Spotkanie w sprawie węzłów na autostradzie A-2 w województwie lubuskim węzły
Elementy teorii węzłów w biologii...
-
Upload
trinhnguyet -
Category
Documents
-
view
230 -
download
0
Transcript of Elementy teorii węzłów w biologii...
![Page 1: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/1.jpg)
Elementy teorii węzłów w biologii molekularnej
Katarzyna Kukułagr. 10 B2
![Page 2: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/2.jpg)
Odkrycie DNA
Rys. 1 Francis Crick.
Rys. 2 James Watson.
James Watson i Francis Crick w 1953 roku dokonali przełomowego dla medycyny odkrycia budowy
cząsteczki DNA.
W 1962 roku wraz z Maurice Wilkins otrzymali nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.
Watson liczył wtedy zaledwie 25 lat!
Rys. 3 Helisa DNA2
![Page 3: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/3.jpg)
Budowa cząsteczki DNA
Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) jest zbudowany z pojedynczych, powiązanych ze sobą monomerów -
NUKLEOTYDÓW
W nim jest zakodowana informacja genetyczna decydująca o fenotypie komórki lub całego
organizmu.
Rys. 4 Cząsteczka DNA jest dwuniciowa.
3
![Page 4: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/4.jpg)
W skład każdego nukleotydu wchodzi NUKLEOZYD czyli cukier DEOKSYRYBOZA
połączony z ZASADĄ AZOTOWĄ oraz RESZTA KWASU FOSFOROWEGO.
Budowa cząsteczki DNA
Cytozyna Tymina Uracyl
ZASADY AZOTOWE dzielimy na jednopierścieniowe PIRYMIDYNY oraz dwupierścieniowe PURYNY.
Adenina Guanina
Rys. 6 Zasady pirymidynowe (pirymidyny). Rys. 7 Zasady purynowe (puryny).
Rys. 5 Nukleozyd adenozyna
4
![Page 5: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/5.jpg)
Cechy budowy cząsteczki DNA
pirymidyna
deoksyryboza
puryna
wiązanie wodorowe
wiązanie
Dwuniciowe DNA
fosfo-diestrowe
DNA jest dwuniciowy, składa się z dwóch ułożonych naprzeciwko siebie
nici, tworząc swoistą drabinę.
Komplementarny – naprzeciw adeniny jednej nici występuje zawsze tymina drugiej nici, naprzeciwko cytozyny -
guanina
Dwubiegunowy oraz antyrównoległy. DNA występuje w postaci spiralnej –
helisy.
Rys. 8 Fragment cząsteczki kwasu deoksyrybonukleinowego. 5
![Page 6: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/6.jpg)
Budowa cząsteczki DNA
Cząsteczka DNA jest przeważnie prawoskrętna – B-DNA
Inne formy: Prawoskrętne A, C, D i E-DNA Lewoskrętna Z-DNA
A-DNA B-DNA Z-DNA
Rys. 9 Rodzaje helis DNA.
6
![Page 7: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/7.jpg)
Replikacja cząsteczki DNA
Rys. 10 Proces replikacji DNA.
Replikacja jest procesem wiernego powielania DNA i z reguły poprzedza podział komórki.
Jej celem jest zbudowanie identycznej kopii (klonu) DNA, którą będzie można przekazać komórce
potomnej.
Ma charakter SEMIKONSERWATYWNY – po rozpleceniu nici „starego” DNA do każdej z nich
dobudowywana jest „nowa” nić.
MacierzystyDNA
Cukier –deoksyryboza
Pary zasadowe
Stara nić
Nowa nić
Potomne DNA
W rezultacie powstają dwie cząsteczki DNA , z czego każda jest w połowie „stara”, a w połowie „nowa”.
7
![Page 8: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/8.jpg)
Kwas rybonukleinowy - RNA
Kwas rybonukleinowy jest jednoniciowy.
Zasadą komplementarną do adeniny jest uracyl.
Zamiast deoksyrybozy zawiera rybozę.
Rys.11 Fragment kwasu rybonukleinowego – RNA.
8
![Page 9: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/9.jpg)
In vivo DNA rzadko występuje jako cząsteczka liniowa o wolnych końcach. W komórkach bakterii odkryto, że
zarówno chromosom bakteryjny jak i plazmidy są koliste. Bakterie i niektóre wirusy zawierają koliste cząsteczki
DNA, termin ten wskazuje na ciągłość łańcucha polinukleotydowego, a nie na jego kształt. .
Koliste i superhelikalne formy DNA
W genomach Eukaryota, DNA zorganizowany jest w postaci dużych pętli, unieruchomionych w macierzy
jądrowej. SUPERHELIKALNE koliste cząsteczki DNA ulegają dodatkowemu upakowaniu
SUPERHELISA powstaje w wyniku skręcenia helisy w przestrzeni dookoła własnej osi.
