Επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων και πολυμορφισμός ενός νουκλεοτιδίου | Μια σημαντική συζήτηση

Επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων και πολυμορφισμός ενός νουκλεοτιδίου | Μια σημαντική συζήτηση

Περιεχόμενα

Επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων

Ο μηχανισμός επισκευής εκτομής είναι μια τυπική μέθοδος για την επισκευή του λανθασμένου ή κατεστραμμένου θραύσματος DNA. Η διαδικασία επισκευής εκτομής περιλαμβάνει κοπή, αφαίρεση και επανασύνθεση του αναντιστοιχούς ή κατεστραμμένου τμήματος του DNA. Έχουν περιγραφεί τρεις διαφορετικοί μηχανισμοί επισκευής εκτομής εκχύλισης: επισκευή αναντιστοιχίας, επισκευή εκτομής βάσης και επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων. Όλοι οι μηχανισμοί που αναφέρονται παραπάνω ακολουθούν μια απλή μορφή σταδίων κοπής, διπλής και απολινωτικής. Στο στάδιο κοπής, ένα σύμπλοκο ενζύμων εξαλείφει το κατεστραμμένο θραύσμα του DNA ή την αναντιστοιχία βάσης.

Στο στάδιο αναπαραγωγής ή αντιγραφής, η ϋΝΑ πολυμεράση (συνήθως ϋΝΑ πολυμεράση Ι στην περίπτωση του E.coli) θα αντιγράψει το πρότυπο DNA για να αντικαταστήσει το αναντιστοιχούμενο ή κατεστραμμένο θραύσμα DNA. Η πολυμεράση DNA μπορεί να ξεκινήσει τη σύνθεση DNA από το 3 'άκρο σε βλάβη ή αναντιστοιχία στο θραύσμα DNA. Επιτέλους, στο στάδιο της απολίνωσης, η λιγάση DNA βοηθά στη σφράγιση της υπολειπόμενης βλάβης για την ολοκλήρωση της διαδικασίας επισκευής για την παραγωγή ανέπαφου DNA.

Στον μηχανισμό επισκευής εκτομής νουκλεοτιδίων (NER), το μη ταιριαστό ή κατεστραμμένο νουκλεοτίδιο απομακρύνεται μαζί με τα γειτονικά νουκλεοτίδια και μετατοπίζεται με τα νουκλεοτίδια που συντίθενται χρησιμοποιώντας ένα άθικτο κλώνο DNA ως μήτρα. Ο μηχανισμός NER εξαλείφει τα διμερή πυριμιδίνης που σχηματίζονται μετά από έκθεση σε ογκώδη χημικά προϊόντα ή UV ακτινοβολία. Το βασικό συστατικό της βλάβης του DNA που καθορίζεται με εκτομή νουκλεοτιδίων είναι ότι τα κατεστραμμένα ή τροποποιημένα νουκλεοτίδια προκαλούν κρίσιμη παραμόρφωση στην διπλή ελικοειδή δομή του DNA. Το NER συμβαίνει σχεδόν σε όλες τις μορφές ζωής.

Τα ένζυμα που καταλύουν το NER στο E.coli είναι UvrD helicase και UvrABC excinucase. Τα γονίδια που κωδικοποιούν ένζυμα NER θεωρήθηκαν αρχικά μεταλλαγμένα που είναι βαθιά ευαίσθητα σε βλάβες που προκαλούνται από την έκθεση σε υπεριώδες φως. Ωστόσο, σε άγριου τύπου E. coli, μόνο η παρατεταμένη έκθεση σε υπεριώδεις ακτινοβολίες σκότωσε τα κύτταρα.

Τα μεταλλαγμένα στελέχη μπορούν να αναγνωριστούν ως πολύ πιο ευαίσθητα στην υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτά είναι κατεστραμμένα στις λειτουργικές τους ικανότητες που απαιτούνται για αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV). Συλλέγοντας έναν τεράστιο αριθμό μεταλλαγμάτων και δοκιμάζοντάς τους για την ικανότητά τους να αποκαταστήσουν την προστασία ή την αντίσταση από την υπεριώδη ακτινοβολία σε διαφορετικούς συνδυασμούς. Στη μελέτη εντοπίστηκαν τέσσερις ομάδες συμπληρώματος, οι οποίες κωδικοποιούν πρωτεΐνες που παίζουν σημαντικό ρόλο στον μηχανισμό NER. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι uvrA, uvrB, uvrC και uvrD.

