Ustna vprašanja - prof. Žakelj-Mavrič (z odgovori)

Datoteke:
DatotekaVelikost
Snemi datoteko (vprasanja.doc)vprasanja.doc99 kB
1) Katera tkiva lahko uporabijo ketonske spojine in kaj morajo imeti
Ketonska telesa lahko uporabijo možgani!, srce in skeletna mišičnina. Nastajajo pretežno v jetrih. Možgani lahko uporabljajo samo glukozo in ketonska telesa, ker slednja prehajajo skozi hematoencefalno bariero. Tkiva morajo imeti encim CoA transferazo (CoA donor je lahko sukcinilCoA, ki se pretvori v sukcinat ko CoA preda acetoacetatu).
2) Popravljanje napak na DNA
Napake se lahko popravljajo kot BER oz NER. BER je izrezava baz in potem celotnega nukleotida. DNA polimeraza ga doda, DNA ligaza zlepi vrzeli. NER je izrezava večjega dela nukleotidov.
3) Rifampicin in L-amanitin
Rifampicin deluje na B podenoto prokariontske RNA polimeraze.
L-amanitin je strup zelene mušnice. Prepreči delovanje RNA polimeraze II pri evkariontih in s tem prepreči nastanek mRNA. Prvi dan zastupitve je lahko vse vredu, ker ima organizem še dovolj sintetizitanih mRNA. Smrtna doza je 0,1g na kg telesne teže. Ob velikih količinah amanitina strup deluje tudi na RNA polimerazo III.
1) Receptorji za signalne molekule
Lahko se nahajajo na membrani celice ali v citosolu.
Vodotopni hormoni delujejo preko receptorjev na membrani celice. Samo singal se prenese v celico. Receptor je na zunanji celični membrani in ima 3 domene: zunajcelično, znotrajcelično in intermembransko. Hormoni zvišajo koncentracijo cAMP (glukagon, adrenalin,  receptor adrenalina, ACTH) ali jo znižajo (insulin, 2 adrenalin).
2) Obramba pred ROS in RNS
REAKTIVNE KISIKOVE SPOJINE-(so derivati kisika)
Radikali so nestabilne in zelo reaktivne oblike spojin, ki vključujejo enega ali več neparnih elektronov. V celici nastajajo v normalnih celičnih metaboličnih procesih ali pri izpostavitvi zunanjim virom oksidacije. Veliko molekularnega kisika se porablja med aerobnim metabolizmom (oksidativna fosforilacija), kjer se v celici reducira do H2O. Nekaj tega kisika (2-3) pa se lahko pretvori v reaktivne kisikove spojine. Mednje spadajo: hidroksilni radikal (HO.), superoksidni anion ( O2.), hidroperoksilni radikal (HOO.), vodikov peroksid (H2O2) (ta ne spada pod radikale),.. in drugi.
Fizična aktivnost lahko poveča tvorbo prostih radikalov na različne načine. Pri telesni obremenitvi se proces oksidativne fosforilacije še pospeši in kot posledica je povečana produkcija prostih radikalov. Do tvorbe prostih radikalov vodijo tudi kateholamini, ki se sproščajo med telesnim naporom, ravno tako pa nastajajo tudi iz drugih virov: metabolizem prostanoidov, ksantin-oksidaza, NAD(P)H-oksidaza, sproščanje radikalov makrofagnih celic pri popravljanju poškodovanega tkiva.
V primeru, da je tvorba prostih radikalov večja, kot je sposobnost telesa da se pred njimi obrani, pričnejo radikali napadati celiče sestavne dele, predvsem lipide (tudi proteine in nukleinske kisline). Napad na lipide povzroči verižno reakcijo-lipidna peroksidacija- ki vodi v še povečano tvorbo prostih radikalov in reaktivnih kisikovih spojin. Telo se lahko samo brani pred porastjo prostih radikalov do določene mere, poleg tega pa podatki govorijo, da je porast reaktivnih kisikovih spojin v telesu nujna za mišično adaptacijo.
