacijigenoma odnosno kromatina(Slike 17.1. i 17.2.). Iako su neki osnovni
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
12/41
principi regulacije ekspresije gena zajedniki i prokariotima i eukariotima,u eukariota postoje dodatne razine regulacije zbog sloenosti organizacijegenoma. Budui da je u eukariota DNA pakirana u kromatin,transkripcijska mainerija mora biti sposobna kontrolirati njegovukondenzaciju i dekondenzaciju. Specifina graa eukariotskih gena koji
osim kodirajuih sekvenci (eksona) sadri i nekodirajue (introne)zahtijeva regulaciju ekspresije na posttranskripcijskoj razini. Transkripcijai translacija prostorno su i vremenski odvojeni procesi zbog ogranienostistaninih struktura vlastitim membranama (u jezgri - transkripcija; ucitoplazmi - translacija). Regulacija ekspresije eukariotskih gena je sloenisustav u kojem razliiti elementi (na razliitim mjestima i u razliitomvremenu) ulaze u meusobne interakcije, te zbog interakcije sa staninimokoliem omoguavaju sintezu pravih koliina genskih produkata zafunkcioniranje stanice.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
13/41
Slika 17.1. Shema organizacije ljudskog genoma.
17.1. EKSPRESIJA EUKARIOTSKIH GENA
Regulacija ekspresije eukariotskih gena odvija se na nekoliko razina. Prvarazina regulacije odnosi se na strukturu kromatina i njegovo remodeliranjeu jezgri, a zatim slijedi jo 6 razina regulacije (Slike 17.2.a. i b.).
Slika 17.2.a. Razine regulacije ekspresije eukariotskih gena.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
14/41
Slika 17.2.b Razine regulacije ekspresije eukariotskih gena.
17.2. POVEZANOST KROMATINSKE STRUKTURE I
TRANSKRIPCIJE
Struktura kromatina igra vanu ulogu u regulaciji ekspresije eukariotskih
gena. Normalna struktura kromatina koju ine osnovne jedinicapakiranja,nukleosomi, odrava nisku razinu bazalne transkripcijske aktivnosti.Aktivacija gena zahtijeva remodeliranje strukture kromatina upromotorskim regijama jer nukleosomi sjede povrh promotorskih regijagena koji su inaktivni. Proteinski kompleksi premjetaju te nukleosomeoslobaajui time promotorsku regiju to omoguava aktivaciju gena.Na transkripcijsku aktivnost kromatina utjee modifikacija aminokiselina(metiliranje i acetiliranje i dr.) u histonskim proteinima, a metiliranje DNAtakoer jejedan od vanih mehanizama kontrole transkripcije (osobito ukraljenjaka).
Modifikacije histona
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
15/41
Kovalentne modifikacije HISTONAuzrokuju promjene strukture kromatinato dovodi do: aktivacije gena (npr. acetilacija) ili utiavanja gena.Modifikacije za pojedine aminokiselinske pozicije u histonima obavljajuvisoko specifini enzimi.
Granu genetike koja objanjava promjene u ekspresiji gena koje nisurezultat promjene DNA sekvence nazivamoEPIGENETIKA(epigeneza+genetika).
17.3. METILACIJA DNA
Modifikacija kromatina i aktivnost gena moe se povezati sa stupnjemmetilacije DNA. DNA se metilira na citozinskim ostacima koji prethodegvaninima u polinukleotidnom lancu (CpGdinukleotidi).Metiliranjeinhibira transkripciju gena. Geni koji su uvijek aktivni nisu metilirani.
Metilacija ne sprjeava replikaciju molekule DNA.Odravanje nekog uzorka metilacije iz jedne generacije stanica u drugurezultat je aktivnosti enzima metiltransferaze(Slika 17.3.). MetiliranjeDNA vano je u kontroli ekspresije nekih gena aktivnih tijekomembrionalnog razvitka sisavaca. To nazivamogenomskiutisak(engl. genomic imprinting): utisnuti geni (utiani, metilirani)metiliraju se tijekom spermatogeneze ili oogeneze pa ekspresija tih genaovisi o tome jesu li naslijeeni od oca ili od majke.U vinske muice i kvasca nema metilacije DNA.
Dodavanjem metilne skupine na 5C atom citozina nastaje 5-metilcitozin.
HIPOMETILACIJAje povezana s aktivnou gena (promotorske regije,aktivni geni, housekeeping geni).HIPERMETILACIJAje povezana sasupresijom aktivnosti gena.DEMETILACIJA- faktor selektivne aktivacije gena tijekom staninediferencijacije.
http://www.google.hr/imgres?imgurl=http://www.imt.uni-marburg.de/bauer/images/fig4.jpg&imgrefurl=http://www.imt.uni-marburg.de/bauer/research.html&usg=___ecVoSt4Z5Mgrg_AKQPlgSp_xLs=&h=383&w=510&sz=23&hl=hr&start=0&zoom=1&tbnid=D2hQBW4qs7eD8M:&tbnh=165&tbnw=220&prev=/images%3Fq%3Dhistone%2Bmodification%26hl%3Dhr%26biw%3D1242%26bih%3D822%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1&itbs=1&iact=hc&vpx=539&vpy=521&dur=3988&hovh=194&hovw=259&tx=108&ty=147&ei=ZNjPTMG7AYOCOu3_nNwE&oei=ZNjPTMG7AYOCOu3_nNwE&esq=1&page=1&ndsp=20&ved=1t:429,r:17,s:0http://www.google.hr/imgres?imgurl=http://www.imt.uni-marburg.de/bauer/images/fig4.jpg&imgrefurl=http://www.imt.uni-marburg.de/bauer/research.html&usg=___ecVoSt4Z5Mgrg_AKQPlgSp_xLs=&h=383&w=510&sz=23&hl=hr&start=0&zoom=1&tbnid=D2hQBW4qs7eD8M:&tbnh=165&tbnw=220&prev=/images%3Fq%3Dhistone%2Bmodification%26hl%3Dhr%26biw%3D1242%26bih%3D822%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1&itbs=1&iact=hc&vpx=539&vpy=521&dur=3988&hovh=194&hovw=259&tx=108&ty=147&ei=ZNjPTMG7AYOCOu3_nNwE&oei=ZNjPTMG7AYOCOu3_nNwE&esq=1&page=1&ndsp=20&ved=1t:429,r:17,s:0http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/http://www-medchem.ch.cam.ac.uk/lab_rotations/murrell.phphttp://www-medchem.ch.cam.ac.uk/lab_rotations/murrell.phphttp://www-medchem.ch.cam.ac.uk/lab_rotations/murrell.phphttp://www-medchem.ch.cam.ac.uk/lab_rotations/murrell.phphttp://www-medchem.ch.cam.ac.uk/lab_rotations/murrell.phphttp://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/http://www.google.hr/imgres?imgurl=http://www.imt.uni-marburg.de/bauer/images/fig4.jpg&imgrefurl=http://www.imt.uni-marburg.de/bauer/research.html&usg=___ecVoSt4Z5Mgrg_AKQPlgSp_xLs=&h=383&w=510&sz=23&hl=hr&start=0&zoom=1&tbnid=D2hQBW4qs7eD8M:&tbnh=165&tbnw=220&prev=/images%3Fq%3Dhistone%2Bmodification%26hl%3Dhr%26biw%3D1242%26bih%3D822%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1&itbs=1&iact=hc&vpx=539&vpy=521&dur=3988&hovh=194&hovw=259&tx=108&ty=147&ei=ZNjPTMG7AYOCOu3_nNwE&oei=ZNjPTMG7AYOCOu3_nNwE&esq=1&page=1&ndsp=20&ved=1t:429,r:17,s:07/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
16/41
Slika 17.3. Odravanje istog uzorka metilacije nakon replikacijezahvaljujui enzimu metiltransferazi.
