From f4a02a00b5516ab02ebd2a64c3d5af730850669c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Johan Dahlin Date: Thu, 27 Nov 2025 22:52:10 +0100 Subject: [PATCH] vault backup: 2025-11-27 22:52:10 --- .../Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.md | 1 + .../{DNA replikation_V2025-2.pdf => Slides.pdf.pdf} | 0 .../Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.md | 1 + ..._Eukaryot_DNA replikation_VT2025-1.pdf => Slides.pdf.pdf} | 0 static.py | 6 ++++-- 5 files changed, 6 insertions(+), 2 deletions(-) create mode 100644 content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.md rename content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/{DNA replikation_V2025-2.pdf => Slides.pdf.pdf} (100%) create mode 100644 content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.md rename content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/{Initiering_terminering_Eukaryot_DNA replikation_VT2025-1.pdf => Slides.pdf.pdf} (100%) diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.md new file mode 100644 index 0000000..82ed03f --- /dev/null +++ b/content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.md @@ -0,0 +1 @@ +DNA-replikation www.pitt.edu E.Coli DNA spread on a slide - En jämförelse mellan eukaryota och prokaryota genom - Grundläggande enzymatiska processer vid eukaryot DNA replikation (mycket lik prokaryot!) - Föreläsningen täcker bl.a.: - Leading och Lagging strand - Processivity och proofreading - Replikationsgaffel och replisome - Superhelicitet och topoisomeraser - Nukleaser och ligaser Dagens föreläsningBakteriella genom - Cirkulärt, dubbelsträngad DNA- kromosom (haploid) - Storleken varierar mellan olika typer av bakterier: 0,5 – 11,0 Mbp* - Hos E. coli: ca. 4400 gener - Bakterier kan också innehålla plasmider: små, cirkulära, dubbelsträngade DNA- molekyler: 3-5 kbp** - Plasmider innehåller få gener och kan överföras mellan bakterier – jmfr. antibiotikaresistens *Mbp = Mega-base-pair, d.v.s. miljoner baspar, **kbp = kilo base pair, d.v.s. tusen baspar Eukaryota genom (människa) - Linjära, dubbelsträngade DNA- kromosomer - 23 kromosom-par, d.v.s. totalt 46 kromosomer då våra celler är diploida - Storleken för enskilda kromosomer varierar mellan 50 – 300 Mbp - En haploid uppsättning kromosomer motsvarar ca. 3 Gbp*, d.v.s. 3 miljarder baspar och en typisk cell innehåller därför 6 Gbp. - 30 000 gener (i dubbel uppsättning) *Gbp = Giga-base-pair, d.v.s. miljarder baspar DNA-replikation Den centrala dogmen Innan celldelning så måste DNA kopieras: DNA replikation De två strängarna kan separeras och komplementära sekvenser syntetiseras. På det viset skapas två identiska dotter-molekyler. På grund av att de två dottermolekylerna som bildas innehåller en gammal (parental) sträng och en nybildad (nascent) sträng, så brukar man säga att DNA replikation är semikonservativ! DNA replikation är semikonservativReplikationsbubblor och origins DNA replikation startar vid särskilda ”origins of replication”. Från dessa origins bildas öppningar i DNA- molkylen: replikationsbubblor I replikationsbubblor används parentalt DNA som mall för syntes av nytt DNA. Replikationsbubblor blir allt större och växer i två riktningar. När replikationsbubblor når varandra, smälter de samman. I ytterkanterna av varje replikationsbubbla finns det två replikationsgafflar, där syntes av nytt DNA sker. Bakteriell DNA replikation startar också från ett ”origin of replication” • Bidirektionell • Ett origin • Två replikationsgafflar Problem vid DNA-replikation (1) DNA-replikation sker i riktningen 5-till-3, men de två strängarna i DNA-helixen har motsatt riktning (antiparallella). Replikationsgaffeln är där DNA-syntes sker. Gaffeln rör sig i en riktning och båda strängarna kopieras samtidigt. DNA-polymeraser kan endast syntetisera DNA i 5 → 3-riktning. En av DNA strängarna tillverkas genom kontinuerlig DNA-syntes, medan den andra syntetiseras i form av korta fragment. Vid replikations-gaffeln syntetiseras en av de två strängarna kontinuerligt i 5 → 3riktningen. Denna sträng kallas “leading strand” Den andra strängen syntetiseras också i 5 → 3, men p.g.a. av att DNA helixen är antiparallell, så sker denna syntes i form av små fragment - Okazaki fragment. Denna sträng som skapas som fragment kallas “lagging strand”. Genom