Podstawowe metody i podejścia badawcze genetyki. Genomika funkcjonalna, biologia systemów, biologia syntetyczna

Podobne dokumenty
Biologia molekularna genu - replikacja

Biologia molekularna genu. Replikacja i stabilność genomu

Biologia molekularna genu. Replikacja i stabilność genomu c. d.

Podstawowe strategie i narzędzia genetyki molekularnej

Zarys biologii molekularnej genu. Replikacja i stabilność genomu

Zarys biologii molekularnej genu. Replikacja i stabilność genomu

Zarys biologii molekularnej genu Replikacja DNA

Genomika funkcjonalna

Spis treści 1 Komórki i wirusy Budowa komórki Budowa k

Podstawy genetyki II. Metody badawcze i strategie genetyki i genomiki. Organizmy modelowe.

Podstawy genetyki III. Biologia molekularna genu, replikacja, mutageneza, naprawa DNA

Spis treœci VII. Przedmowa... V. Wykaz u ywanych skrótów... XV. Wstêp Historia wirusologii Klasyfikacja wirusów...

Podstawy biologii. Podstawy biologii molekularnej

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

Metody badawcze genetyki i genomiki. Od inżynierii genetycznej do biologii syntetycznej

Czego nie wiedzą genetycy. wyzwania biologii w XXI wieku

Jak działają geny. Podstawy biologii molekularnej genu

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Podstawy genetyki III. Biologia molekularna genu, replikacja, mutageneza, naprawa DNA

Podstawy genetyki III. Biologia molekularna genu, replikacja, mutageneza

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

Prokariota i Eukariota

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Podstawy genetyki. Dziedziczenie wieloczynnikowe na przykładzie człowieka. Asocjacje.

Podstawy genetyki III. Biologia molekularna genu, replikacja, mutageneza, naprawa DNA

Geny i działania na nich

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

Kod grupy: 1, 2, 4, 5, 6, 7

Wymagania edukacyjne Biologia na czasie, zakres podstawowy

Wykład 14 Biosynteza białek

REPLIKACJA, NAPRAWA i REKOMBINACJA DNA

Instrukcja obsługi platformy zakupowej e-osaa (klient podstawowy)

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

Wymagania edukacyjne Biologia na czasie, zakres podstawowy klasa I

Udoskonalona wentylacja komory suszenia

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

Politechnika Warszawska Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych ul. Koszykowa 75, Warszawa

Temat lekcji: Bakterie a wirusy.

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

Przygotowały: Magdalena Golińska Ewa Karaś

Praca na wielu bazach danych część 2. (Wersja 8.1)

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Wymagania edukacyjne

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: EIB BN-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Specjalność: Bionanotechnologie

Projekt. Projekt opracował Inż. Roman Polski

PODSTAWY BIOINFORMATYKI 2 SEKWENCJONOWANIE GENOMÓW

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

OŚWIETLENIE PRZESZKLONEJ KLATKI SCHODOWEJ

Niniejszy ebook jest własnością prywatną.

Przewodnik dla instruktora dotyczący raka skóry. (Plany lekcyjne) POZNAJ NAJNOWSZE INFORMACJE NA TEMAT BADAŃ NAD ZDROWIEM FINANSOWANIE: AUTORZY

Techniczne nauki М.М.Zheplinska, A.S.Bessarab Narodowy uniwersytet spożywczych technologii, Кijow STOSOWANIE PARY WODNEJ SKRAPLANIA KAWITACJI

Edycja geometrii w Solid Edge ST

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

API transakcyjne BitMarket.pl

GENETYKA. Budowa i rola kwasów nukleinowych Geny i genomy Replikacja DNA NM G

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Rozkład materiału nauczania biologii w klasie III gimnazjum

oraz wykazuje, że powinna zachodzić przed podziałem komórki recesywność, rekombinacja autosomalne intronem genomów bakterii i organizmów genetyczna

Bezpieczna dzielnica - bezpieczny mieszkaniec

Nagroda Nobla z fizjologii i medycyny w 2004 r.

Regulamin Projektów Ogólnopolskich i Komitetów Stowarzyszenia ESN Polska

Nośnikiem informacji genetycznej są bardzo długie cząsteczki DNA, w których jest ona zakodowana w liniowej sekwencji nukleotydów A, T, G i C

CYFROWY MIERNIK REZYSTANCJI UZIEMIENIA KRT 1520 INSTRUKCJA OBSŁUGI

Badanie bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDCM)

Ćwiczenie nr 7. Instalacja siłowa gniazd trójfazowych natynkowa kabelkowa.