Neke kemikalije koje sprjeavaju metilaciju mogu probuditi prethodnouspavane gene, to je npr. 5-azacitidin. Geni koji su inaktiviranimetilacijom mogu se uz pomo 5-azacitidina ponovno aktivirati.Z DNA je stabilizirana upravo metilacijom; CG sekvence se pretvaraju ustabilnu Z strukturu metilacijom to blokira transkripciju(http://en.wikipedia.org/wiki/File:A-DNA,_B-DNA_and_Z-DNA.png).
17.4. GENOMSKI UTISAK
Spermij i jajna stanica nose kromosome koji su razliitog genomskogutiska (imprintinga).Ako je gen utisnut on je metiliran tj.inaktivan. Prema toj hipotezi isti alel moe imati razliiti fenotipski uinakovisno o majinom ili oevom utisku (Slika 17.4. i 17.5.). U svakoj segeneraciji tijekom gametogeneze stari utisak brie te su svi kromosominanovo utisnuti toovisi o spolu jedinke.Osnova genomskog utiska jemetilacija DNA.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:A-DNA,_B-DNA_and_Z-DNA.pnghttp://en.wikipedia.org/wiki/File:A-DNA,_B-DNA_and_Z-DNA.pnghttp://en.wikipedia.org/wiki/File:A-DNA,_B-DNA_and_Z-DNA.png7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
17/41
Slika 17.4. Razliiti su geni epigenetiki utiani u spermalnim ijajnim stanicama (preuzeto
s:http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/index.html).
UTISAK NA RAZINI KROMOSOMAvidljiv je u obliku dva sindromaija je molekularna osnova ista (delecija q kraka kromosoma15;http://www.mgm.ufl.edu/faculty/Ddriscoll.htm), ali ekspresija ovisi dali se nasljeuje od majke ili od oca (Slika 17.5.).
http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/index.htmlhttp://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/index.htmlhttp://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/index.htmlhttp://www.mgm.ufl.edu/faculty/Ddriscoll.htmhttp://www.mgm.ufl.edu/faculty/Ddriscoll.htmhttp://www.mgm.ufl.edu/faculty/Ddriscoll.htmhttp://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/index.htmlhttp://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/imprinting/index.html7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
18/41
Slika 17.5.a. Prader-Willi sindrom nastaje zbog delecije oevog, ainaktivacije majinog gena na 15. kromosomu. Sindromkarakterizira: nizak rast, pretilost, male ake i stopala,
hipogonadizam i mentalna retardacija.
Slika 17.5.b. Angelman sindrom nastaje zbog delecije majinog, ainaktivacije oevog gena na 15. kromosomu. Sindrom
karakterizira: zastoj u razvitku, potekoe u govoru, mentalnaretardacija i prenaglaeni smijeh ("happy puppet syndrome").
17.5. TRANSPOZONI
Preraspodjela DNA u genomu moe izazvati promjenu u ekspresiji
gena. Barbara McClintock je 1940-tih otkrila transpozone u kukuruza (Ac-Ds sistem; Nobelova nagrada 1983.); transpozoni u prokariota otkriveni
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
19/41
su 1967. Transpozoni obuhvaaju sljedove nukleotida koji mogu mijenjatimjesta u genomu; nazivamo ih jo ipokretni genetiki elementi. Ueukariota su obino raspreni du kromosoma te spadaju u rasprenuponavljajuu DNA. Ako se transpozon ubaci unutar gena on moeporemetiti njegovu ekspresiju. Dobar primjer je ubacivanje transpozona
unutar gena za boju cvijeta (Slika 17.6.a.). Stanice u obojanom dijelucvijeta u genu za boju nemaju ubaeni trasnpozon, dok bijeli dio cvijetaine stanice u kojima je zbog umetanja transpozona poremeenaekspresija gena pa nema sinteze pigmenta (Slika 17.6.b.).S obzirom na nain premjetanjau genomu dijelimo ih na transpozonei retrotranspozone.DNA transpozoni se premjetaju izrezivanjem iz jednog mjesta iugradnjom u drugo mjesto cut/paste mehanizmom, uz pomo enzimatranspozaze kojega kodira transpozon (Slika 17.7.a.).Retrotranspozoni se premjetaju uz pomo RNA intermedijera koji se uz
pomo enzima reverzne transkriptaze (gen retrotranspozona)prepisuje uDNA i ugrauje na neko drugo mjesto (mehanizam "copy/paste"; slika17.7.b.).
Slika 17.7.a. DNA transpozoni - premjetaju se u obliku DNA,cut/paste mehanizmom uz pomo enzima transpozaze.
http://www.anselm.edu/homepage/jpitocch/genbio/transposons.JPGhttp://www.anselm.edu/homepage/jpitocch/genbio/transposons.JPGhttp://www.pnas.org/content/96/2/F1.medium.gifhttp://www.pnas.org/content/96/2/F1.medium.gifhttp://www.anselm.edu/homepage/jpitocch/genbio/transposons.JPG7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
20/41
Slika 17.7.b. Retrotranspozoni se premjetaju uz pomo RNAintermedijera: DNA RNA DNA.
17.6. REGULACIJA NA RAZINITRANSKRIPCIJE (Slike 17.8.a. i b.)
Sinteza mRNA zapoinje s RNA polimerazom koja djeluje zajedno sbrojnim proteinima (transkripcijski faktori) na promotoru. Polimeraza itranskripcijski faktori veu se za specifine sekvence unutar promotora. Ueukariota se dodatni transkripcijski faktori veu selektivno na drugeregulatorne elemente ukljuujui i tzv. regije pojaivae (enhancers)DNA. Oni mogu biti udaljeni i do 10.000 nukleotida uzvodno od promotorai kodirajue sekvence, a mogu pojaati stopu transkripcije i do 200 puta.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
21/41
Slika 17.8. a. i b. Regulacija transkripcije odvija se uz pomotranskripcijskih faktora i pojaivakih regija DNA.
17.7. POSTTRANSKRIPCIJSKA REGULACIJA
Ukljuujesintezu mRNA, njezinoprocesiranje i transport ucitoplazmu(Slika 17.9.). Trankripcijom nastaje primarni transkript izkojega se izrezuju intronske regije, a zatim se eksoni spajaju i zatiujukrajevi molekule (5' kraj - GTP glava; 3' kraj - poliA rep) mRNA. ivotnivijek mRNA molekuleu citoplazmi je takoer vaan faktor kontroleproteinske sinteze. mRNA molekule eukariota mogu "ivjeti" satima,
danima ili tjednima (ovisno o duljini poli-A repa: od 20-200 adenilnihostataka). Ako se dvije molekule mRNA razlikuju u brzini kojom ihrazgrauju enzimi u citoplazmi, one se razlikuju i u tome koliko dugosvaka kontrolira sintezu proteina.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
22/41
Slika 17.9. Posttranskripcijska kontrola; RNA procesiranje.