Τα uvr γονίδια που κωδικοποιούν τα ένζυμα έχουν μελετηθεί διεξοδικά. Τα γονίδια uvrA, uvrB και uvrC κωδικοποιούν τις υπομονάδες της UvrABC excinucase που είναι ένα ένζυμο πολλαπλών υπομονάδων. Το σύμπλεγμα UvrABC εντοπίζει τις προκαλούμενες από βλάβες δομικές αλλαγές στο DNA, όπως ο σχηματισμός διμερών πυριμιδίνης. Στη συνέχεια κόβει και από τις δύο πλευρές τη ζημιά.

Σε αυτό το σημείο, το UvrD (επίσης γνωστό ως ελικάση II), το οποίο παράγεται ως αποτέλεσμα της έκφρασης του γονιδίου uvrD, προκαλεί το ξετύλιγμα του DNA και βοηθά στην απελευθέρωση του κατεστραμμένου θραύσματος. Κατά συνέπεια, για αυτό το σύστημα, οι πρωτεΐνες UvrABC και UvrD εμπλέκονται στην κοπή και την εκτομή του κατεστραμμένου DNA. Το κενό που δημιουργείται με κοπή γεμίζεται με τη δράση της πολυμεράσης DNA και το νεοσυσταθέν τμήμα σφραγίζεται από τη δράση της λιγάσης DNA.

Η πρωτεΐνη UvrABC δημιουργεί ένα σύμπλοκο που εντοπίζει τη βλάβη και κόβει το κατεστραμμένο DNA και από τις δύο πλευρές (ενδονουκλεολυτικές τομές). Η δραστικότητα ελικάσης του uvrD βοηθά στην απομάκρυνση του αποκομμένου θραύσματος του κατεστραμμένου DNA. το άθικτο θραύσμα του DNA κατευθύνει τη σύνθεση του κενού με τη βοήθεια της πολυμεράσης DNA και σχηματίζει ένα διπλό DNA. Τώρα το νεοσχηματισμένο θραύσμα του DNA δεν καταστρέφεται πλέον.

Με πιο λεπτομερή τρόπο, το UvrA2 (ένα διμερές) και το UvrB εντοπίζουν το κατεστραμμένο θραύσμα αφού σχηματίσουν ένα σύμπλοκο (UvrA) 2 UvrB. Το UvrA2 διαχωρίζεται αργότερα μετά τη χρήση του ATP. Το UvrA δρα ως ATPase για την υδρόλυση του ATP. Μετά την αποσύνδεση του UvrA, το UvrB σχηματίζει ένα σύμπλεγμα με το UvrC στο σημείο της ζημιάς. Τώρα, αυτό το σύμπλεγμα UvrBC δρα ως ενεργή νουκλεάση.

Κόβει το DNA και από τις δύο πλευρές της ζημιάς με τη χρήση του ATP. Ο σκελετός φωσφορικού σακχάρου (φωσφοδιεστέρας) διασπάται σε μια θέση οκτώ νουκλεοτιδίων μακριά από την 5 'πλευρά του κατεστραμμένου DNA και 4-5 νουκλεοτιδίων μακριά από την 3' πλευρά του κατεστραμμένου DNA. Επιτέλους, το τεμαχισμένο θραύσμα αφαιρείται με τη δράση της ελικάσης του UvrD. Ξετυλίγει το DNA και βγάζει το κομμένο κομμάτι. Το κατεστραμμένο θραύσμα DNA αργότερα διαχωρίστηκε από το σύμπλεγμα UvrBC. Όλα τα παραπάνω τρία στάδια απαιτούν υδρόλυση ATP.

επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων
Εικόνα: Μηχανισμός επισκευής εκτομής νουκλεοτιδίων
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nucleotide_Excision_Repair-journal.pbio.0040203.g001.png

Το σύστημα NER είναι εξαιρετικά δυναμικό σε κύτταρα θηλαστικών, όπως και πολλοί άλλοι οργανισμοί. Ένα τυπικό DNA κυττάρων του δέρματος που παρουσιάζεται στο φως της ημέρας θα συσσωρεύει χιλιάδες διμερή κάθε μέρα εάν αυτός ο κύκλος συντήρησης δεν τους εξαλείψει! Μια ανθρώπινη γενετική νόσος, γνωστή ως xeroderma pigmentosum (XP), είναι μια ανωμαλία του δέρματος που προκαλείται από ελαττωματικά ένζυμα που καταστρέφουν τις βλάβες του DNA που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία.

Οι ινοβλάστες των ασθενών με ΧΡ είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας όταν επιτρέπεται να αναπτυχθούν σε ένα μέσο καλλιέργειας, όπως φαίνεται από τα μεταλλάγματα UV του E.coli. Αυτές οι κυτταρικές σειρές XP μπορούν να αναπτυχθούν σε ένα μέσο καλλιέργειας για την αξιολόγηση της ικανότητας να αποκατασταθεί η αντίσταση έναντι βλάβης στην υπεριώδη ακτινοβολία.

Το NER λειτουργεί με δύο τρόπους στην πλειονότητα των θηλαστικών, της μαγιάς και των βακτηρίων.

- το σύστημα επιδιόρθωσης που δρα σε ολόκληρο το γονιδίωμα.

- το άλλο σύστημα επιδιόρθωσης δείχνει δραστηριότητα σε συνδυασμό με μεταγραφή.

Το γονίδιο XP σχηματίζει ένα σύμπλεγμα με πρωτεΐνη hHR23B που μπορεί να ανιχνεύσει τη βλάβη του DNA.

Στην επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων σε συνδυασμό με μεταγραφή, η πολυμεράση RNA δείχνει μικρότερη δραστικότητα στο σημείο βλάβης στον κλώνο του προτύπου. Ίσως αυτή είναι η δραστηριότητα αναγνώρισης ζημιών για αυτήν τη μέθοδο NER. Ένας από τους βασικούς παράγοντες μεταγραφής που συνοδεύουν την RNA πολυμεράση II παίζει ουσιαστικό ρόλο και στα δύο είδη NER. Ένα ασυνήθιστο γενετικό πρόβλημα σε άτομα γνωστά ως σύνδρομο Cockayne (CS) σχετίζεται επίσης με ένα ελάττωμα παράγοντα που συνδέεται με τη μεταγραφή.

Έχουν αναγνωριστεί δύο δέσμες συμπληρωματικότητας, CSA και CSB. Ο προσδιορισμός της ενζυματικής δραστηριότητας και των ενζύμων φύσης που κωδικοποιούνται από αυτά θα δώσει επιπλέον γνώση στη διαδικασία επιδιόρθωσης του μεταγραφόμενου DNA. Ο φαινότυπος των ασθενών με CS είναι πλειοτροπικός, εκφράζει πρόωρη γήρανση, σοβαρές αναπτυξιακές και νευρολογικές διαταραχές και ευαισθησία στο φως. Αυτά τα συμπτώματα είναι πιο σοβαρά από τα συμπτώματα ατόμων XP με μη ανιχνεύσιμο μηχανισμό NER. Αυτό δείχνει ότι οι πρωτεΐνες CS (μηχανισμός επιδιόρθωσης με μεταγραφή) έχουν κάποιες περισσότερες λειτουργίες εκτός από την επιδιόρθωση νουκλεοτιδίων.

Αρκετές άλλες γενετικές ασθένειες είναι αποτέλεσμα ενός μηχανισμού επιδιόρθωσης DNA ανεπάρκειας. Για παράδειγμα, η αναιμία του Fanconi και το σύνδρομο Bloom. Πρόκειται για δυνητικούς τομείς έρευνας. Ένας κατάλληλος πόρος για ενημερωμένες πληροφορίες σχετικά με τις γενετικές ασθένειες είναι η διαδικτυακή πύλη Mendelian Inheritance in Man (OMIM).