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

Warunki Oferty PrOmOcyjnej usługi z ulgą

enova Workflow Obieg faktury kosztowej

Microsoft Management Console

Podstawy genetyki molekularnej

PREFABRYKOWANE STUDNIE OPUSZCZANE Z ŻELBETU ŚREDNICACH NOMINALNYCH DN1500, DN2000, DN2500, DN3200 wg EN 1917 i DIN V

... pieczątka firmowa Wykonawcy OŚWIADCZENIE

Biologiczne podstawy ewolucji. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

FUNDACJA PRO POMERANIA SŁUPSK ul. Dominikańska 5-9

Przeniesienie lekcji SITA z płyt CD na ipoda touch

Instalacja. Zawartość. Wyszukiwarka. Instalacja Konfiguracja Uruchomienie i praca z raportem Metody wyszukiwania...

Konferencja Sądu Arbitrażowego przy SIDiR WARUNKI KONTRAKTOWE FIDIC KLAUZULA 13 JAKO ODMIENNY SPOSÓB WYKONANIA ROBÓT A NIE ZMIANA UMOWY

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

DZIAŁALNOŚĆ INNOWACYJNA PRZEDSIĘBIORSTW

1. Podstawy budowania wyra e regularnych (Regex)

Podstawowe strategie i techniki genetyki molekularnej

Numer pytania Numer pytania

WYKŁAD 8. Postacie obrazów na różnych etapach procesu przetwarzania

Zawartość. Wstęp 1. Historia wirusologii. 2. Klasyfikacja wirusów

Opisy. Ikona: Polecenie: STCFG Menu: Stal Konfiguracja

Techniki korekcyjne wykorzystywane w metodzie kinesiotapingu

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU Transkrypcja RNA

Egzamin gimnazjalny. Biologia. Także w wersji online TRENING PRZED EGZAMINEM. Sprawdź, czy zdasz!

DANE UCZESTNIKÓW PROJEKTÓW (PRACOWNIKÓW INSTYTUCJI), KTÓRZY OTRZYMUJĄ WSPARCIE W RAMACH EFS

Czy warto byd w sieci? Plusy i minusy nakładania się form ochrony przyrody wsparte przykładami Słowioskiego Parku Narodowego

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wymagania edukacyjne Biologia kl. 1 zakres podstawowy Biologia na czasie

Metoda LBL (ang. Layer by Layer, pol. Warstwa Po Warstwie). Jest ona metodą najprostszą.

Program profilaktyczny

ŠkodaOctavia Combi 4 4 & Superb 4 4

VinCent Office. Moduł Drukarki Fiskalnej

Inżynieria Genetyczna ćw. 3

Transkrypt:

Podstawowe metody i podejścia badawcze genetyki Genomika funkcjonalna, biologia systemów, biologia syntetyczna