Dwuniciowe DNA
Histony
Chromatyda
Liniowy DNA
Nukleosom
Zwinięta spirala
SUPERHELISA
Rys.12 Upakowanie DNA.
Dodatkowe skręty w cząsteczce superhelisy są powodem powstawania napięć torsyjnych (skręceniowych).
9
![Page 10: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/10.jpg)
Koliste i superhelikalne formy DNA
Kolista cząsteczka DNA nie wykazująca żadnych
splotów jest ZRELAKSOWANA.
Kolista – zrelaksowana cząsteczka DNA
Dodatni superhelikalny
DNA
Ujemny superhelikalny
DNA
Super-helikalnecząsteczki DNA są skręcone dodatnio i ujemnie
Rys. 11 DNA może ulegać skręceniu dodatniemu lub ujemnemu.
10
![Page 11: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/11.jpg)
Liczba opleceń - Lk
Zrelaksowany DNA Lk=20
Ujemnasuperhelisa
Lk = 18
Dodatnasuperhelisa
Lk = 22
ΔLk = -2 ΔLk =+2
Jedną z najbardziej istotnych właściwości topologicznych kolistej cząsteczki jest liczba opleceń
Lk (linking number).
LK wyznacza liczbę opleceń wokół siebie dwóch nici w podwójnej helisie w stosunku do liczby opleceń w
tej samej cząsteczce w formie całkowicie zrelaksowanej
Liczba opleceń równa jest sumie dwóch wartości: T (twisting number) – liczbie skrętów
i W (writhing number) liczbie zwojów. Liczbę opleceń można wyliczyć ze wzoru:
Lk= W + T
Rys. 12 Liczba opleceń DNA. 11
![Page 12: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/12.jpg)
Liczba opleceń - Lk
W przyrodzie występują powszechnie cząsteczki DNA o strukturze superhelikalnej ujemnej. Ujemne superskręty tworzące się w cząsteczce DNA są niezbędne do rozdzielenia dwóch nici.
Superhelikalność odgrywa dużą rolę w procesach replikacji, transkrypcji i rekombinacji.
Wartość T określa liczbę skrętów jednej nici DNA wokół drugiej, czyli mówi o liczbie skrętów w dupleksie.
Liczba zwojów W określa ile razy dana cząsteczka przeplata się ze sobą (skrzyżowanie osi helisy). Dla zrelaksowanej kolistej cząsteczki DNA liczba zwojów W przybiera wartość zero.
Rys.13 Skrzyżowanie osi helisy.
12
![Page 13: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/13.jpg)
PODSUMOWANIE:DNA posiada strukturę podwójnej helisy. W niektórych przypadkach DNA, może przyjąć postać
pierścienia złożonego z pojedynczej nici lub zwiniętych w podwójną helisę.
Ta pojedyńcza nić DNA może ulegać przekształceniu w
WĘZEŁ LUB SPLOT.
Elementy teorii węzłów w biologii molekularnej
Rys. 14 Wizualizacja DNA za pomocą mikroskopu elektronowego. 13
![Page 14: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/14.jpg)
Wizualizacja cząsteczek DNA
Rys. 15 Wizualizacja DNA za pomocą mikroskopu elektronowego.
14
![Page 15: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/15.jpg)
Matematyczny model DNA
OPIS MATEMATYCZNY CZĄSTECZKI DNA:Matematyczny model dla cząsteczki DNA stanowi cienka, długa, wąsko skręcona wstążka.
Rys. 16 Matematyczny model cząsteczki DNA.
15
![Page 16: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/16.jpg)
Matematyczny model DNA
Dwie krzywe C1 oraz C2 stanowią granicę wstążki B stanowiącej zamknięta nić DNA.
Wpłynie to również, na zmianę orientacji krzywych C1 oraz C2.
Możliwa jest zmiana orientacji krzywej C, stanowiącej oś symetrii wstążki B.
W rzeczywistości, liczba opleceń pomiędzy C1 i C2[Lk (C1, C2)] jest niezmienna, a jej zmiany ma bardzo
istotny wpływ na strukturę cząsteczki DNA.
Zmniejszenie liczby opleceń prowadzi do dalszego skręcania cząsteczki DNA czyli do struktury SUPERHELIKALNEJ.
Rys. 17 Matematyczny model cząsteczki DNA.
16
![Page 17: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/17.jpg)
Chromosom bakteryjny, niezależnie od postaci w jakiej występuje, musi przyjąć strukturę
umożliwiającą jego upakowanie wewnątrz komórki. Procesy w jakich bierze udział nukleoid czyli
replikacja czy transkrypcja również wpływają na jego topologię.