17.8. TRANSLACIJSKA I POSTTRANSLACIJSKA
KONTROLA
Translaciju u eukariota kontroliraju proteinski faktori kao tosu inicijacijski faktori. Mnogobrojni kontrolni mehanizmi translacijedjeluju tako da blokiraju inicijaciju translacije vezanjem regulatornihproteina na 5' kraj mRNA ime je onemogueno vezanje male podjedinice
ribosoma.
Nakon to translacija zavri esto senovosintetizirani polipeptidimorajumodificiratida bi nastao aktivniprodukt. Primjerice inzulin se prvo sintetizira kao jedan polipeptidni lanac,a postaje aktivan tek kada enzim izree sredinji dio lanca te ostanu 2polipeptida koji se povezuju disulfidnim mostovima.
Mnogi se polipeptidi modificiraju dodatkom kemijskih grupa npr. eera(glikozilacija) da bi postali aktivni. Takoer neki signalni mehanizmi
potrebni su da proteini dou do mjesta svoje funkcije.
http://www.google.hr/imgres?q=glycosylation&hl=hr&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&channel=np&biw=1280&bih=885&tbm=isch&tbnid=YLE8MA0NXDgMtM:&imgrefurl=http://www.appliedstemcell.com/product/detail/156&docid=1mQTRFC24ox2GM&imgurl=http://www.appliedstemcell.com/userfiles/images/glycosylation.jpg&w=888&h=484&ei=YSqET6qTB8jitQat-by6Bg&zoom=1&iact=rc&dur=514&sig=117191131349899474724&page=1&tbnh=108&tbnw=199&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:6,s:0,i:76&tx=122&ty=66http://www.google.hr/imgres?q=glycosylation&hl=hr&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&channel=np&biw=1280&bih=885&tbm=isch&tbnid=YLE8MA0NXDgMtM:&imgrefurl=http://www.appliedstemcell.com/product/detail/156&docid=1mQTRFC24ox2GM&imgurl=http://www.appliedstemcell.com/userfiles/images/glycosylation.jpg&w=888&h=484&ei=YSqET6qTB8jitQat-by6Bg&zoom=1&iact=rc&dur=514&sig=117191131349899474724&page=1&tbnh=108&tbnw=199&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:6,s:0,i:76&tx=122&ty=667/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
23/41
17.9. POREMEENA REGULACIJA STANINEDIOBE - RAK
Stanice raka imaju poremeenu regulaciju stanine diobetouzrokuje abnormalnu proliferaciju stanica i rast tvorevina koje nazivamotumorima (novotvorevine, neoplazme).Tumor nastaje od jedne stanice,dakle ima monoklonsko porijeklo.Preobrazbu normalne stanice u tumorsku stanicu nazivamotransformacija.Kada se normalna stanica transformira u tumorsku, ona ponovno ulazi ustanini ciklus te diobama nastanu milijarde promijenjenih stanica od kojihje graen tumor. Nekontrolirani rast je samo jedna od znaajkitransformirane tumorske stanice; tumorske stanice su besmrtne i mogu sebeskonano dijeliti u kulturi(http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/gimzewski/nnano2.html).
Karakteristike rasta normalnih i tumorskih stanica:
Normalne stanice
kontrolirani rast kontaktna inhibicija
stanice rastu u jednom sloju diferencirane stanice
Tumorske stanice
nekontrolirani rast nema kontaktne inhibicije stanice rastu u vie slojeva nediferencirane stanice abnormalne jezgre
Tumori najee nastaju zbogmutacija(mutacijska teorija: tokaste ikromosomske mutacije uzrokuju rak) ali mogu biti inducirani i virusniminfekcijama.Rak nastaje zbog abnormalne ekspresije gena koji reguliraju rast i diobustanica. Dvije vrste gena koji sudjeluju u kontroli staninog rasta i diobemogu mutacijama uzrokovati rak. To su proto-onkogeni i tumor-supresorski geni.Proto-onkogenisu geni koji kontroliraju stanini rast i diferencijaciju(tirozinske kinaze, faktori rasta, GTP-vezajui proteini, DNA-vezajuiproteini). Proto-onkogene imaju svi kraljenjaci, a naeni su i u vinskemuice. Ako ti geni mutiraju te time zaobiu normalne kontrolne
http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/gimzewski/nnano2.htmlhttp://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/gimzewski/nnano2.html7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
24/41
mehanizme i postaju visoko aktivni nazivamo ihonkogenima(Slika17.10.).Zraenja, kemijske tvari i virusi (v-onc) mogu aktivirati onkogene:npr. ras proto-onkogen postaje onkogen mutacijom, c-mycproto-onkogenpostaje onkogen zbog reciprone translokacije (8/14, Burkitt-ov limfom,
slika 17.11.; kronina mijeloidna leukemija nastaje recipronomtranslokacijom 9/22 itd.).
Slika 17.10. Proto-onkogeni postaju onkogeni: translokacijom ilitranspozicijom (1); amplifikacijom (2); tokastom mutacijom (3).
Slika 17.11. Burkitt-ov limfom posljedica je recipronetranslokacije 8/14
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
25/41
(preuzetos:http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/B/Bu
rkittLymphoma.html).
TUMOR-SUPRESORSKI GENI
Nazivamo ih jo ianti-onkogeni, jer suprimiraju maligni rast stanica. Tosu geni koji odravaju staninu diobu na normalnoj razini. Gubitakili mutacija tih gena uzrokuju poremeaj stanine diobe. Prvi izoliranitumor-supresorski gen bio je gen za retinoblastom oblik raka mrenice.Najpoznatiji tumor-supresorski gen, koji se nalazi na kromosomu 17,jep53iji je produkt protein od 53 kilodaltona. Taj je protein staniniuvar rasta i diobe. Mutacija tog gena je najea mutacija u razliitimtumorima (u oko 50% svih tumora). Genp53je u zdravih osoba uinaktivnom stanju, a aktivira se kada za njim postoji potreba; p53 jetranskripcisjki faktor koji se vee za promotore najmanje 8 gena tepojaava njihovu transkripciju.Neke mutacije proto-onkogena i tumor-supresorskih gena su nasljedne todaje predispoziciju za nastanak nekih vrsta raka.
17.10. SAETAK
Struktura kromatina igra vanu ulogu u regulaciji ekspresije eukariotskihgena.
Regulacija ekspresije gena odvija se u jezgri (remodeliranje strukturekromatina; metilacija DNA; amplifikacija gena; transpozoni iretrotranspozoni; transkripcija; RNA procesiranje) i u citoplazmi(translacijska i posttranslacijska kontrola).
U prokariota je glavna regulacija ekspresije gena na razini transkripcije:model operona.
U eukariota regulacija ekspresije gena odvija se na vie razina a ovisi oorganizaciji genoma odnosno kromatina.