Co to znaczy? TCACAATTTAGACATCTAGTCTTCCACTTAAGCATATTTAGATTGTTTCCAGTTTTCAGCTTTTATGACTAAATCTTCTAAAATTGTTTTTCCCTAAATGTATATTTTAATTTG TCTCAGGAGTAGAATTTCTGAGTCATAAAGCGGTCATATGTATAAATTTTAGGTGCCTCATAGCTCTTCAAATAGTCATCCCATTTTATACATCCAGGCAATATATGAGAG TTCTTGGTGCTCCACATCTTAGCTAGGATTTGATGTCAACCAGTCTCTTTAATTTAGATATTCTAGTACATACAAAATAATACCTCAGTGTAACCTCTGTTTGTATTTCCCT TGATTAACTGATGCTGAGCACATCTTCATGTGCTTATTGACCATTAATTAGTCTTATTTGTTAAATGTCTCAAATATTTTATACAGTTTTACATTGTGTTATTCATTTTTTAAA AAATTCATTTTAGGTTATATGTATGTGTGTGTCAAAGTGTGTGTACATCTATTTGATATATGTATGTCTATATATTCTGGATACCATCTCTGTTTCATGCATTGCATATATATTT GCCTATTTAGTGGTTTATCTTTTCATTTTCTTTTGGTATCTTTTCATTAGAAATGTTATTTATTTTGAGTAAGTAACATTTAATATATTCTGTAACATTTAATGAATCATTTTATG TTATGTTTAGTATTAAATTTCTGAAAACATTCTATGTATTCTACTAGAATTGTCATAATTTTATCTTTTATATACATTGATATTTTTATGTCAAATATGTAGGTATGTGATATTATG CACATGGTTTTAATTCAGTTAATTGTTCTTCCAGATGTTTGTACCATTCCAACATCATTTAAATCATTAAATGAAAAGCCTTTCCTTACTAGCTAGCCAGCTTTGAAAATC CATTCATAGGGTTTGTGTTAATATATTTTTGTTCTTTTTTTTCCTTTCTACTGATCTCTTTATATTAATACCTACTGTGGCTTTATATGAAGTCATGGAATAATACGTAGTAAG CCCTCTAACACTGTTCTGTTACTGTTGTTATTGTTTTCTCAGGGTACTTTGAAATATTCGAGATTTTATTATTTTTTAGTAGCCTAGATTTCAAGATTGTTTTGACGATCAAT TTTTGAATCAATTGTCAATATTTTTAGTAATAAAATGATGATTTTTGATTGGAAATACATTAAATCTATAAGCCAAATTGGAGATTATTGATATATTAACAAAAATGAGTTTTCC AGTCCATGAATGTATGCACATTATAAAATTCATTCTTAAGTATGTCATTTTTTAAGTTTTAGTTTCAGCAGTATATGTTTGTTACATAGGTAAACTCCTGTCATGGGGGTTA GTTGTACAGGTTATTTTATCATCCAGGCATAAAGCCCAGTACCCAGTAGTTATCTTTTCTGCTCCTCTCCCTCCTGTCACCCTCCACTCTCAAGTAGACCCCAGTTTC TGTTGTTCTCTTCTTTGCATTAATGACTTCTCATCATTTAGATTGCACTTGTAAGTGAGAACAGGACGTATGTGGTTTTCTACTCCTGTGTTAGTTTGCTAAGGATAACC ACCTCCATCTCCATCCATGTTCCCACAAAAGACATGATCTCCTTTTTTATGGCTGCATATTATTCCATGGTATATATGTACCACATTTTCTTTATCCAATCTGTCATTGATG GACATTTAGGTTGTTTCCACATCATTGCCGTTGTAAATACTGCTGCAGTGAATATTCGTGTGTATGTCTTTATGGTAGAATGATTTATATTCCTCTGGGTATATTTCCAAGT AATGGGATGGTTGGGTCAAATGGTAATTCTGCTTTTAGCTTTTTGAGGAATTGCCATATTGCCTTTCACAACGGTTGAACTAATTTATACTCCCAAGAGTGTATAAGTTG TTCCTTTTTCTCTGCAACCTCGACATCACCTGTTATTTATGACTTTTATATAATAGCCATTCTGCTGGTCTGAGATGGTATCTCATTATGATTTTGATTTGCATTTCTCTAAT GCTCAGTGATATTGAGCTTGGCTGCATATATGTCTTCTTTTAAAAATATCTGTTCATGTCCTTTGCCTAATTTATAACGGGGTTGTTTGTTTTTCTCTTGTAAATTTGTTTAA GTTCCTTATAGATTCTAGGTATTAAACCTTTTTTCAGAGGCGTGGCTTGCAAATATTTTCTCCCATTCTATAGGTTGTCTGTTTATTCTGTTGATAGTTTCCCTTGCTGTG CAGAAGCTCTTAACTTTAATTAGATCCGACTTGTCAATTTTTGCTTTGGTCGCAATTGCTTTTGATGTTATTGTCGTGAAATCTTTGCTAGTTCTTAGGTCCAGGATGATA TTGCCCAAGTTGTCTTCCAGGGCTTTTATAATTTTGGATTTTACATTTAAGTCTTAATATATTTATTAAATTTGTTAGGGTTTCAGGATACAAGGACAATATAGCAGCAAAC AATGTAAAAGTAAAATCTGAAAAATAATAGAAAACAGTTTAATTGAACACTTTACCATTATGTAATGCCCTTCTTTGTCTTTCCTGATCTTTGTTGGTTTGAAGTTCAAAAA AGACAAACTTAATGGTACAATAGGTATTGTAGATTTCAGGACTTTCTGTATAAAATATTTTGTATATATGAATAGATCATTTTTTATTTCCAGTCTTTAAACATTTTCTTAACAT TTTCTTCTATTGCTTCACTTCACTCGCTAGGACCATCAGGACAGTGTTGAACAGAAATTGTCAGACTGATCATCACAACTTTTTCTAGATTTTAGAAGGAAATTTTTCTT TATTTCAACATAAAGCAGCATGTTAATGCCAAGTTTTAATATGTGTTATCAGATTGAAATTTTTTTGTATATTTCTACATTACCAAGAATTTTTAGCAAGAGTTTTTGTTGAG TTTTAATTTAAAAATCATTTGTTAATTTCATCTGATTTTTTTATTTCTCTTTTTACCTTAAGAGATTAAACTGACTACAGATTGAATATAAACAAACAAACAAACAAACAAAAA CTCTAAAATGCTGTGGATCAACACCACTTAGTAATTTGTATACTTGGATTCAATTTGCTGAAATTTTGTTAGACATTTTTGCGTCGATATTTATGAGGGATGTTGATCTGT AAAAGTATTAAAATGCCTTTGACAGATAGTGTCACCATATAAAAAACTTTGAACAAAATCAGATTATATCACTGTGGATATTTCTATTTTGAACTAACTTAGATGATAATTTT AATCTATATCCTAGATGAACT Mały fragment chromosomu 21