Το Ataxia telangiectasia (AT) δείχνει την επίδραση των δομικών αλλοιώσεων στην πρωτεΐνη που σχετίζεται με τη διαδικασία επιδιόρθωσης και τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη διαδικασία σηματοδότησης για τη σωστή επιδιόρθωση του κατεστραμμένου DNA. Το AT χαρακτηρίζεται από αταξία (ανώμαλο βάδισμα), τελαγγειεκτασία (διαστολή των οφθαλμών και των αιμοφόρων αγγείων του προσώπου), πρόωρη γήρανση, ανοσολογικές ανεπάρκειες, διανοητική καθυστέρηση, εκφυλισμός της παρεγκεφαλίδας και πιο επιρρεπείς σε κακοήθειες.

Αυτός ο φαινότυπος ενδιαφέρεται περισσότερο για τη θέση του. Δεδομένου ότι οι ετεροζυγώτες, που είναι περίπου το 1% του πληθυσμού, είναι επίσης πιο επιρρεπείς σε μετάλλαξη στο γονίδιο ATM, που ονομάζεται «ATM».

Το γονίδιο ATM δεν φαίνεται να κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη απευθείας στην επιδιόρθωση του DNA (ανόμοια με τα γονίδια που προκαλούν XP μετά τη μετάλλαξη). Το ΑΤ αναπτύσσεται μετά από ένα ελάττωμα στην οδό σηματοδότησης των κυττάρων λόγω των ομοιότητας της + ελαττωμαμένης πρωτεΐνης με την άλλη πρωτεΐνη. Το προϊόν του γονιδίου ΑΤΜ μπορεί επίσης να εμπλέκεται στην εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου και στη ρύθμιση του μήκους του τελομερούς DNA.

Ο C-τερματικός τομέας των πρωτεϊνών ΑΤΜ δείχνει ομολογία με την πρωτεΐνη Ser / Thr πρωτεΐνης κινάσης (φωσφατιδυλινοσιτόλη-3-κινάση). Έτσι, εμπλέκεται στις οδούς σηματοδότησης. Οι πρωτεΐνες ΑΤΜ εμφανίζουν επίσης ομολογία με την εξαρτώμενη από το DNA πρωτεϊνική κινάση, η οποία απαιτεί κενά στο θραύσμα DNA για να δείξει τη δράση της κινάσης. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν τη συμμετοχή των πρωτεϊνών ΑΤΜ στη στόχευση μηχανισμού επιδιόρθωσης νουκλεοτιδίων.

Ενιαίος πολυμορφισμός νουκλεοτιδίων

Ο απλός νουκλεοτιδικός πολυμορφισμός (SNP ή συχνά ονομάζεται «snip») είναι μια πολύ συχνή γενετική παραλλαγή που βρίσκεται στο ανθρώπινο DNA. Το SNP αντιπροσωπεύει παραλλαγή σε ένα μόνο νουκλεοτίδιο DNA σε ένα σημείο. Ας πούμε, για παράδειγμα, η κυτοσίνη (C) αντικατέστησε τη θυμίνη (Τ) σε ένα πολυνουκλεοτιδικό κλώνο του DNA.  

Η συχνότητα εμφάνισης SNP είναι μία στις 1000 νουκλεοζίτες, πράγμα που δείχνει ότι περίπου 4 εκατομμύρια SNP υπάρχουν στο γονιδίωμα κάθε ανθρώπου. Αφού εξέτασαν προσεκτικά το γονιδίωμα 100 εκατομμυρίων ατόμων, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα SNP υπάρχουν στο DNA που βρέθηκε να υπάρχει μεταξύ των γονιδίων (συνήθως ιντρόνια). 

Τα SNP θεωρούνται βιοδείκτες για διάφορες ασθένειες, οι οποίες βοηθούν τους ερευνητές να μελετήσουν τα γονίδια που σχετίζονται με μια συγκεκριμένη ασθένεια. Μερικές φορές, το SNP λαμβάνει χώρα στην περιοχή του εξονίου ή στην ρυθμιστική περιοχή του γονιδίου, το οποίο επηρεάζει άμεσα τη λειτουργία του γονιδίου. Ως εκ τούτου, αυτό το SNP παρεμβαίνει άμεσα στην αιτία της νόσου.