ANTIOKSIDANTI
Antioksidanti so vse tiste snovi, ki signifikantno upočasnijo ali preprečijo oksidacijo pomembnih celičnih sestavin na različnih ravneh. Kot lovilci prostih radikalov (če prekinejo radikalske verižne reakcije), se po reakciji z radikali pretvorijo v stabilnejše in manj škodljive radikale, ki jih telo izloči še preden bi lahko škodovali organizmu. Njihova naloga je nevtraliziranje prostih radikalov tako, da jim odvzamejo, ali dodajo elektron. Antioksidanti so posebne snovi endogenega, največkrat pa eksogenega (rastlinskega) izvora, ki jih telo žrtvuje v reakcijah z reaktivnimi kisikovimi spojinami (tudi pri reakcijah z reaktivnimi dušikovimi spojinami) za zaustavitev nenadzorovanih procesov avtooksidacije za celico pomembnih sestavin. V večini primerov se antioksidanti v procesu opravljanja svoje funkcije porabijo, vendar pa so poznani tudi primeri antioksidantov, ki jih organizem ob potrošnji energije regenerira (obnovi) nazaj v aktivno obliko (glutation, askorbinska kislina, alfa-tokoferol). To pomeni, da organizem aktivno skrbi, da je v določenem življenjskem obdobju celica zavarovana pred razdiralnimi oksidativnimi procesi.
Med dejavniki, ki preprečujejo oksidativni stres je tudi stalen vnos antioksidantov. Zdrava prehrana, ki vključuje vsakodnevno ustrezno količino antioksidantov, zmanjšuje tveganje za obolevanje za kardiovaskularnimi boleznimi, rakom, vpliva pa tudi na proces staranja. Raziskave kažejo, da se poškodbe procesov avtooksidacije v življenju celice in telesa postopoma akumulirajo in verjetnost da pride do maligne transformacije celic ali pa do okvare genov, ki kodirajo obrambne encime, je vedno večja. Življenjska doba je ob odsotnosti drugih vplivov in procesov, odvisna od kapacitete in razpoložljivosti antioksidativnih sistemov v telesu. Antioksidanti, ki jih telo dobi s hrano (eksogeni), morajo biti v telesu stalno prisotni (vsakodneven vnos antioksidantov s hrano) in količina vnesenih antioksidantov mora ustrezati potrebam telesa. To so predvsem vitamini, aminokisline, minerali, organske kisline, karoteni in drugi naravni pigmenti, lipidi,… Endogeni antioksidanti pa so tisti, ki nastajajo v telesu (encimi: superoksid-dismutaza, katalaza, glutation-peroksidaza; barvila: bilirubin; peptid: glutation; melatonin; melanin; koencim Q; sečna kislina).3) Uporaba rekombinantne DNA v medicini
VITAMIN C: Askorbinska kislina se oksidira v dveh stopnjah: v prvi stopnji odda elektron pri čemer nastane precej stabilni semidehidroaskorbatni radikal ali askorbil. Majhna reaktivnost tega radikala je osnova njegovih antioksidativnih lastnosti. V drugi stopnji se pri donaciji drugega elektrona radikal pretvori v nestabilen dehidroaskorbat. Antioksidativne lastnosti vitamina C so posledica večih faktorjev: tako askorbat kot askorbilni radikal imata nizek reduktivni potencial, zaradi česar lahko reagirata z večino biološko pomemnih radikalov in oksidantov. Askorbilni radikal je z nesparjenim elektronom resonančno stabiliziran, kar povečuje njegovo stabilnost in zmanjšuje reaktivnost. Askorbat se lahko hitro regenerira iz askorbila ali dehidroksiaskorbata po encimskih ali drugih neodvisnih poteh (npr. lipoično kislino ali GSH, prim: dehidroaskorbat + 2GSH→GSSG + askorbat). Visoko reaktivni prosti radikali (RO., RO2., OH-, NO2-) se torej ob prisotnosti askorbata reducirajo, nastali askorbil pa je precej neraeaktiven. Poleg radikalskih vrst odstrani askorbat tudi druge reaktivne zvrsti, kot so: hipoklorova kislina, ozon, nitratni agens, nastal iz peroksinitrita.
1.žolčne kisline, zakaj so pomembne, kako nastanejo, kako se porabljajo
Žolčne kisline nastanejo iz holesterola v jetrah in se potem shranjujejo v žolčniku. Izlivajo se v tanko črevo, kjer emulgirajo lipidne kapljice in s tem povečajo površino kapljic ter olajšajo delo lipazam. Večinoma se potem absorbirajo z MK in MAGi, ter gredo spet v jetra – se ponovno uporabijo.
2. steroidni hormoni, nastanek vloga in osnovni princip delovanja
Steroidni hormoni nastanejo iz holesterola preko progesterona. Delimo glukokortikoide (kortizol), mineralokortikoide (aldosteron), androgene (testosteron) in estrogene (estradiol, estron). Lahko prehajajo lipidno membrano celice in se vežejo na celične receptorje.