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/B/BurkittLymphoma.htmlhttp://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/B/BurkittLymphoma.htmlhttp://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/B/BurkittLymphoma.htmlhttp://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/B/BurkittLymphoma.htmlhttp://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/B/BurkittLymphoma.html7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
26/41
Rak nastaje zbog poremeaja u kontroli stanine diobe: aktivacijaonkogena i gubitak aktivnosti tumor-supresorskih gena.
Genetsko savetovanje
o Jean o najznaajnijih viova prevencije u meicinskoj genetici o Termin genetsko
savetovanje ili konsultacija uveo je Harper 1981. ali taj termin nije aekvatan jer struno lice
ne aje savet, na roiteljima je a onesu oluku, ono samo prua genetsku informaciju o
u rodoslovu poremedaje morfogeneze, odstupanje u rastu i razvoju, nedovoljnu mentalnu
ko kojih postoji ponavljanje spontanih pobaaja ili mrtvoroenja, sterilitet
hemikalija, infekcija ili zraenja o Faze genetikog savetovanja:
1. postavljane tane ijagnoze probana (na osnovu anamneze sa poroinom
istorijom bolesti, rooslovnog stabla, klinikog i laboratorijskog ispitivanja;
anamneza podrazumeva saznavanja godina suprunika, zanimanja,
informacija o prethonim trunoama kao i saanjoj) 2. procena rizika (na
osnovu principa menelijanskog i multifaktorskog naina nasleivanja; potomsaoptavanje svih informacija i rizika ok buui roitelji ne buu potpuno
svesni situacije) 3. komunikacija (savetoavac aje informaciju, a prima elje i
strahove branog para; najbitnija je istina) 4. iskusija o mogunostima (nee
savetoavac ve onaj koji prima informaciju iveti sa posleicama; mogunost
prenatalne dijagnostike) 5. ugotrajni kontakt i porka
MUTACIJE I MUTAGENEZA
Genetika jenauka o nasljednosti. Osnovna pitanja genetike ukljuuju: fenomennasljea, molekularnu prirodu genskog materijala, naine na koji geni kontrolirajumetabolizam i razvoj, distribucija i ponaanje gena u populacijama. Glavne granegenetike: KLASINA (transmisijska) genetika, MOLEKULARNA genetika
prouava strukturu i funkciju gena na molekularnoj razini, POPULACIJSKAgenetika prouava ponaanje gena u populaciji, CITOGENETIKA prouavanasljednost na nivou kromozoma i ostalih staninih organela, KVANTITATIVNAgenetika.
U svakoj modernoj ivoj eliji na svijetu se nalazi centralni kontrolni sistem, zapisna osnovu koga elija funkcionie, na osnovu koga se razmnoava, i koji kontrolienjeno ponaanje. Ovaj kontrolni sistem se sastoji od DNK,deoksiribonukleninskekiseline.
http://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htm7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
27/41
DNKsadri informacije u vidu nizova baza: adenozina, timina, guanina i citozina,koji se najee oznaavaju skraeno kao A, T, G i C. Nizovi ove etiri baze inegenetski kod, na osnovu koga ivot funkcionie. Ovaj kod, kada se napie slovima,obino izgleda kao dugaak, besmislen niz slova: ATGCCTAAATCTG...GENI su nosioci nasljednih svojstava. Onis su dio molekule DNA u smjeru 3-5.To je nasljedni materijal koji se prenosi od generacije na generaciju. Smjetenisu u hromozomima u tzv. GEN-LOKUSIMA. Svaki gen u okviru DNK sadriinformaciju o jednom odreenom proteinu. Proteini nastaju na osnovu gena, i genidjeluju tek kroz proteine napravljene na osnovu njih. Gen da bi doao od DNA do
proteina mora proi procese transkripcije i translacije. Zadnja tri slova, UAG, inetzv. stop kodon, koji daje signal ribozomu da na tom mjestu treba da prestane sa
daljom sintezom proteina.
http://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/BIOLOGIJA/Dezoksiribonukleinske-kiseline.htm7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
28/41
Primjer jednog lanca: AUG GUG CCU AAU AUU AGC UAG
Met Val Pro Asn Ile Ser Stop
Kao to moete vidjeti iz gornje tabele, neke aminokiseline su kodirane samojednim kodom (recimo, UGG je jedini kod za triptofan), ali veina ima tri, etiri, ilivie kodova. Leucin, najea aminokiselina, ima ak est razliitih kodova.
Mutacija
Mutacija je promjena nasljedne informacije jednog organizma uzrokovane
promjenom redoslijeda heterociklinih baza ili broja hromozoma, koja nijeuzrokovana segregacijom ili rekombinacijom. Mutacijom dolazi do promjenenasljedne informacije DNK i kao posljedica toga mogu se pojaviti promjene u
pojedinanim obiljejima.Mutacije su promjene u genetskom kodu, do kojih moedoi na mnoge naine. Svaki put kada se elija dijeli, recimo, DNK mora bitiiskopirana u dvije kopije, po jedna kopija za svaku novu eliju. Mada je ovokopiranje veoma precizno, ono ipak nije savreno otprilike na svakih milijardutano iskopiranih baza, jedna biva pogreno prenesena. Drugi izvor su oteenja naDNK, do kojih moe doi spontano kroz normalan ivot elije, ili kroz spoljneotrove ili negativne uticaje (ultraljubiasto zraenje, na primjer). Kroz evoluciju,elije su razvile veoma kompleksan sistem za popravku promena na DNK, aliovisistemi ne samo to imaju ogranienja, ve ponekad i sami izazovu dodatne greke.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
29/41
Genska mutacija
Podjela po mutacije nasljednosti
Somatske mutacije sumutacije koje mogu zahvatiti sve elije osim gameta. Stogaimaju odraz na elije organizma u kojima se deavaju. Ovakve mutacije nisunasljedne. Kada se somatske mutacije pojavljuju pojedinano, uzrokuju slabe ilinikakve posljedice. Ako se one pospjeuju nekim mutagenima, kao to suenergetska zraenja, mogu postati vrlo opasne. Tako se izmeu ostalog mogunormalne elije preobraziti u elije raka. I pri starenju svakog organizma somatskemutacije igraju veliku ulogu.Gametske mutacije sumutacije koje se preko gameta prenose na potomstvo.Zahvataju jajne elije ili spermatozoide i prenose se putem diobe elija na sve
ostale elije organizma nastajueg organizma. Ove mutacije su vrlo znaajne zaevoluciju jer se prenose s generacije na generaciju.
Podjela po promjenljivosti
Genske mutacije zahvataju samo pojedinane gene po emu su i dobile naziv. Onenisu vidljive pod mikroskopom. Obino se dijele na autosomne i heterosomnegenske mutacije s obzirom na kojim se hromozomu nalazi mutirani gen.
Genske ili tokaste mutacije su promjene unutar jednog gena. Promjena unutarjednog gen moe dovesti do promjene redoslijeda aminokiselina u proteinu, a to
moe promijeniti funkcioniranje tog proteina a time i strukturu i funkcionirnjeitavog organizma. Podijela genskih mutacija: SPONTANE I INDUCIRANE.Spontane mutacije nastaju zbog greaka u replikaciji DNA(uzrokbioloki procesi).Inducirane mutacijeuzrok fiziki i kemijski imbenici (uzrokuju oteenjamolekule DNA, a popravak oteene molekule moe dovesti do mutacija). Uzroci genske mutacije su:
Fiziki uzronicirazliita zraenja.Kemijski uzronicirazliiti organski i anorganski spojevi.Veliina genato je gen vei, vea je mogunost za mutaciju.