Εικόνα: Επίδειξη του πολυμορφισμού ενός νουκλεοτιδίου https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Single_nucleotide_polymorphism_substitusi_mutation_diagram_-cytosine_to_thymine.png # / media / File: Single_nucleotide_polymorphism_substitusi_mutation_diagram-_κυτοσίνη_ προς_θυμίνη.png

Γενικά, τα SNPs δεν επηρεάζουν την υγεία του ατόμου εκτός από μερικά SNP που βρίσκονται στην περιοχή εξονίου ενός γονιδίου και είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τη γονιδιακή λειτουργία. Η ανάλυση SNP είναι μια σημαντική παράμετρος για τη μελέτη της ανθρώπινης υγείας. Η ανάλυση SNP παρέχει περιθώρια για την πρόβλεψη της γενετικής διάθεσης ανάπτυξης μιας ασθένειας.

Η ανάλυση SNP είναι πολύ χρήσιμη για την πρόβλεψη του κινδύνου ασθένειας, της ευαισθησίας στις τοξίνες και πολλών άλλων περιβαλλοντικών παραγόντων, της φαρμακολογικής απόκρισης ενός ατόμου, της παρακολούθησης των γονιδίων που συνδέονται με την κληρονομιά μιας συγκεκριμένης ασθένειας σε μια οικογένεια. Οι επιστήμονες προσπαθούν να αναπτύξουν μια διαδικασία για τον εντοπισμό SNP που συνδέονται με χρόνιες ασθένειες όπως καρκίνος, καρδιακές παθήσεις, διαβήτη κ.λπ. Στην περίπτωση του SNP που συνδέεται με ένα χαρακτηριστικό, τα γειτονικά τεντώματα DNA μπορούν να εξεταστούν για να προσδιοριστούν τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για το χαρακτηριστικό. 

Εφαρμογές SNP

Η ανάλυση SNP χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του γονότυπου, την αλλαγή του αριθμού αντιγράφων στην έκφραση του γονιδίου, την ανάλυση σε ολόκληρο το γονιδίωμα, τη μετάλλαξη του καρκίνου και την ανίχνευση άλλων ασθενειών. Η τεχνολογία μικροσυστοιχιών SNP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση των αλλαγών δοσολογίας και του πολυμορφισμού στο DNA ενός ατόμου. Η ανάλυση μικροσυστοιχιών SNP είναι ικανή να ανιχνεύει μικρές αλλαγές στον αριθμό αντιγραφής της γονιδιακής έκφρασης. 

Η μικροσυστοιχία SNP που χρησιμοποιείται για τον γονότυπο μπορεί να ανιχνεύσει τις αλλαγές στο πρότυπο μεθυλίωσης του DNA καρκινικών κυττάρων, αλλαγές στο γονιδίωμα και απώλεια ετεροζυγωτικότητας. 

Οι μικροσυστοιχίες SNP χρησιμοποιούνται επίσης για την πρόβλεψη ασθενειών, αναγνωρίζοντας γονίδια καταστολής όγκων και ογκογόνα σε καρκινικά κύτταρα. Επομένως, τα SNP έχουν καλό πεδίο επιλογής φαρμακολογικά ενεργού μορίου, πρόγνωσης νόσου, αξιολόγησης κινδύνου κακοήθειας κ.λπ.

Πόσα νουκλεοτίδια αποτελούν ένα κωδικόνιο;

Η διαδοχική αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων στον κλώνο του πολυνουκλεοτιδίου του DNA ή του RNA αποτελεί ένα κωδικόνιο. Το κωδικόνιο είναι ειδικό για να ενσωματωθεί ένα αμινοξύ και μερικές φορές το κωδικόνιο σταματά τη διαδικασία μετάφρασης. Τέτοια κωδικόνια είναι γνωστά ως κωδικόνια τερματισμού. Το DNA και το RNA συντίθενται σε μια γλώσσα τεσσάρων γραμμάτων νουκλεοτιδίων. Ωστόσο, η γλώσσα των πρωτεϊνών ενσωματώνει 20 αμινοξέα. Τα κωδικόνια δίνουν το κλειδί που επιτρέπει σε αυτές τις δύο γλώσσες να μετατρέπονται η μία στην άλλη.