Odwrotna genetyka od genu do funkcji Genetyka tradycyjna Genetyka odwrotna Funkcja (mutacja, fenotyp) Gen (z sekwencji całego genomu) Identyfikacja i klonowanie Inaktywacja genu genu Analiza uzyskanego fenotypu Analiza genu

Odwrotna genetyka inaktywacja przez rekombinację

Odwrotna genetyka interferencja RNA Odkrycie roku 2002 regulacyjna rola małych RNA Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny 2006, za odkrycie mechanizmu interferencji RNA A. Fire i C. Mello

sirna - jak to działa? Efekt degradacja mrna Hannon G.J.: RNA interference, Nature 418, July 11, 2002

Zastosowania sirna Badanie funkcji genów ( odwrotna genetyka ) - szczególnie skuteczne u nicienia Caenorhabditis, ale działa też w komórkach owadów, ssaków i roślin Hamowanie wybranych genów jako metoda leczenia (np. zwalczania wirusów czy nowotworów) przykład: obniżenie poziomu receptora LDL ( zły cholesterol ) u myszy

Redagowanie genomu - system CRISPR/Cas9 System obronny bakterii przed fagami, zaadaptowany do edycji dowolnej sekwencji w genomie. Działa także u organizmów, dla których nie istnieją stabilne wektory. Nature 495, 50 51 (07 March 2013) doi:10.1038/495050a

Genomika funkcjonalna Wysokoprzepustowe analizy: ekspresji genów (mikromacierze, RNAseq) proteomu interakcji genetycznych i fizycznych fenotypów

Biologia systemów - wyzwanie Przejście od opisu genów (i ich produktów) do opisu działania całych systemów - genomów i komórek Zrozumienie dziedziczenia wieloczynnikowego wymaga stworzenia systemowego modelu współdziałania genów Przejście od opisu części do opisu całości Właściwości emergentne cechy całego systemu nie będące prostą ekstrapolacją cech jego elementów

A w biotechnologii? Współczesna biotechnologia molekularna bardzo sprawnie manipuluje pojedynczymi genami ekspresja heterologiczna transgeneza roślin A co z bardziej złożonymi, wieloczynnikowymi cechami?

Inżynieria ewolucyjna Brassica oleracea var. silvestris (brzoskiew) Brassica oleracea odmiany uprawne

Biologia syntetyczna Współczesna inżynieria genetyczna ograniczona jest do prostych systemów, gdzie za pożądaną funkcję odpowiada jeden lub kilka genów Biologia syntetyczna - projektowanie nowych systemowych właściwości organizmów żywych

Podejścia biologii syntetycznej od góry (top-down) - głęboka modyfikacja istniejących systemów minimalne genomy syntetyczne genomy przeprojektowane genomy Przykład - ortogonalny kod genetyczny

Pierwszy syntetyczny funkcjonujący genom 2010 Syntetyczny genom M. mycoides JCVIsyn1.0 (~1 mln par zasad) Złożony z 1000 kaset po 1080 pz Składanie z pomocą drożdży znaki wodne

Kolejny krok - syntetyczny genom minimalny Na podstawie JCVI-syn1.0 Usunięte geny, które nie są niezbędne do życia (w warunkach laboratorium) 531 kb, 473 geny

Inżynieria kodu genetycznego Zmiana kodonu stop na sensowny (może kodować niestandardowy aminokwas) Wprowadzenie równoległego kodu, np. czwórkowego, kodującego niestandradowe aminokwasy Lajoie et al., 2013, Science 342: 357-342 Davis, L., and Chin, J.W. (2012). Nat Rev Mol Cell Biol 13, 168 182.