Aldosteron stimulira sekrecijo K+ v distalnih tubulih in zbiralcah, poveča reabsorbcijo NaCl čez glavne celice, poveča delovanje Na+/K+ ATPaze. Predvsem regulira reabsorbcijo NaCl!!! Kortizol ima kataboličen efekt – poveča razgradnjo proteinov do aminokislin, ki se nato uporabijo v glukoneogenezi – tako kortizol zviša nivo glukoze v krvi. Poveča krvni pritisk, poveča količino jetrnega glikogena. Nastaja v skorji nadledvične žleze. Prehaja skozi membrano in se veže na receptor v citoplazmi, pri tem se sprostijo inhibtorni proteini. Hormon-receptorski kompleks gre do celičnega jedra kjer aktivira ali zavira transkripcijo določenih genov. Testosteron izločajo intersticijske celice pod vplivom luteotropina, uravnava rast in razvoj moških spolovil, spermatogenezo, je odgovoren za sekundarne spolne znake, deluje anabolno. Estrogeni so steroidni hormoni z 18 ogljikovimi atomi, ki se sintetizirajo v jajčnikih, manj tudi v testisih, glavni predstavniki so estradiol, estron in estriol (del estrogenov nastane tudi zunaj jajčnikov s pretvorbo androstendiona v estron); pri ženski uravnavajo rast in razvoj ter delovanje spolnih organov, proliferacijo sluznice endometrija, razvoj in ohranitev sekundarnih spolnih znakov ter rast maternice v nosečnosti.
3. DNA knjižnice, katere kako jih pripravimo
Ločimo genomsko in cDNA knjižnico.
PRIPRAVA GENOMSKE KNJIŽNICE
Običajno v posamezen plazmid vstavimo krajši fragment DNA z zapisom za nekaj genov, vendar lahko v gostiteljsko celico vnesemo tudi celoten genom. Genomsko DNA razrežemo in koščke vstavimo v plazmidne vektorje tako, da vsak vektor vsebuje najmanj en fragment. Plazmide vstavimo v bakterije in nato po princimu selekcije izločimo bakterije, ki ne vsebujejo nobenega plazmida. Populacijo transformiranih bakterij, od katerih vsaka vsebuje vsaj en košček genoma imenujemo genomska knjižnica.
Velikost človeškega genoma je 6x109 bp, zato bi potrebovali več kot dva milijona bakterij, da bi zagotovili 99 verjetnost, da se v populaciji vsak fragment DNA pojavi vsaj enkrat. Zato se pogosteje sestavljajo knjižnice samo iz informacij, ki se v danem trenutku izražajo v celici. Takšno knjižnico imenujemo cDNA knjižnica. Za njeno izdelavo potrebujemo celično mRNA, ki jo moramo najprej prepisati v cDNA, ker v plazmide lahko vstavljamo le DNA molekule.
mRNA najprej izoliramo iz celice. Sintetiziramo začetni T oligonukleotid, ki se lahko nalega na poli A rep in tako reverzni transkriptazi omogočimo sintezo verige DNA. Rezultat je hibridna molekula iz mRNA in cDNA. Z RNazoH razgradimo mRNA in dodamo polimerazo, ki sintetizira komplementarno verigo. Dobimo dvoverižno molekulo cDNA, ki jo lahko vstavimo v vektor.
PREGLEDOVANJE KNJIŽNIC
V gojišču dobimo bakterije, ki vsebujejo različne plazmide in posledično različne koščke genoma. Da bi našli iskani fragment, bakterije razmažemo po trdem gojišču tako, da dobimo kolonijo za vsak plazmid posebej. Problem nastane pri določanju katera kolonija vsebuje iskani fragment.
Čez gojišče položimo filter, na katerega se bodo prijele bakterije, iz vsake kolonije nekaj. Izvedemo alkalno lizo, tako da na membrani dobimo enoverižne molekule, ki jih z UV žarki ali pečenjem stabiliziramo na membrano. Z označeno sondo nato izvedemo hibridizacijo. Nevezano sondo speremo, tako da sonde ostanejo izključno na delih, kjer so vezane na iskani fragment. Sonde so najpogosteje radioaktivno označene, zato membrano postavimo pod rentgen in pogledamo, kje se pojavi črna barva. Nato primerjamo sliko z gojiščem in določimo v kateri koloniji je želen fragment.