Genotip
Temperatura(u vinske muice je stopa mutacija na 27 C 2-3X vea nego na 17
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
30/41
C).
StarenjeMutageni
Samesense ili istovijetna mutacija kada zamjenom baza u DNA tripletu ne
mijenja se raspored aminokiselina u polipeptidu.
Missense ili pogrena mutacijadovodi do ugradnje druge amninokiseline upolipeptidni lanac.Nonsense ili besmislena mutacijakada se npr.supstitucijom promjeni triplet za
aminokiselinu u ifru za svretak translacije. Frameshift mutacija - kada adicijomili delecijom dolazi do promjene (pomaka) u okviru itanja genske ifre na tripletu. Posljedice genske mutacije:
a)dobre- evolucijski napredak, varijabilnosti u ivih bia, bez alternativnih oblikagena nastalih mutacijom genetiari ne bi mogli odrediti koje su karakteristike
organizma genetiki kontrolirane.b) loebenigne mutacijerazlike u boji oiju , kose, osobina linosti,patogeni efektpojava bolesti ili ak smrti.c)tihe mutacijene oituju se u fenotipu.
Hromozomske mutacije zahvataju hromozome i vidljive su pod mikroskopom.
Razlikujemo numerike hromozomske mutacije, ukoliko je dolo do numerikehromozomske mutacije, i strukturne hromozomske mutacije, koje se odnose na
strukturu hromozoma. Ukoliko izostane jedan dio hromozoma, govorimo o deleciji,
a ako se jedan dio udvostrui, o duplikaciji. Ako dva dijela hromozoma zamijenesvoja mjesta, radi se u translokaciji.
Hromozomska mutacija sprastih eritrocita
Kromozomske mutacije su velike promjene u genomuosnovnom haploidnomsetu kromozoma koji se nalazi u gametama (spolnim stanicama). Obuhvaaju
promjenu broja ili promjenu strukture kromozoma.
Humani kariotip se sastoji od 23 kromozomska para (22 para autosoma i 1 parspolnih kromozoma) te ga moemo nazvati hromozomskom osobnom kartom jer
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
31/41
nam daje prikaz svih 46 ljudskih hromozoma u kojima je zapakirano cijeloljudsko nasljee. Ti hromozomski parovi su razliitih veliina i imaju razliit
poloaj centromera.
Kariotip muke osobe
Strukturne promjene hromozoma (hromozomske aberacije)
Nastaju zbog pogreaka tijekom krosingovera ili zbog loma hromozoma.
Hromozomi se mogu lomiti spontano ili zbog djelovanja poznatih (npr.virusnazaraza) ili nepoznatih uzroka. Hromozomske aberacije pojavljuju se dosta esto;kod otprilike jednog od svakih 500 novoroenadi.Delecijaje gubitak hromozomskog segmenta kao posljedica loma hromozoma.
Javljaju se razliite nepravilnosti ovisno o veliini i vanosti dijela hromozoma kojinedostaje. Delecije su obino smrtonosne za gamete ivotinja i ovjeka.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
32/41
Duplikacije
Nastaju kada je neki gen udvostruen, odnosno javlja se vie od dva puta udiploida. Posljedica su greaka tijekom krosingovera. Manje su tetne od delecija
jer nema gubitka nasljedne tvari.
Inverzije
Nastaju tako to se isti hromozom prelomi na dva mjesta, taj se segmet rotira za180 te se opet privrsti. Kod inverzije nema duplikacije niti gubitka nasljednetvari, no zbog obrnutog rasporeda gena homologni hromozomi se ne mogu sparitiitavom svojom duljinom. Inverzija moe ali ne mora imati neeljene posljedice.Moe uzrokovati poremeaje kao to su teka mentalna zaostalost,mala glava(mikrocefalija), priroene srane mane i druge vee razvojne mane.
Translokacije
Nastaju kada se sa dva razliita hromozoma odlome dva segmenta koja zatimzamijene svoje poloaje. Moe se pojaviti spontano u vrijeme zaea ili se moenaslijediti i prenositi kroz narataje.
Promjene broja hromozoma
Promjena broja hromozoma moe zahvaati sve hromozome u hromozomskom setueuploidija, ili samo pojedine hromozomeaneuploidija. Neka stanica moeimati manjak hromozoma dok ih druga moe imati previe. Monoploidi (haploidi)
organizmi koji imaju jedan set hromozoma Poliploidiorganizmi s tri ili viesetova hromozoma. Aneuploidija moe nastati nepravilnim razdvajanjemhromozoma tijekom mejoze poliploida. Najee zahvaa 13., 18. i 21. hromozom.
Najpoznatije bolesti uzrokovane aneuploidijom autosoma su:Downov sindrom,
Edwardov sindrom i Patauov sindrom.
Downov sindrom - Trisomija 21. hromozoma, G21
Javlja se kod 1 od oko 700 novoroenadi (najei autosomni poremeaj). 93%
sluajevaDownovog sindromanastaje zbog nerazdvajanja u mejozi. Osobe ive uprosjeku oko 18 god., mentalno su retardirane i imaju odreene fizike osobine:
http://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htmhttp://www.besplatniseminarskiradovi.com/MEDICINA/Daunov-sindrom.htm7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
33/41
mongoloidno postavljene oi, niski rast, iroka i kratka lubanja,nabor koe ustranjem dijelu vrata, zdepasti udovi.
Edwardov sindrom - Trisomija 18. hromozoma
Javlja se kod 1 od oko 5000 poroda. Veinom zahvaa enski spol. Osobe sumentalno retardirane, izgledaju poput patuljaka s malim nosom i ustima te
abnormalnim ukama. Mortalitet 80-90% do druge godine ivota.
Patauov sindrom - Trisomija 13. hromozoma
Javlja se kod 1 od oko 5000 poroda. Osobe su jako mentalno retardirane, javljaju se
razne bolesti. Smrtnost je velika u 1. godini ivota.
Turnerov sindrom 44+XO
Jedina monosomija koja u ovjeka preivljava. Osobe su enskog spola, niskograsta, nemaju jajnike pa su spolno nezrele i sterilne, imaju neto snien IQ.Poremeaj nastaje zbog greke u oevoj mejozi.
Klinefelterov sindrom 44+XXY
Osobe su mukog spola (zbog Y hromozoma). Nakon puberteta razvijaju im sesekundarne enske spolne karakteristike, sterilni su, imaju snien IQ.
Literatura
Miroslav Radman - Molekularna biologija i genetika Znanstvenik
Dumanovi, J, Marinkovi, D, Deni, M: Genetiki renik, Beograd, 1985. vob, T. i sradnici: Osnovi ope i humane genetike, kolska knjiga, Zagreb, 1990.
Dupliranje gena ,
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
34/41
ema hromozoma pre i posle dupliranja
Genska duplikacija(hromozomska duplikacijaili genska amplifikacija) je svaka duplikacija
regionaDNKkoji sadrigene.Ona se moe javiti kao greka uhomolognoj rekombinaciji,retrotranspozicija,
ili duplikacija celokupnog hromozoma.[1]
Druga kopija gena esto nije izloena pritisku selekcije. Drugim
reima njene mutacije nemaju tetan uticaj na organizam domaina. It tog razloga ona akumulira mutacije
bre od funkcionalnog gena tokom generacija jednog organizma.