Podejście od dołu (bottomup) Repertuar elementów i podstawowych obwodów Matematyczny model elementów Projektowanie i składanie systemów z elementów (cegiełek)

Metafora obwodu

What I cannot build I cannot understand Richard Feynman

Biologia molekularna genu Replikacja i stabilność genomu

Lektura Allison, rozdziały 2 i 6 Brown, rozdział 15

Funkcje informacji genetycznej Replikacja powielanie genomu, utrzymywanie stabilności genomu Ekspresja Odczytywanie informacji, niezbędne do funkcjonowania komórki Regulowana

Materiał genetyczny Bakterie zawierają czynnik transformujący, zdolny do przekazania informacji z martwych bakterii do żywych Frederick Griffiths, 1928

Natura materiału genetycznego Czynnikiem transformującym jest DNA Oswald Avery, Colin MacLeod, Maclyn McCarty, 1943

Materiał genetyczny Materiałem genetycznym są kwasy nukleinowe Materiałem genetycznym organizmów komórkowych jest kwas deoksyrybonukleinowy (DNA)

Budowa DNA DNA zbudowany jest z nukleotydów Łańcuchy mają kierunek 5-3 W cząsteczkach dwuniciowych łańcuchy są przeciwbieżne

Zasada komplementarności Na podstawie sekwencji jednej nici można jednoznacznie odtworzyć sekwencję nici komplementarnej 5 GATGTACTGATGACATA3 3 CTACATGACTACTGTAT5 5 GATGTACTGATGACATA3 3 CTACATGACTACTGTAT5

Istota replikacji Potomna kopia jest pełnoprawną matrycą umożliwiającą odtworzenie całości informacji

Replikacja Model semikonserwatywny: w każdej cząsteczce potomnej jedna nić rodzicielska i jedna nowa doświadczenie Meselsona i Stahla (Brown, r. 15)

Synteza DNA - polimeraza Synteza DNA (i RNA też) zawsze zachodzi przez dołączanie nowych nukleotydów do grupy OH na końcu 3 syntetyzowanej cząsteczki zawsze w jednym kierunku! Substratem są trójfosforany nukleotydów, enzymem polimeraza (zależna od DNA polimeraza DNA) Polimeraza DNA potrafi dobudowywać nukleotydy do istniejącego łańcucha, nie potrafi rozpocząć syntezy

Etapy replikacji Inicjacja Elongacja Terminacja

Inicjacja u bakterii Replikacja rozpoczyna się w miejscu ori Rozplecenie (topnienie) podwójnej helisy DNA

Inicjacja u Eukaryota

Elongacja

Replikacja małego genomu kolistego pętla D

Replikacja małego genomu kolistego rolling circle

Problem topologiczny Replikacja DNA postępując będzie generować naprężenia (superskręty) W DNA liniowym praktycznie nierozwiązywalne ze względu na upakowanie w komórce W DNA kolistym absolutnie nierozwiązywalne ze względu na brak wolnych końców

Problem topologiczny - topoizomerazy Topoizomeraza typu I wprowadza nacięcie w jednej z nici, przesuwa drugą nić przez przerwę i łączy końce Topoizomerazy typu II nacinają obie nici

Startery Startery do replikacji zbudowane są z RNA Za ich syntezę odpowiada aktywność prymazy Prymaza (polimeraza RNA zależna od DNA) syntetyzuje starter (RNA) dla polimerazy DNA, która go wydłuża

Prymaza U bakterii prymaza to odrębny enzym, syntezę DNA po niej przejmuje polimeraza DNA III U Eukaryota kompleks polimerazy α ma aktywność prymazy i polimerazy DNA - tworzy starter RNA i zapoczątkowuje syntezę DNA, po nim syntezę przejmują inne polimerazy (np. pol δ)

Aktywności polimeraz DNA Synteza DNA wszystkie polimerazy (z definicji). Egzonukleaza 3-5 korekcja błędów (większość polimeraz replikacyjnych, ale nie wszystkie). Egzonukleaza 5-3 naprawa uszkodzeń, usuwanie starterów. Niektóre polimerazy bakteryjne, u Eukaryota jest to osobny enzym.