1. metabolizem hema
Sukcinil CoA in glicin se združita v  amino  ketoadipat, ki se pretvori v aminolevulinat. Dva ALA se združita v porfobilinogen, štirje porfobilinogeni pa v protoporfirin IX. Ferokelataza katalizira vgraditev Fe2+ iona v protoporfirin – nastane HEM! Za nastanek sukcinil CoA in L-metilmalonilCoA je potreben vitamin B6. povprečna življenjska doba eritrocitov je 120 dni. Po tem hem razpade in železo se ponovno uporabi v telesu. Hemooksigenaza katalizira reakcijo razcepitve obroča hema, pri tem se sprosti CO in nastane bilirubin. Bilirubin s ev jetrih z vezavo sladkornih enot na propionilni ostanek stranske verige pretvori v bolj topno obliko in se v obliki diglukuronida preko žolčevoda izloča v tanko črevo. Encimi črevesni bakterij katalizirajo dekonjugacijo bilirubina in redukcijo v urobilinogene. Del njih se oksidira v urobiline, ki dajejo blatu rjavo barvo. Ostali se v debelem črevesu reabsorbirajo in vrnejo v jetra. Manjši delež konjugiranega bilirubina se izloči preko ledvic z urnim. PORFIRIJA: dedna ali pridobljena motnja v presnovi porfirina z nenormalno zvečano tvorbo in izločanjem porfirinov oziroma njihovih prekurzorjev (npr. porfobilinogena in δ-aminolevulinske kisline) in njihova zvišana koncentracija v krvi. Napake v razgradnji bilirubina lahko vodijo do zlatenice, ki se kaže na zunaj v rumeno obarvani koži in očesni beločnici. V primeru, da se ne zdravi se količina bilirubina v serumu zviša do te meje da bilirubin kristalizira v možganskih celicah – posledice so: gluhost, mentalna zaostalost in nevrološke motnje. Pri novorojenčkih pride do zlatenica zaradi pomanjkanja encima, ki katalizira konjugacijo bilirubina z glukuronske kisline. Te obsevajo z posebno svetlobo, ki fotokemično razgradi bilirubin v manj toksične produkt.
2. pasteurjev efekt
Pasteurjev efekt je zmanjšanje porabe glukoze ter akumulacije laktata v tkivih in mikroorganizmih v prisotnosti kisika. Anaerobna glikoliza poteka zelo hitro, pri njej dobimo samo 2 ATPja namesto 36 kot pri aerobni. Pravtako pri anaerobni glikolizi nastaja laktat. Ko celice ponovno dobijo kisik, se poraba glukoze zmanjša in glikoliza upočasni. Če bi potekala z isto hitrostjo bi dobili presežek ATPja brez potrebe, velika količina glukoze bi se brez potrebe porabila. Čeprav je akumulacija laktata škodljiva, pH se močno zniža, anaerobna glikoliza vseeno poteka zaradi potrebe po energiji.
- glutation (struktura, nastanek, vloga...)
- holesterolni estri (kaj so, kje so, kako nastanejo...)
Na listkih pa sem dobila:
- vloga jeter v metabolizmu (zelela je slisati o uravnavanju krvne glukoze, izloèanju holesterola v obliki zolcnih kislin in o detoksifikaciji)
Jetra skladiščijo glukozo, tam poteka sinteza glikogena, glukoneogeneza. Pretvarjajo laktat in alanin v piruvat in preko tega v glukozo. Sintetizirajo žolčne kisline. Detoksificirajo ksenobiotike (prva stopnja funkcionalizacija nato konjugacija).
- vloga intermediatov cikla TKK v drugih poteh metabolizma
Iz oksaloacetata nastaneta aspartat in asparagin. Iz -ketoglutarata nastane glutamat iz katerega stanejo prolin, arginin in glutamin. sukcinilCoA sodeluje pri sintezi hema (+ glicin). Malat lahko vstopa v glukoneogenezo (pretvori se v piruvat, izhaja CO2, vstopi NADP+ -> NADPH + H+).