Κάθε κωδικόνιο καθορίζει ένα αμινοξύ (εκτός από τρία κωδικόνια που σταματούν τη διαδικασία μετάφρασης). Το σύνολο των κωδικονίων είναι γνωστό ως γενετικός κώδικας. Ο κωδικός τριών γραμμάτων ενσωματώνει 64 πιθανούς συνδυασμούς νουκλεοτιδίων τριών γραμμάτων από τη γλώσσα τεσσάρων νουκλεοτιδίων του DNA.

Σχήμα: Το κωδικόνιο (μια τριπλή αλληλουχία νουκλεοτιδίων) αναγνωρίζεται από ειδικό μόριο tRNA (μεταφοράς RNA) το οποίο φέρνει τυπικά αμινοξέα στη θέση της πρωτεϊνικής σύνθεσης.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Codon-Anticodon_pairing.svg#/media/File:Codon-Anticodon_pairing.svg

Από τα 64 κωδικόνια, 61 κωδικοποιούν για συγκεκριμένα αμινοξέα, ενώ τα υπόλοιπα τρία κωδικόνια. Για παράδειγμα, το κωδικόνιο AUG κωδικοποιεί το αμινοξύ μεθειονίνη και το UAA είναι ένα κωδικόνιο τερματισμού. Ο γενετικός κώδικας απεικονίζεται ως εκφυλισμένος καθώς ένα αμινοξύ κωδικοποιείται από πολλαπλά κωδικόνια. Ο γενετικός κώδικας δεν αλληλεπικαλύπτεται, πράγμα που σημαίνει ότι τα κωδικόνια διαβάζονται σε συνέχεια χωρίς να επαναλαμβάνονται ή να παραλείπονται νουκλεοτίδια.

Γενετικός κώδικας

Ο γενετικός κώδικας είναι μια δέσμη κανόνων που χαρακτηρίζουν πώς ένας κώδικας τεσσάρων γραμμάτων του DNA μεταφράζεται στα 20 τυπικά αμινοξέα, τα οποία βοηθούν στη σύνθεση πρωτεϊνών του σώματός μας. Ο γενετικός κώδικας είναι μια δέσμη τριών νουκλεοτιδίων γνωστών ως κωδικονίων, καθένα από τα οποία σχετίζεται με ένα συγκεκριμένο αμινοξύ ή ένα κωδικόνιο τερματισμού.

Η έννοια των κωδικονίων απεικονίστηκε αρχικά από τον Francis Crick και τους συνεργάτες του το 1961. Κατά τη διάρκεια του ίδιου έτους, ο Marshall Nirenberg και ο Heinrich Matthaei πραγματοποίησαν πειράματα για την εξήγηση του γενετικού κώδικα. Αποδεικνύουν ότι η αλληλουχία του RNA UUU κωδικοποιεί ρητά τη φαινυλαλανίνη (ένα από τα 20 τυπικά αμινοξέα του σώματός μας). Μετά από αυτό το εύρημα, οι Nirenberg, Philip και Har Gobind Khorana αναγνώρισαν τον υπόλοιπο γενετικό κώδικα και απεικόνισαν εξ ολοκλήρου κάθε κωδικόνιο τριών γραμμάτων και σχετικά αμινοξέα.

Εικόνα: Γενετικός κώδικας
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Genetic_code.svg#/media/File:Genetic_code.svg

Υπάρχουν 64 πιθανοί συνδυασμοί των κωδικών νουκλεοτιδίων τριών γραμμάτων που μπορούν να παραχθούν χρησιμοποιώντας τα τέσσερα νουκλεοτίδια. Από τα 64 κωδικόνια, τα 61 αντιστοιχούν σε τυπικά αμινοξέα, και τα υπόλοιπα τρία είναι σήματα διακοπής / κωδικόνια διακοπής. Αν και κάθε κωδικόνιο είναι σταθερό για ένα μόνο αμινοξύ (ή σήμα διακοπής), ο γενετικός κώδικας απεικονίζεται ως περιττός επειδή πολλά κωδικόνια μπορούν να κωδικοποιήσουν ένα αμινοξύ.