Problem nici nieciągłej Na nici nieciągłej trzeba co pewien odcinek ponawiać syntezę startera fragmenty Okazaki

Maszyneria replikacyjna

Maszyneria replikacyjna Topoizomeraza - usuwa naprężenia Helikaza (DnaB) - rozdziela nici SSB stabilizuje jednoniciowy DNA Prymaza syntetyzuje startery Polimeraza (-y) Ligaza skleja fragmenty

Widełki replikacyjne - topologia

Dodatkowe czynniki Kompleksy białkowe o strukturze przesuwającego się pierścienia (sliding clamp) Zapewniają procesywność Regulacja i koordynacja replikacji Bakterie podjednostka β poliii Archaea PCNA typu arcahea Eukarionty PCNA

PCNA Proliferating Cell Nuclear Antigen Kompleks białkowy w formie pierścienia przesuwającego się po nici DNA w czasie replikacji Koordynuje różne etapy replikacji i syntezy DNA

Polimerazy bakteryjne PolIII (PolC) główny enzym replikacyjny, ma aktywność Exo 3-5 (korekta błędów), synteza do 1000 nt/s PolIII nie ma aktywności Exo 5-3 PolI (PolA) ma dodatkowo aktywność Exo 5-3, usuwa startery i dokańcza syntezę, do 20 nt/s Ligaza łączy zsyntetyzowane fragmenty (nie jest polimerazą)

Polimerazy bakteryjne c.d. PolII (PolB) naprawa uszkodzonego DNA w fazie stacjonarnej PolIV i polv synteza DNA w fazie stacjonarnej (poliv) i przy znacznych uszkodzeniach genomu (polv)

Polimerazy Eukaryota Pol α prymaza, wydłuża startery Pol β naprawa DNA Pol δ główny enzym replikacyjny Pol ε replikacja, kontrola cyklu kom., naprawa DNA Pol γ replikacja DNA w mitochondriach Polimerazy eukariotyczne nie mają aktywności Exo 5-3, startery RNA usuwają nukleazy FEN1, RnazaH i inne białka

Dwie klasy polimeraz O dużej wierności mało błędów, ale wrażliwe na uszkodzenia w matrycy zatrzymują się w miejscu uszkodzenia standardowe enzymy replikacyjne O niskiej wierności więcej błędów, ale mniej wrażliwe na uszkodzenia matrycy są w stanie kontynuować syntezę mimo uszkodzeń matrycy TLS (translesion synthesis) mechanizm umożliwiający dokończenie replikacji uszkodzonego DNA (zapobiega rearanżacjom genomu)

Uszkodzenia DNA i replikacja Obecność uszkodzeń w DNA hamuje inicjację replikacji Jeżeli w trakcie replikacji napotykane są uszkodzenia w DNA to uruchamiane są polimerazy TLS replikacja z błędami jest mniej ryzykowna, niż replikacja niedokończona Przy dużych uszkodzeniach DNA, przekraczających możliwości naprawy u bakterii - uruchomienie systemu SOS (replikacja za wszelką cenę) u wielokomórkowych Eukaryota - zatrzymanie cyklu (G0), apoptoza

System SOS u bakterii Przy rozegłych uszkodzeniach matrycy (miejsca AP, fotoprodukty, uszkodzone zasady) Białko RecA pokrywa matrycę Polimeraza V z RecA tworzy mutasom Replikacja zachodzi, ale generuje wiele błędów

Rola PCNA Ubikwitynacja i deubikwitynacja PCNA przełącza między replikacją TLS i wierną http://www.acsu.buffalo.edu/~kowalsk/dnarepair/

Trochę zamieszania Synteza DNA rozpoczyna się zawsze od startera RNA? Replikacja DNA rozpoczyna się od miejsca ori?

Synteza DNA rozpoczyna się zawsze od startera RNA? Odkryty w 2013 enzym PrimPol, aktywny w mitochondriach ssaków Jest polimerazą DNA typu TLS Jest w stanie zainicjować syntezę DNA od startera z DNA!!

Replikacja DNA rozpoczyna się od miejsca ori? Szczep Haloferax volcanii (Archaea) pozbawiony wszystkich miejsc ori Rośnie nawet szybciej od dzikiego Inicjacja replikacji przez rekombinację

Problem nici nieciągłej Na nici nieciągłej trzeba co pewien odcinek ponawiać syntezę startera fragmenty Okazaki