2. fosfolipidi

- metabolizem VLDL, IDL in LDL

- hormoni, ki regulirajo koncentracijo Ca in fosfata (parathormon, vitamin D3, kalcitonin: kje nastajajo, na katera tkiva vplivajo)
Parathormón: polipeptidni hormon iz 84 aminokislin, ki ga izločajo obščitnice, njegova sekrecija je uravnavana s koncentracijo plazemskega kalcija, vzdržuje normalno koncentracijo kalcija v krvni plazmi z delovanjem na ledvice, kjer pospešuje reabsorpcijo kalcijevih ionov in zavira reabsorpcijo fosfatov, z delovanjem na prebavila, kjer povečuje absorpcijo kalcija iz črevesne vsebine posredno prek povečane sinteze 1,25-dihidroksiholekalciferola, ter z delovanjem na kosti, kjer z aktivacijo osteoklastov povzroči demineralizacijo pa tudi razgradnjo kostnega matriksa; sin. paratiroidni hormon, PTH; prim. Parahormon
Hólekalciferól: predstopnja 25-hidroksiholekalciferola, ki nastane v koži iz 7-dehidroholesterola pod vplivom ultravijoličnih žarkov; sin. vitamin D3
Kalcitonín: hormonski polipeptid iz 32 aminokislin, ki ga secernirajo kalcitoninske celice, antagonist parathormona, sprošča ga zvišana koncentracija kalcijevih ionov v krvi, učinkuje na kosti, kjer zavira aktivnost in nastanek novih osteoklastov, s tem zmanjšuje resorpcijo kosti, v ledvicah pa pospešuje izločanje kalcija in fosfatov ter znižuje koncentracijo kalcija in fosfatov v krvi
- tiamin
v vodi topen vitamin, prekurzor tiaminpirofosfata (TPP); vitamin B1. tiaminpirofosafat je koencim piruvatne dehidrogenaze.
- NADPH
Se obnovi pri fosfoglukonatni poti. Pri pretvorbi glukoze-6-fostafa v 6-fosfoglukonolakton in pri pretvorbi 6-fosfoglukonata v ribulozo-5-fosfat. Nastaja s fosforilacijo NAD+.
- osrednja vloga kisika v celičnem metabolizmu
Kisik je prejemnik elektronov v dihalni verigi – pretvori se v H2O.
- shematski prikaz sinteze nukleotidov
Purini: najprej nastane PRPP iz riboze-5-fosfata, na sladkorju se sintetizira obroč. Elemente prispevajo: formiat, glutamat, aspartat, CO2, glicin.
Pirimidini: Najprej se sintetizira obroč (elemente prispevajo CO2, aspartat in NH4), obroč nato reagira z PRPP.
- glikogen fosforilaza
Glikogen fosforilaza je encim, ki kazalizira fosforilitično cepitev. Glikogen + Pi -> odda glukozo-1-fosfat, ki se nato pretvori v glukozo-6-fosfat.
1.metabolizem v skeletnih mišicah in primerjava s srcem
Skeletne mišice uporabljajo AK, glukozo in MK. Skladiščijo glukozo v obliki glikogena, ampak ker nimajo glukoza-6-fosfataze uporabljajo glikogen samo zase (glukoza-6-fosfat ne more prehajati iz celice). Med mirovanjem so gorivo MK, med intenzivnim delom mišica izrablja glukozo. Pri anaerobne metabolizmu glukoze nastajajo večje količine laktata. Lahko uporabljajo fosfokreatin, vendar zaloga zadošča za minuto. Za svoje gorivo lahko uporabljajo AK.
Srčna mišica deluje aerobno, skladišči zelo malo ali nič glikogena. Lahko uporablja glukozo, piruvat, ketonska telesa, najraje MK.
-regulacija izražanja genov
42.6 Vloga nukleotidnih zaporedij v promotorjih genov pri uravnavanju izražanja evkariontskih genov.
Transkripcija aktivnih genov je regulirana z uravnavanjem osnovnega transkripcijskega kompleksa, ki vsebuje RNA polimerazo in njeno povezavo s TATA zaporedjem (TATA box) na promotorju. To povezavo tvorijo TBP in drugi proteini, ki jim rečemo osnovni transkripcijski faktorji. Ti proteini povišajo frekvenco transkripcije in so potrebni za delovanje promotorja. Kontrolna regija genov vsebuje tudi DNA regulatorno sekvenco (enhancer), ki je specifična za določen gen in lahko pospeši njegovo transkripcijo za več kot 1000x. Transaktivatorji (za gene specifični TF) se vežejo na enhancerje in hkrati interagirajo s koaktivatorji. S formacijo zanke v DNA lahko koaktivatorji interagirajo z osnovnim transkripcijskim kompleksom in aktivirajo sekvence na iniciacijski strani promotorja. Te DNA sekvence so lahko od promotorja tudi nekoliko oddaljene. Enhancersko zaporedje nukleotidov je od TATA zaporedja oddaljeno več 1000 nukleotidov, zaradi česar je za interakcijo med (transaktivatorji + koaktivatorji) in enhancerjem potrebna premestitvena struktura (zanka). Koaktivatorji skrbijo za povečanje transkripcije takrat, ko se na enhancer veže transaktivator. Na mesto koaktivatorja se lahko veže tudi represor. V tem primeru je koaktivator vezan, a se zaradi prisotnosti represorja ne more povezati s transaktivatorjem. Posledično ne pride do izražanja genov.