Εκτός αυτού, ο γενετικός κώδικας είναι σχεδόν καθολικός, με μερικές σπάνιες εξαιρέσεις. Για παράδειγμα, τα μιτοχόνδρια έχουν μερικούς διαφορετικούς γενετικούς κώδικες σε σύγκριση με τον κυτταρικό γενετικό κώδικα.

συμπεράσματα

Σε αυτό το άρθρο έχουμε συζητήσει για τα SNP και τον μηχανισμό επισκευής νουκλεοτιδίων. Για να μάθετε περισσότερα για τα νουκλεοτίδια Περισσότερα

Συνέντευξη Ε & Α που σχετίζεται με αυτό το άρθρο

Ε1. Ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ γονιδίου και νουκλεοτιδικής αλληλουχίας;

Απάντηση: Το γονίδιο είναι η λειτουργική μονάδα (ικανή έκφρασης πρωτεΐνης) του DNA, ενώ το νουκλεοτίδιο είναι η δομική μονάδα (ικανή να σχηματίζει δομικό στοιχείο κατά τη σύνθεση) του DNA.

Ε2. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του πολυμορφισμού απλού νουκλεοτιδίου SNP και της μετάλλαξης; Τι σημαίνει πολυμορφισμός;

Απάντηση: Το SNP αντιπροσωπεύει παραλλαγή σε ένα μόνο νουκλεοτίδιο DNA σε ένα σημείο. Ας πούμε, για παράδειγμα, η κυτοσίνη (C) αντικατέστησε τη θυμίνη (Τ) σε ένα πολυνουκλεοτιδικό κλώνο του DNA.

 Μια μετάλλαξη αναφέρεται ως οποιαδήποτε αλλαγή στην αλληλουχία του DNA. Η διαφορά μπορεί να είναι στην απλή αλληλουχία νουκλεοτιδίων ή ίσως στην αλληλουχία πολλαπλών νουκλεοτιδίων.

Ο πολυμορφισμός είναι η ιδιότητα του DNA (ή οτιδήποτε) να έχει περισσότερες από μία ή περισσότερες μορφές.

Ε3. Μπορεί ένα μόνο νουκλεοτίδιο να έχει δεοξυριβόζη και ριβόζη; 

Απάντηση: Ένα μόνο νουκλεοτίδιο μπορεί να έχει μόνο έναν τύπο σακχάρου. Μπορεί να είναι ζάχαρη ριβόζης είτε ζάχαρη δεοξυριβόζης.

Ε4. Πόσα νουκλεοτίδια υπάρχουν στο DNA ενός βακτηριοφάγου;

Απάντηση: Το DNA του βακτηριοφάγου περιέχει αρκετές χιλιάδες νουκλεοτίδια. Για παράδειγμα, ο βακτηριοφάγος φx174 περιέχει 5375 νουκλεοτίδια.

Ε5. Παράγεται μια πρωτεΐνη, η οποία περιέχει επτά αμινοξέα. Ποιο θα είναι το μήκος του mRNA

Απάντηση: Ένα κωδικόνιο 3 νουκλεοτιδίων κωδικοποιεί ένα αμινοξύ. 

Παρομοίως, επτά αμινοξέα θα κωδικοποιηθούν από 7 χ 3 = 21 νουκλεοτίδια. 

Αλλά το mRNA περιέχει ένα κωδικόνιο διακοπής (3 νουκλεοτίδια) για να σταματήσει η διαδικασία της μετάφρασης.

Έτσι, το mRNA που κωδικοποιεί 7 επτά αμινοξέα θα περιέχει 21 + 3 = 24 νουκλεοτίδια.