Duplikacija je suprotan procesdeleciji.Duplikacija se javlja kao posledicaneravnomernog krosing-overa,
koji se javlja tokommejozeizmeu neporavnatih homolognih hromozoma. Verovatnoa pojave duplikacija
je funkcija udela zajednikih ponavljajuih elemenata izmeu dva hromozoma. Proizvodi ove rekombinacije
su duplikacija na mestu razmene i reciprona delecija
Genske mutacije
Genske mutacijesu promene redosleda i sastava nukleotida u DNK koje se trajno zadravaju i
prenose u narednu generaciju elija.
Varijabilnosti jedinki u populaciji najvie doprinose mutacije. To su nagle nasledne promene koje mogu
zahvatiti:
cele hromozome -hromozomske aberacijekoje mogu biti promene u broju ili grai hromozoma;
samo pojedine gene ( genske ili takaste mutacije).
http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%9D%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BDhttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BDhttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BDhttp://sr.wikipedia.org/wiki/Homologna_rekombinacijahttp://sr.wikipedia.org/wiki/Homologna_rekombinacijahttp://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Retrotranspozon&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Retrotranspozon&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Retrotranspozon&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/sr/Dupliranje_gena#note-Zhang_2003-1http://sr.wikipedia.org/sr/Dupliranje_gena#note-Zhang_2003-1http://sr.wikipedia.org/sr/Dupliranje_gena#note-Zhang_2003-1http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Neravnomernog_krosing-over&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Neravnomernog_krosing-over&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Neravnomernog_krosing-over&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%98%D0%BE%D0%B7%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%98%D0%BE%D0%B7%D0%B0http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%98%D0%BE%D0%B7%D0%B0http://www.bionet-skola.com/w/Hromozomske_aberacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Hromozomske_aberacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Hromozomske_aberacijehttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%B0:Gene-duplication.pnghttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%B0:Gene-duplication.pnghttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%B0:Gene-duplication.pnghttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%B0:Gene-duplication.pnghttp://www.bionet-skola.com/w/Hromozomske_aberacijehttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%98%D0%BE%D0%B7%D0%B0http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Neravnomernog_krosing-over&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/sr/Dupliranje_gena#note-Zhang_2003-1http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Retrotranspozon&action=edit&redlink=1http://sr.wikipedia.org/wiki/Homologna_rekombinacijahttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BDhttp://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%9D%D0%9A7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
35/41
Saraj
[sakrij]
1 Vrste mutacija
o 1.1 Spontane i indukovane mutacije
o 1.2 Somatske i germinativne mutacije
o 1.3 Direktne i povratne mutacije
o 1.4 Podela prema dejstvu na fenotip
2 Genetika osnova mutacija
o 2.1 Supstitucije
o 2.2 Delecije i insercije
3 Vruda mesta mutacija
4 Literatura
Vrste mutacija
Spontane i indukovane mutacije
Mutacije se dogaaju u svim organizmima i elijama, kao rezultat njihovog normalnog rada u
saglasnosti sa ivotnom sredinom. Takve mutacije se nazivaju spontane i uzrok njihovog postanka nije
poznat. Za razliku od njih, mutacije koje izaziva neki poznati faktor spoljanje sredine su indukovane
mutacije.
Faktori koji dovode do mutacija nazivaju semutageni.To mogu da budu:
hemijski,
fiziki ili
bioloki faktori .
Somatske i germinativne mutacije
Promene gena u telesnim (somatskim) elijama su somatske mutacije. Somatska mutacija se moe
ispoljiti na fenotipu osobe u kojoj je nastala, ali se ne prenosi na potomstvo zato to nije nastala u
polnim elijama. Osobe koje imaju somatsku mutaciju su genetiki mozaici zato tose kod njih
obrazuju dve grupe elija. Jedna grupa elija nastaje mitozama mutirane elije, a druga mitozama
elije koja nije mutirala (normalna elija). Primer za mozaicizam je da jedna osoba u duici oka moe
imati i plavo i smee polje ili ak jedno plavo, a drugo smee oko.
Promene gena u polnim elijama su germinativne mutacije i one se prenose na potomstvo.
Direktne i povratne mutacije
Promene divljeg ili normalnog gena (gen koji je iroko rasprostranjen u prirodi) u oblik koji dovodi do
novog fenotipa je direktna mutacija. Mutacije mogu biti povratne, odnosno izmenjeni gen se moevratiti u prvobitno stanje. Uestalost povratnih mutacija je manja od uestalosti direktnih mutacija.
http://toggletoc%28%29/http://toggletoc%28%29/http://toggletoc%28%29/http://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vrste_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vrste_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Spontane_i_indukovane_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Spontane_i_indukovane_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Somatske_i_germinativne_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Somatske_i_germinativne_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Direktne_i_povratne_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Direktne_i_povratne_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Podela_prema_dejstvu_na_fenotiphttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Podela_prema_dejstvu_na_fenotiphttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Geneti.C4.8Dka_osnova_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Geneti.C4.8Dka_osnova_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Geneti.C4.8Dka_osnova_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Geneti.C4.8Dka_osnova_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Supstitucijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Supstitucijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Delecije_i_insercijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Delecije_i_insercijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vru.C4.87a_mesta_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vru.C4.87a_mesta_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vru.C4.87a_mesta_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Literaturahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Literaturahttp://www.bionet-skola.com/w/Mutagenihttp://www.bionet-skola.com/w/Mutagenihttp://www.bionet-skola.com/w/Mutagenihttp://www.bionet-skola.com/w/Mutagenihttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Literaturahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vru.C4.87a_mesta_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Delecije_i_insercijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Supstitucijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Geneti.C4.8Dka_osnova_mutacijahttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Podela_prema_dejstvu_na_fenotiphttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Direktne_i_povratne_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Somatske_i_germinativne_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Spontane_i_indukovane_mutacijehttp://www.bionet-skola.com/w/Genske_mutacije#Vrste_mutacijahttp://toggletoc%28%29/7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
36/41
Podela prema dejstvu na fenotip
Prema jaini dejstva na fenotip nosioca mutacije mogu biti:
tihe,
neutralne,
tetne,
uslovne i
letalne.
Tihe mutacije se ne odraavaju nafenotipui veina mutacija su takve. Neutralne mutacije ne izazivaju
nikakav tetan efekat ve dovode do obrazovanja razliitih dominantnih i recesivnih alela koji daju
razlike u npr. boji oiju ili kose kao i u osobinama linosti. Dominantne mutacije ispoljavaju se u
heterozigotu (jednoj dozi), a recesivne u homozigotu (duploj dozi).tetne mutacije dovode do
naslednih bolesti. Letalne mutacije izazivaju smrt u embrionalnom i fetalnom razviu ili u razliitom
periodu posle roenja. Uslovne mutacije se ispoljavaju na fenotip samo u odreenim uslovima sredine.