Rys. 18 Rekombinacja chromosomu bakteryjnego.
Wykazano, że dużą rolę w upakowaniu cząsteczki DNA pełni wprowadzanie negatywnych superskrętów w jej obrębie.
U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te zachodzą często jednocześnie, przez co chromosom staje się
cząsteczką niezwykle dynamiczną i podlegającą ciągłym, przestrzennym rearanżacjom.
Negatywnie superskręcony DNA w komórce E. coli występuje
w postaci kilkuset domen.
.
Chromosom bakteryjny
17
![Page 18: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/18.jpg)
Topoizomerazy
W kontrolowanie superskręcenia DNA zaangażowane są białka zwane TOPOIZOMERAZAMI.
Enzymy te katalizują reakcję nacięcia, przemieszczenia nici DNA oraz religacji wiązania fosfodiestrowego.
.
Rys. 19 Enzym Topoizomeraza.
Różny mechanizm działania topoizomeraz stał się podstawowym kryterium ich podziału na dwa typy - I oraz II, które nacinają odpowiednio jedną lub dwie nici DNA.
18
![Page 19: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/19.jpg)
Topoizomeraza I
TOPOIZOMERA Typu I katalizujące przejściowe rozerwanie pojedynczej
nici w helisie DNA.
Rozcina jedną nić DNA i relaksuje ujemne superskręty w DNA.
U wszystkich eukariontów zidentyfikowano zarówno
topoizomerazy podtypu IA, jak również IB.
Rys. 20 Schemat przedstawiający mechanizm działania Topoizomery I.
19
![Page 20: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/20.jpg)
Topoizomeraza typu IA
Topoizomeraza IA rozpoznaje i wiąże DNA (A).
W efekcie nukleofilowego ataku grupy hydroksylowej reszty tyrozyny w centrum katalitycznym
topoizomerazy na wiązanie fosfodiestrowe dochodzi do jego hydrolizy (wiązania fosfodiestrowego).
Jednocześnie następuje utworzenie przejściowego kompleksu kowalencyjnego między grupą hydroksylową tyrozyny, a uwolnioną grupą fosforanową na 5'-końcu przeciętej nici (B). .
Rys. 21 Mechanizm działania Topoizomerazy typu IA. 20
![Page 21: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/21.jpg)
Topoizomeraza typu IA
Rys. 22 Mechanizm działania Topoizomerazy typu IA.
Następnie nietknięta nić jest przeciągana przez utworzone pękniecie (C).
Pełen cykl katalityczny kończy się religacjąwiązania fosfodiestrowego i uwolnieniem
cząsteczki kwasu deoksyrybonukleinowego (D).
Następstwem działania topoizomeraz typu I jest usunięcie jednego, negatywnego
superskrętu z cząsteczki DNA po każdym cyklu katalitycznym
21
![Page 22: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/22.jpg)
Katenacja
Rys. 23 Tworzenie przez topoizomerazę I katenatu z dwóch pojedynczych, kolistych cząsteczek DNA.
Topoizomerazy uczestniczą w tworzeniu lub rozwijaniu katenatów w kolistym DNA.
KATENACJA jest procesem zaplatania nici polinukleotydowych w struktury przypominające ogniwa
łańcucha w dwuniciowym DNA Po przecięciu jednej z nici, druga nić przechodzi przez przerwę a po
połączeniu przerwy powstaje KATENAT.
22
![Page 23: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/23.jpg)
Efekt działania topoizomerazy I
Rys. 24 Węzły powstałe na skutek działania topoizomerazy I.
Schemat przedstawia węzły wytworzone przez topoizomerazę I, bez uwzględniania
enancjomerów i węzłów chiralnych. Węzeł 6 ma 3 stereoizomery.
Pozostałe węzły są chiralne i wykazują występowanie dwóch enancjomerów.
Wszystkie węzły posiadające 7 lub mniej przecięć są wytwarzane przez
topoizomerazę I.
23
![Page 24: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/24.jpg)
Topoizomeraza II
Topoizomerazy klasy II relaksują ujemne i dodatnie superskręty DNA. Reakcja ta wymaga ATP i polega
na rozerwaniu dwóch nici DNA w helisie a następnie przeciągnięcia innego regionu dupleksu przez
powstałą przerwę.
Reakcje te zachodzą w niespecyficznych regionach dupleksu DNA, gdyż enzym nie rozpoznaje
sekwencji zasad w miejscu skrzyżowania dwuniciowego DNA.
Rys. 25 Mechanizm działania Topoizomerazy II.
24
![Page 25: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/25.jpg)
Topoizomeraza II
Najlepiej poznaną topoizomerazą grupy II jest gyrazaDNA wyizolowana z komórek E. coli. Gyraza DNA
katalizuje tworzenie struktur superhelikalnych i generuje ujemne superskręty w bakteryjnym
kolistym DNA.