Ε6. Πόσα μόρια νερού αφαιρούνται κατά τον σχηματισμό ενός νουκλεοτιδίου;

Απάντηση: Δύο μόρια νερού θα απομακρυνθούν κατά τον σχηματισμό ενός νουκλεοτιδίου.

Ένα μόριο νερού απομακρύνεται όταν η αζωτούχος βάση δεσμεύεται με το σάκχαρο ριβόζης, και το άλλο μόριο νερού απελευθερώνεται όταν το σάκχαρο ριβόζης συνδέεται με την ομάδα φωσφορικών.

Ε7. Είναι η αδενίνη ένα νουκλεοτίδιο ή μια αζωτούχος βάση

Απάντηση: Η αδενίνη είναι μια αζωτούχος βάση, ενώ ένα νουκλεοτίδιο (μονοφωσφορική αδενοσίνη) περιέχει φωσφορική ομάδα, ριβόζη και μια αζωτούχα βάση (αδενίνη).

Ε8. Εάν το DNA αποτελείται από 6 νουκλεοτίδια αντί για 4, ποιος είναι ο συνολικός αριθμός των τριπλών κωδικονίων;

Απάντηση: Αριθμός συνδυασμών τριπλών κωδικονίων = (τύποι νουκλεοτιδίων) 3

Εάν το DNA περιέχει έξι είδη νουκλεοτιδίων, τότε ο συνολικός αριθμός συνδυασμών τριπλών κωδικονίων θα είναι (6)3 = 216

Ε9. Πώς αναγνωρίζονται οι πολυμορφισμοί ενός νουκλεοτιδίου;

Απάντηση: Οι μικροσυστοιχίες DNA μπορούν εύκολα να αναγνωρίσουν SNP.

Ε10. Πώς ένας ιός εκφράζει πολλαπλές πρωτεΐνες από την ίδια νουκλεοτιδική αλληλουχία;

Απάντηση: Οι ιοί το κάνουν με δύο μηχανισμούς:

- Εναλλακτική σύνδεση

- Επικάλυψη γονιδίων

Ε11. Γιατί η αλληλουχία αμινοξέων είναι πολύ μικρότερη από την αλληλουχία νουκλεοτιδίων;

Απάντηση: Η αλληλουχία αμινοξέων είναι συνήθως βραχύτερη από την νουκλεοτιδική αλληλουχία, το mRNA που σχηματίζεται μετά τη μεταγραφή υποβάλλεται σε μάτισμα και οι μη κωδικοποιητικές περιοχές (ιντρόνια) αφαιρούνται και το ώριμο mRNA περιέχει μόνο τις κωδικοποιητικές περιοχές (εξόνια)

Q12 Ονομάστε το νουκλεοτίδιο με τρεις φωσφορικές ομάδες.

Απάντηση: Το νουκλεοτίδιο με τρεις φωσφορικές ομάδες είναι γνωστό ως τριφωσφορικό νουκλεοτίδιο. Για παράδειγμα ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), GTP (τριφωσφορική γουανοσίνη) κ.λπ.

Σχετικά με τον Δρ. Abdullah Arsalan

Είμαι ο Αμπντουλάχ Αρσλάν, Ολοκλήρωσε το διδακτορικό μου στη Βιοτεχνολογία. Έχω 7 χρόνια ερευνητικής εμπειρίας. Έχω δημοσιεύσει έως τώρα 6 δημοσιεύσεις στα περιοδικά διεθνούς φήμης με μέσο συντελεστή αντίκτυπου 4.5 και λίγα ακόμη είναι υπό εξέταση. Έχω παρουσιάσει ερευνητικές εργασίες σε διάφορα εθνικά και διεθνή συνέδρια. Το αντικείμενο που ενδιαφέρομαι είναι η βιοτεχνολογία και η βιοχημεία με ιδιαίτερη έμφαση στη χημεία πρωτεϊνών, την ενζυμολογία, την ανοσολογία, τις βιοφυσικές τεχνικές και τη μοριακή βιολογία.

Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/abdullah-arsalan-a97a0a88/) ή του μελετητή Google (https://scholar.google.co.in/citations?user=AeZVWO4AAAAJ&hl=el).

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *

Lambda Geeks