Genetika osnova mutacija
Promene na molekulu DNK mogu biti:
supstitucije do kojih dolazi kada se u nekom segmentu DNK jedan nukleotid zameni nekim
drugim;
delecije - gubitak jednog ili vie nukleotida u DNK;
insercije - dodavanje jednog ili veeg broja nukleotida u molekul DNK.
Supstitucije
http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Fenotip&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Fenotip&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Fenotip&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/Slika:Muacije.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Fenotip&action=edit&redlink=17/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
37/41
Supstitucije
Supstitucija je zamena jednog nukleotida i njegovog para u komplementarnom lancu. Supstitucije se
dele na:
1. tranzicijepri kojima se jedan pirimidinski nukleotid zamenjuje drugim pirimidinskim nukleotidom (C
u T ili T u C) ili jedan purinski drugim purinskim nukleotidom (A u G ili G u A); dakle, postoji 4 tipa
tranzicija;
2. transverzijepri kojima se pirimidinski nukleotid zamenjuje purinskim (A > C, G > C, A > T ili G > T)
ili obrnuto iz ega proizlazi da postoji 8 tipova transverzija.
Posledice supstitucije, odnosno zamene nukleotida mogu razliito da se odraze na protein. Prema tom
efektu na protein razlikuju se dve grupe supstitucija:
1. sinonimnekoje se nazivaju jo i tihe, utljive ili istovetne; one ne dovode do promena
znaenjakodona;to je mogue zahvaljujui izroenostigenetikog koda;npr. ako se u kodonu
5'CUC3' koji oznaava leucin doe do zamene citozina na 5' kraju uracilom nastaje kodon 5'UCU3'
koji takoe odreuje leucin
2. nesinonimnedovode do promene u znaenju kodona i dele se na:
smislene(engl. sense mutations) mutacije kojima se dati kodon menja u kodon koji odreuje
drugaiju aminokiselinu; primer je mutacija koja dovodi do zamene GAA ili GAG kodona kojiodreuju glutaminsku kiselinu (Glu) u kodon GUA (ili GUG) za aminokiselinu valin (Val); zamena
samo te jedne aminoliseline dovodi do sinteze nenormalnog hemoglobina, hemoglobina S to
izaziva bolestanemiju srpastih eritrocita
Za vie podataka pogledatihemoglobinopatije
besmislenamutacija (engl. nonsense mutations) dovode do promene odreenog kodona u neki
od stop kodona to izaziva prevremeni zavretak translacije pa se obrazuje previe kratak i time
najee nefunkcionalan protein
Delecije i insercije
Insercija je umetanje jednog ili vie nukleotida, a delecija je gubitak jednog ili vienukleotida.Broj
nukleotida koji se gubi ili dobija se kree od jednog pa do nekoliko hiljada. Insercija i delecija izazivaju
promenu okvira itanja (engl.frameshift mutation) genetikog koda od mesta mutacije pa nadalje do
kraja.Time se sintetie protein iji je redosled aminokiselina izmenjen od mesta mutacije pa nadalje.
Ovakvim tipovima genskih mutacija nastaje tzv. Waynehemoglobin. Kada u 138. kodonu gena, koji
odreuje sintezu alfa lancahemoglobina,doe do gubitka treeg nukleotida menja se okvir itanja od
138. mesta pa nadalje. Posledica toga jeste da se na 142. prethodni stop-kodon (UAA) zamenjuje
http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Kodon&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Kodon&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Kodon&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/Geneti%C4%8Dki_kodhttp://www.bionet-skola.com/w/Geneti%C4%8Dki_kodhttp://www.bionet-skola.com/w/Geneti%C4%8Dki_kodhttp://www.bionet-skola.com/w/Srpasta_anemijahttp://www.bionet-skola.com/w/Srpasta_anemijahttp://www.bionet-skola.com/w/Srpasta_anemijahttp://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobinopatije&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobinopatije&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobinopatije&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/Nhttp://www.bionet-skola.com/w/Nhttp://www.bionet-skola.com/w/Nhttp://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobin&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobin&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobin&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/Slika:Reading.gifhttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Muacije.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Muacije.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobin&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/Nhttp://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Hemoglobinopatije&action=edit&redlink=1http://www.bionet-skola.com/w/Srpasta_anemijahttp://www.bionet-skola.com/w/Geneti%C4%8Dki_kodhttp://www.bionet-skola.com/w/index.php?title=Kodon&action=edit&redlink=17/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
38/41
kodonom za lizin (AAG), a stop-kodon se javlja tek na 147. mestu pa se time lanac hemoglobina
produava
Vrua mesta mutacija
Sva mesta ugenomunisu jednako sklona spontanim mutacijama ve se one na nekim mestima
deavaju ee nego na drugim. Takva mesta u genomu sklonija spontanim mutacijama nazivaju
sevrua mesta mutacija(engl. hotspots). Kod nekih eukariota takvo jedno mesto je dinukleotid 5' -
CG - 3' koji se, zbog metilacije citozina, replikuje sa velikim brojem greaka menjajui se u 5' - TG - 3'.
Literatura
Regulacija ekspresije gena
Uvod
Svaki ivi organizam u svojim elijama sadri molekule DNA (ili RNA) , takozvane nosioce genetskih
informacija. Zbog ega su geni bitni za organizam, odnosno kakva je njihova uloga? Poznato je da su
krajnji produkti ekspresije gena proteini. Od molekula DNA pa do proteina postoji mnogo nivoa i svaki
od tih nivoa je pod strogom kontrolom. Prema tome moemo rei da postoje odreeni nivoi kontrole
ekspresije genoma (slika 1), kao to su:
regulacija genske aktivnosti na molekulima DNA
transkripciona kontrola
kontrola obrade primarnog RNA transkripta
kontrola transporta iRNA iz jedra u citoplazmu
kontrola translacije
kontrola degradacije iRNA u citoplazmi
kontrola aktivnosti sintetisanih proteina i njihova posttranslaciona modifikacija
Slika 1 Nivoi kontrole ekspresije genoma
Regulacija genske aktivnosti na molekulima DNA
http://www.bionet-skola.com/w/Genomhttp://www.bionet-skola.com/w/Genomhttp://www.bionet-skola.com/w/Genomhttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Nivoi_kontrole_ekspresije_genoma.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Nivoi_kontrole_ekspresije_genoma.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Nivoi_kontrole_ekspresije_genoma.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Genom7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
39/41
Hemijske promene DNA
Reverzibilne ili trajne hemijske promene baza DNA menjaju aktivnost gena. Tako stepen metilacije
DNA utie na aktivnost gena. Na elijama kunia je ustanovljeno da je u elijama koje sintetiu
hemoglobin, DNA u blizini gena za beta globin nemetilirana ili vrlo malo metilirana, a u elijama mozga
je metilacija potpuna (100% citozina je metilirano). Metilacija znai neaktivnost gena. Ovaj proces jereverzibilan, regulisan metilazama i demetilazama pa je pretpostavka da bi selektivna metilacija i
demetilacija citozina mogla da predstavlja jedan oblik regulacije, tim pre jer je ustanovljeno da razliita
tkiva imaju specifine demetilaze. Radovi na embrionima sisara su pokazali da je DNA blastomera na
ranim stupnjevima brazdanja maksimalno metilirana. Neto kasnije poinje demetilacija u elijama
trofoblasta (prvi se diferencira i omoguava implantaciju ploda), a potom i u ostalim elijama embriona.