att de två strängarna syntetiseras på detta vis så kan replikationsgaffeln hela tiden röra sig i en riktning. Okazaki-fragment är 100 - 200 nukleotider (nts) långa i eukaryoter, 1000 – 2000 nts i prokaryoter. Vid replikationsgaffeln syntetiseras en av DNA strängarna genom kontinuerlig DNA-syntes, medan den andra syntetiseras som fragment. Enzymerna vid replikationsgaffelnDNA-polymeras Katalyserar påkopplingen av nya nukleotider till 3´-änden på den växande DNA-molekylen. När rätt nukleotid är på plats, så sker en konformationell förändring i DNA-polymeraset Detta stimulerar påkopplingen av den nya nukleotiden. När pyrofosfat spjälkas av, så öppnar sig DNA- polymeraset igen. DNA-polymeraset hjälper till att välja ut rätt nukleotid DNA-polymeras påminner om en högerhand som öppnar och stänger sig Ett DNA-polymeras måste både vara noggrant och effektiv “Fidelitet” DNA-polymeraset får inte göra fel - rätt nukleotid måste inkorporeras “Processivitet” DNA-polymeraset måste effektivt kunna replikera långa sträckor av DNA För att öka på fidelitet kontrolläser DNA- polymeraser den nya DNA strängen DNA-polymeras känner av om en felaktig nukleotid har satts in i strängen. Om det sker “backar” DNA-polymeraset och använder sin har en 3’ → 5’ exonukleas-aktivtet för att ta bort den felaktiga nukleotiden. Sedan sätts en ny nukleotid in! Kontrolläsa = Proofreading Processivitet = förmågan att koppla på många nukleotider till den växande DNA-strängen, utan att polymeraset lossnar från mallsträngen. DNA-polymeraser får hjälp med detta av ett specialiserat protein, som fungerar likt en “sliding clamp” (en glidande klämma!) Sliding clamp bildar en ring som håller kvar DNA-polymeraset på mallsträngen. Kan inte lossna från DNA lika lätt och hastigheten på DNA-syntesen ökar upp till 50 gånger! DNA-polymeraser måste vara processiva! Utan sliding clamp: 10-20 nt/s Med sliding clamp: 500-1000 nt/s Problem vid DNA-replikation (2) DNA-polymeraser kan inte starta DNA replikation de novo. De behöver en primer. En speciell typ av RNA-polymeras som kallad primas, syntetiserar en kort RNA-sträng (≈5 nukleotider) som är komplementär till mall-DNA. Denna RNA-sträng används sedan som en primer för DNA syntes. En RNA-primer används som startpunkt från vilket DNA polymeras kan starta. I våra celler sitter primaset tillsammans med ett DNA-polymeras! Mer om denna speciella lösning i morgondagens videoföreläsning! RNA primers behövs både för att syntes av såväl leading som lagging strand Problem vid DNA-replikation (3) På lagging-strängen finns en RNA-primer i början av varje Okazaki-fragment! Vi vill inte ha sträckor av RNA i DNA-molekylen! Detta är ett problem som måste åtgärdas. RNA-primern måste bort och ersättas med DNA. Sedan måste ryggraden på DNA förslutas så att det inte finns några ”nicks”, d.v.s. brott i socker-fosfat-ryggraden. Man brukar tala om: ”Okazaki fragment maturation” och denna process sker i två steg! 1. Primern (5’-RNA) tas bort från det tidigare Okazaki-fragementet och ersätts med DNA 2. DNA-ligas sammanfogar DNA-fragmenten Fen 1 DNA polymeras kör in i RNA/DNA hybriden. Detta leder till att RNA primern lämnar DNA och bildar en ”flap”- struktur. Detta kallas strand displacement synthesis. RNA-flappen klyvs av flap endonuclease 1 (FEN1). Nicken i DNA ryggraden repareras sedan av DNA-ligas. Hur RNA-primern tas bort i eukaryoter. Nukleaser är enzymer som bryter ner polynukleotidkedjor (DNA eller RNA) genom att bryta fosfodiesterbindningar. Två typer av nukleaser: Exonukleaser klyver av en nukleotid åt gången från ändar (antingen från 5’ eller 3’-änden). 5’ till 3’ exonukleas alt. 3’ till 5’ exonukleas. Endonukleaser klyver fosfodiesterbindningar i mitten av en längre polynukleotidkedja. t.ex. restriktionsenzymer som klyver vid en viss sekvens När Okazaki-fragmentet har förlängts så allt RNA är borta och endast DNA finns kvar, lämnar DNA polymeras platsen. Istället anländer enzymet DNA-ligas, som binder till platsen för brottet i DNA- strängen. DNA-ligaset katalyserar bildandet av en fosfodiester-bindning, som sluter brottet i DNA-strängen. Sedan lämnar DNA-ligaset och en kontinuerling DNA- sträng har skapats! DNA-ligaser kan koppla samman DNA fragment. Enzymet katalyserar bildningen av en fosfodiesterbindning i en reaktion som kräver tillförd