Gyraza zmienia dodatnie superskręty w ujemne. Przy braku ATP gyraza może relaksować negatywne, ale
nie dodatnie superskręty. Wprowadzanie przez gyrazę ujemnych superskrętów przebiega w kilku
etapach .
Rys. 26 Mechanizm działania gyrazy. 25
![Page 26: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/26.jpg)
Topoizomeraza II
Rys. 27 Mechanizm działania gyrazy.
Gyraza stabilizuje dodatni superskręt.
Obie nici DNA zostają przecięte.
Ostatecznie przerwane nici zostają ponownie połączone.
26
![Page 27: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/27.jpg)
Zlokalizowana specyficzna rekombinacja
Rys. 28 Zlokalizowana specyficzna rekombinacja.
27
Specyficzna rekombincja jest operacją lokalną. Działanie rekombinazy na DNA polega na przesunięciu fragmentu cząsteczki w inną pozycję w jej obrębie lub do dołączenia fragmentu innej cząsteczki DNA
do swojej struktury.
Dwa punkty zlokalizowane na tych samych lub
różnych cząsteczkach DNA zbliżają się do siebie w
wyniku działania rekombinazy lub przypadkowych
ruchów termicznych. Enzym powoduje przecięcie
DNA w miejscach styku dwóch cząsteczek.
Następnie luźne końce ulegają rekombinacji w innej
kombinacji niż wyjściowa cząsteczka DNA.
![Page 28: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Zlokalizowana specyficzna rekombinacja
Rys. 29 Zlokalizowana specyficzna rekombinacja.
DNA przed działaniem rekombinazy nosi nazwę substatu, natomiast po procesie –
produktu. Rekombinacja zachodzi w dwóch etapach.
Przejście formy A do formy B określane jest zwijaniem.
Do formy B przyłącza się enzym w wyniku czego, powstaje kompleks synaptyczny. Ostatnim etapem jest jego rekombinacja.
![Page 29: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/29.jpg)
Zlokalizowana specyficzna rekombinacja
Rys. 30 Możliwe produkty działania rekombinazy.
29
Jeśli rekombinaza działa na okrągłym DNA, który nie jest węzłem i ma strukturę superhelikalnąpowstają sploty. Najczęściej produktem jest splot Hopfa (A).
Dalsza rekombinacja prowadzi do powstania produktu B.Trzy rekombinacje powodują powstanie splotu Whiteheada (C).
![Page 30: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/30.jpg)
Dwuwartościowy węzeł składający się z dwóch oddzielnych receptorów
integrinowych połączonych z epitopami(RGB) w sąsiednich pętlach o nazwie 3-4A
jest strukturą intensywnie badaną przez naukowców.
Pozytonowa Tomografia Emisyjna (PET)
Poddano go znakowaniu fluorescencyjnymu grupą (18F-NFP). Tak utworzona sonda F-FP−3-4A okazała się być przydatna jako sonda w Pozytonowej Tomografii Emisyjnej do wykrywania
integryny αvβ3, która świadczy o występowaniu nowotworów u żywych zwierząt.
Rys. 31 Sonda F-FP−3-4A.
30
![Page 31: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/31.jpg)
Literatura: Marcin Szafran, Jolanta Zakrzewska-Czerwińska , Dagmara Jakimowicz, Bakteryjne topoizomerazy
typu I - rola biologiczna i zastosowanie jako potencjalnych celów dla antybiotyków, Postepy Hig Med Dosw.2013; 67: 130-142
Kunio Murasugi , Knot Theory and Its Applications, Boston 1996
Jenny Tompkins, Modeling DNA with Knot Theory: An Introduction, University of Texas
Lei Jiang, Richard H. Kimura, Xiaowei Ma, Yingfeng Tu, Zheng Miao, Bin Shen, Frederick T. Chin, Hongcheng Shi, Sanjiv Sam Gambhir, and Zhen Cheng, A Radiofluorinated Divalent Cystine Knot Peptide for Tumor PET Imaging, Mol. Pharmaceutics 2014, 11, 3885−3892
Dorothy Buck, DNA Topology, Proceedingd of Symposia in Applied Mathematics, 2009, 66
http://www.elis-gen.com/pl/
http://www.pnas.org
http://www.ncbi.nlm.nih.gov
31
![Page 32: Elementy teorii węzłów w biologii molekularnejmaciej.zakarczemny.pl/wp-content/uploads/2015/09/17_Elementy... · U bakterii, zwłaszcza tych szybko się dzielących, procesy te](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021606/5c7795e209d3f21d538c06cf/html5/thumbnails/32.jpg)
Dziękuję za uwagę
32