Eliminacija ili gubitak genetskog materijala
Ovaj mehanizam regulacije je opisan kod procesa diferencijacije u somatskim elijama valjkastih
crva, Nematodes. Zapaeno je da se tokom razvia Ascarisa deo citoplazme zigota sa mnogo RNA
uvek nalazi samo u jednoj blastomeri. Blastomera bogata RNA ima 2n hromozoma. Sve ostaleblastomere ve posle prve deobe dobijaju fragmentisane hromozome, odnosno imaju manje DNA od
2n. elije sa fragmentisanim hromozomima e se diferencirati u somatske elije, a elije sa 2n
hromozoma daju elijsku liniju gonocita. Ovaj mehanizam je opisan kod Nematodes, nekih protozoa i
insekata, a nema podataka da bi funkcionisao kod sisara.
Amplifikacija ili selektivno umnoavanje gena
Selektivno umnoavanje gena omoguava eliji da u odreenom trenutku obezbedi veliki broj
potrebnih molekula. Kod malignih obolenja usled izmenjene regulacije u samoj eliji moe da doe do
nekontrolisanog umnoavanja odreenih segmenata hromozoma kao to su nezavisni mali
fragmenti DM(double minutes) ili HSR. Amplifikacija se deava i u ovocitamaXenopusa. U mladimovocitama vrste Xenopus laevis (Amfibia) u stadijumu pahitena jedro ima dve vrste DNA: rastresitu,
hromozomsku DNA i kompaktnu rDNA. Ribozomska DNA sadri gene za prekusorsku,45s RNA. U
ovocitu ima 100-1000 puta gena za rRNA nego u somatskim elijama. Poveanje gena za rRNA vri
se procesom amplifikacije pri emu se hromozomi ne replikuju. Zahvaljujui ovakvom poveanju broja
gena za rRNA, jedan ovocit moe da sintetie toliko rRNA koliko u istom vremenskom periodu
sintetie 20 000 elije jetre.
Prerasporedela genetikog materijala
Predstavlja preraspodelu nukleotida i za sada je poznato da se to deava samo kod elija koja
produkuju antitela. Molekuli imunoglobulina se sastoje od dva identina teka (H) lanca i dvaidentinalaka (L) lanca. Ovi lanci su povezani disulfidnim vezama. Svaki imunoglobulin ima 3 regiona, varijabilni
(V) region koji se vezuje sa antigenom i konstantni (C) region koji se ne povezuje sa antigenom. Ova
dava dela spaja J (junction) region. Svaki polipeptidni lanac imunoglobulina kontroliu dva razliita
strukturna gena: gen V i gen C. V i C geni se nalaze kod oveka na hromozomu 2, 14 i 22. Npr. na
hromozomu 22 se nalaze geni za regione CL i varijabilni region lambda lanca. Ova dva gena se
nalaze na odredjenom odstojanju. Da bi dolo do stvaranja imunoglobulina ovi geni moraju biti
kontinuirani. Na osnovu eksperimentalnih podataka skporo je sigurno da se spajanje gena V i C
obavlja na nivou DNA molekula. Tonegawa je prvi pokazao da su geni za V i C deo imunoglobulina
odvojeni u germinaivnim elijama, dok su kontinuirani u elijama koje produkuju antitela. To bi znailo
da se u toku diferenciranja B-elija deava proces ireverzibilne rekombinacije DNA, odnosno javlja se
delecija segmenata izmedju V i C gena, ime oni bivaju spojeni.
7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
40/41
Organizacija hromozoma
Eukariotska DNA je vrsto vezana za histone gradei nukleozome, a hromatinske niti su viestruko
spiralizovane, tako da je DNA potpuno nedostupna RNA polimerazi i drugim enzimima transkripcionog
aparata. Da bi neki region hromatina mogao biti transkribovan neophodno je da prvo bude
dekondezovan. Eksperimentima je pokazano da u hromatinu postoje mesta koja su veoma osetljiva nadelovanje DNA-ze I. To su tzv. hipersenzitivna mesta. Ona se nalaze uglavnom u promotorskim
regionima gena koji se mogu transkribovati ili se trenutno transkribuju, kao i u regionima DNA
odgovornim za inicijaciju replikacije i rekombinacije. U hipersenzitivnim mestima je omoguen pristup
regulatornim proteinima i RNA polimerazi do regulatornih nizova nukleotida u DNA da bi transkripcija
mogla da zapone. U hipersenzitivnim mestima nema histona. Ona nastaju vezivanjem proteina koji
specifino prepoznaju odreene redoslede nukleotida u DNA i izmetaju nukleozome tako to
onemoguavaju vezivaje histona za DNA, olakavajui inicijaciju transkripcije. Dva najvanija naina
za lokalno menjanje hromatinske strukture su kovalentna modifikacija histona i remodelovanje
nukleozoma.
Kovalentna modifikacija histonaGen aktivator proteini vezuju se za histon acetil transferazu(HATs), koja je poznata kao histon
acetilaza. To je ATP-zavisan kompleks za remodelovanje hromozoma. Zahvaljujui hemijskim
promenama histona, acetilaciji, oni se razdvajaju od molekula DNA. Na taj nain je izvreno
remodelovanje hromozoma i omoguen pristup RNA polimerazi i transkripcija moe da pone (slika 2).
Slika 2 Kovalentna modifikacija histona
nastavak
Literatura
http://www.bionet-skola.com/w/Transkripciona_kontrolahttp://www.bionet-skola.com/w/Transkripciona_kontrolahttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Kovalentna_modifikacija_histona.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Kovalentna_modifikacija_histona.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Slika:Kovalentna_modifikacija_histona.jpghttp://www.bionet-skola.com/w/Transkripciona_kontrola7/22/2019 New Microsoft Word Documen4.5 Reper mehanizma Reper mehanizma predstavljaja nain kojima elija ispravlja
41/41
www.findology.com
www.dev-biologie.de/versuche/ embryo/fotoembryo.ht
www.csu.edu.au/faculty/health/biomed/subjects/ molbol
Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts , The Art * Of
Molecular Biology of the Cellfourth edition, 2000.
Dr.Gordana Mati, Osnovi molekularne biologije, Beograd, 1997.
D. Marinkovi, N. Keki, N. Tuci, Genetika, esto izdanje, Beograd 1991.
Zoran L. Kovaevi , Biohemija i molekularna genetika, Novi Sad, 1999.
Met Ridli, Genom-autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato Beograd, 2001.
Jovan Ani, Osnovi medicinske biohemije, Nauna knjiga, Beograd, 1999.
R. K. Anus ,Opta fiziologija i biofizika-jonski kanali, Beograd, 2001.
D. Kovaevi, G. Bjelakovi, V.B.orevi, J. Nikoli, D. D. Pavlovi, G. Koci, Biohemija,
Savremena administracija, Beograd, 1996.
V. Dikli, M. kosanovi, J. Nikoli, S. Duki, Biologija sa humanom genetikom, reprint izdanja
1997, Grafopan, Beograd, 2001. Lj. Vapa, D. Obreht, Genetika kroz primere i zadatke, Novi Sad, 2003.