energi. Vanligtvis används ATP. Problem vid DNA-replikation (4) DNA är dubbelsträngat! Hur kan vi dela på strängarna så att DNA replikation kan ske? För att syntetisera DNA måste vi också separera på de gamla strängarna. Det görs av en typ av enyzm som kallas ”Helikas”. Helikaser är motorproteiner som rör sig längs nukleinsyrors fosfodiester-ryggrad och vars funktion är att separera två sammanlänkade DNA strängar och på så vis öppnar upp helix-strukturen. Det finns även helikaser som fungerar på RNA! Helikas Helikaset består av en ring-liknande struktur med sex likadana subenheter. Ringen sitter runt ena DNA-strängen och rör sig fram utmed strängen i steg som är beroende av ATP-hydrolys. Helikaset fungerar som en kil som ser till att den dubbelsträngade DNA molekylen separeras och två enkelsträngar skapas. Enkelsträngsbindande proteiner* Enkelsträngat DNA har en tendens att baspara med sig själv och skapa underliga sekundärstrukturer. Det riskerar att störa DNA-polymeraset! För att förhindra att detta sker finns i särskilda proteiner som binder till enkelsträngat DNA och stabiliserar detta. I våra celler heter det enkelsträngsbindande proteinet “Replication protein A” (RPA) *På engelska kallas denna grupp av proteiner single-stranded DNA-binding proteins – förkortas SSB 3’ 5’ Helikas och SSB-proteiner samverkar vid replikationsgaffeln SSB-proteiner stimulerar helikaset och gör att replikationsgaffeln rör sig snabbare framåt Särskilt lagging strand är täckt med SSB-proteiner Enzymerna vid replikationsgaffeln Problem vid DNA-replikation (5) När man tvingar isär dubbelhelixen så skapas topologiska problem. Varför och hur löser cellen detta? Strängarna i ett linjärt, DNA fragment på 260 bp vrider sig 25 hela varv kring varandra (10,4 bp per varv). Vi säger att Linking number (Lk) är 25 för denna molekyl. Om vi försöker få in samma antal hela varv på en kortare molekyl, så får vi problem! Man brukar tala om topologisk stress! Om man har samma linking number på en kortare DNA molekyl, då skapas en topologisk stress. När man tvingar in fler varv på kortare sträcka, så bildas s.k. supercoils. Supercoils bildas t.ex. framför replikationsgaffeln när man tvingar isär DNA. Detta kallas positiva supercoils!! Supercoils bildas framför replikationsgaffeln när man tvingar isär DNA. Finns det möjligheter att ta bort supercoils? Topoisomeraser är enzymer som kan ta förändra linking number (Lk) hos DNA! Det finns två typer av topoisomeraser: Typ I tar bort supercoils. Det är en termodynamiskt gynnsam reaktion och sker därför utan att man behöver tillföra extra energi. Typ II tar bort, men kan också skapa supercoils. Denna reaktion behöver ATP. Typ I topoisomeraser – klyver ena strängen i DNA • Typ I topoisomeraser klyver ena DNA strängen • Den klyvda strängen roterar ett varv runt den andra strängen. • DNA klyvda DNA strängen försluts. • Lk förändras på detta sätt med 1. • Reaktionen kan upprepas. Topoisomeras II - klyver båda strängarna i DNA och för en annan dubbelsträngad sträcka igenom. Topoisomeras I Lk förändras med en faktor 1. Topoisomeras II Lk förändras med en faktor 2. Topoisomeras II sitter framför replikationsgaffeln och tar bort positiva supercoils! I bakterier kallas topoisomeras typ II ofta för Gyras. Gyras-hämmare är en viktig grupp av antibiotika! Ett exempel är Ciprofloxacin - ett bredspektrum- antibiotika som bl.a. ges vid svåra urinvägsinfektioner. Topoisomerashämmare används även vid cancerbehandling. Camptothecin inhiberar humant topoisomeras. \ No newline at end of file diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/DNA replikation_V2025-2.pdf b/content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.pdf.pdf similarity index 100% rename from content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/DNA replikation_V2025-2.pdf rename to content/Biokemi/Cellulära processer/DNA replikation/Slides.pdf.pdf diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.md new file mode 100644 index 0000000..abb7b7b --- /dev/null +++ b/content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.md @@ -0,0 +1 @@ +Initiering och terminering av DNA-replikation i eukaryota celler Den eukaryota replikations-gaffeln DNA-helikaset: CMG helikaset -består av tre delar: MCM, Gins och Cdc45 Det enkelsträngsbindande proteinet: Replication protein A (RPA) Den eukaryota replikations-gaffeln DNA polymeraset på leading strand: DNA-polymeras epsilon • 3’ to 5’ exonukleas aktivitet (proof-reading) • Arbetar tillsammans med clamp (PCNA) DNA polymeraset på lagging strand: DNA-polymeras delta • 3’ to 5’ exonukleas (proof- reading) • Arbetar tillsammans med clamp (PCNA) Sliding clamp: PCNA Primaset finns inte med på bilden! I eukaryota celler är primaset ett kombi- enzym: DNA-polymeras alfa-primas • Startar DNA replikation på både leading och lagging strand, men lämnar sedan. • Har både primas aktivitet och DNA polymeras-aktivitet • Syntetiserar en kort RNA-primer och sedan 20 nt DNA. • Sedan ersätts DNA pol alfa-primas av antingen DNA pol epsilon eller DNA pol delta DNA-polymeras alfa-primas PCNA Sliding clamp – ökar processiviteten hos DNA-polymeras delta och epsilon, genom att förhindra att de lämnar DNA- templatet. Sitter som en ring runt DNA. Fjärlisexantem En autoimmun sjukdom med antikroppar mot antigener i cellkärnan (ANA – antinukleära antikroppar). Antikroppar mot PCNA är mycket vanligt vid SLE . Cellcykeln DNA-replikation sker endast i S-fas Allt DNA replikeras en gång i varje cell-cykel. DNA-replikation startar från origins of replication. • Humana genomet är 3 x 109 bp • 30 000 origins • Avstånd mellan origins är 50 – 300 kb Origin recognition complex • Binder till eukaryota origins of replication • Ett komplex som består av 6 proteiner som sitter bundna till origin under hela cellcyklen. Hur påbörjas DNA replikation? Två rekryterings faktorer hjälper ORC att locka till sig DNA helikaset MCM. • ORC är bundet till origin genom hela cellcykeln • Vid aktivering rekryteras först två laddningsfaktorer (Cdc6 och Cdt1) till ORC. • Cdc6, Cdt1 och ORC laddar sedan MCM-helikaset på DNA i en ATP-beroende process. • Laddning av MCM sker i G1 Reglering av initiering under cellcykeln (1). • CDK är proteinkinaser som reglerar cellcykelns progression. • I S-fas stiger mängden av cyklin- beroende kinas (CDK). • CDK stimulerar laddning av Cdc45 och GINS på MCM. De tre proteinerna bildar tillsammans. bildar det CMG-helikaset. Cdc45 och Gins laddas, MCM-helikastet aktiveras Reglering av initiering under cellcykeln (2). • CMG-helikaset smälter DNA vid origin of replication. • DNA polymeras alfa-primas laddas och kan starta bidirektionell replikation. • Viktigt att separera laddningen av MCM- helikaset från dess aktivering! På det viset säkerställs att DNA-replikation endast initieras en gång under cell- cykeln. Problem vid DNA-replikation Hur kan ändarna på linjärt DNA replikeras? Vi måste ju ha en RNA-primer? Detta är ett klassiskt problem. reverse Ändarna på kromosomer kallas telomerer! Dessa blir allt kortare med tiden i de flesta av vår kropps celler. När de försvinner dör cellen! Celler kan därför bara dela sig ett visst antal gånger! Gäller inte cancerceller och stamceller, som kan fortsätta dela på sig och deras telomerer förkortas inte! Hur går det till? Det finns s.k. ”omvänt transkriptas” – enzymer som kan syntetisera DNA med RNA som mall. Enzymet telomeras förlänger kromosomändar. Sker genom att lägga till en kort, repeterad sekvens på 6 nt. Enzymet Telomeras är ett omvänt transkriptas. Har med sig en egen RNA molekyl som den använder som mall för att syntetisera en kort DNA sträcka om och om igen. Aktivt telomeras finns t.ex. i stamceller och i cancerceller. \ No newline at end of file diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Initiering_terminering_Eukaryot_DNA replikation_VT2025-1.pdf b/content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.pdf.pdf similarity index 100% rename from content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Initiering_terminering_Eukaryot_DNA replikation_VT2025-1.pdf rename to content/Biokemi/Cellulära processer/Initiering och terminering av DNA replikation/Slides.pdf.pdf diff --git a/static.py b/static.py index c859fa2..77731a6 100644 --- a/static.py +++ b/static.py @@ -1,5 +1,7 @@ from obsidian_parser import Vault v = Vault("content") -for note in v.notes: - print(note.reading_view) \ No newline at end of file +note = v.get_note("Biokemi/Cellulära processer/Transport över cellmembran/Anteckningar.md") +import pprint +pprint.pprint(note.reading_view) +raise SystemExit(0) \ No newline at end of file