42.6 Vloga nukleotidnih zaporedij v promotorjih genov pri uravnavanju izražanja evkariontskih genov.
Transkripcija aktivnih genov je regulirana z uravnavanjem osnovnega transkripcijskega kompleksa, ki vsebuje RNA polimerazo in njeno povezavo s TATA zaporedjem (TATA box) na promotorju. To povezavo tvorijo TBP in drugi proteini, ki jim rečemo osnovni transkripcijski faktorji. Ti proteini povišajo frekvenco transkripcije in so potrebni za delovanje promotorja. Kontrolna regija genov vsebuje tudi DNA regulatorno sekvenco (enhancer), ki je specifična za določen gen in lahko pospeši njegovo transkripcijo za več kot 1000x. Transaktivatorji (za gene specifični TF) se vežejo na enhancerje in hkrati interagirajo s koaktivatorji. S formacijo zanke v DNA lahko koaktivatorji interagirajo z osnovnim transkripcijskim kompleksom in aktivirajo sekvence na iniciacijski strani promotorja. Te DNA sekvence so lahko od promotorja tudi nekoliko oddaljene. Enhancersko zaporedje nukleotidov je od TATA zaporedja oddaljeno več 1000 nukleotidov, zaradi česar je za interakcijo med (transaktivatorji + koaktivatorji) in enhancerjem potrebna premestitvena struktura (zanka). Koaktivatorji skrbijo za povečanje transkripcije takrat, ko se na enhancer veže transaktivator. Na mesto koaktivatorja se lahko veže tudi represor. V tem primeru je koaktivator vezan, a se zaradi prisotnosti represorja ne more povezati s transaktivatorjem. Posledično ne pride do izražanja genov.
Vloga alternativnega izrezovanja intronov in alternativne izbire poliadenilacijskega signala pri izražanju evkariontskih genov. (glej seminar 01. Alternativno izrezovanje intronov)
Če en gen zapisuje dva različna proteina, se šele s posttranskripcijsko modifikacijo določi, kateri protein se bo izrazil. Pri enaki molekuli mRNA se lahko izrežejo različni introni ali pa se poli A rep doda na različna mesta v molekuli. V obeh primerih so nastale molekule med seboj različne. Zaradi alternativnega izrezovanja intronov je število genov, ki jih organizem potrebuje, manjše, kot bi bilo sicer. V povprečju en gen zapisuje tri proteine. Poleg tega omogoča raznolikost in specifičnost vrst, kljub majhnim razlikam v genih sesalcev. Kar ¼ alternativno izrezanih intronov je specifičnih za posamezno vrsto.
Primer je gen, ki se izraža tako v jetrih kot v tankem črevesu, vendar v vsakem organu zapisuje drugačen protein. V jetrih iz njega nastane ApoB-100, komponenta LDL partikla, medtem ko se v črevesju CAA zaporedje v sredini molekule deaminira in dobimo UAA zaporedje. To zaporedje zapisuje STOP kodon in sinteza se ustavi veliko prej kot v jetrih. Produkt ni komponenta LDL partiklov, temveč komponenta hilomikronov.
Drugi primer je gen za kalcitonin v parafolikularnih celicah ščitnice. Identičen gen v možganih zapisuje protein povezan z okušanjem hrane.

Primeri uravnavanja izražanja genov na ravni stabilnosti mRNA in na ravni proteinske sinteze. (glej seminar 2.1: miRNA in 2.2: RNA interferenca)
RNA-interferenca (RNAi) je posttranskripcijski mehanizem razgradnje mRNA ali zaviranja translacije, s čimer se prepreči oz. zavre izražanje specifičnega gena. RNA molekule, ki sodelujejo pri procesu RNAi:
 Dvoverižna RNA (double-stranded RNA, dsRNA) je eksogena molekula, ki sestoji iz dveh komplementarnih verig. Nahaja se v celični citoplazmi, kamor pride kot virusna ali umetno sintetizirana molekula. Ker iz nje celica dobi male interferenčne molekule RNA, predstavlja začetek v procesu RNA-interference.
 Mala interferenčna RNA (small interference RNA, siRNA) je majhna dvoverižna molekula iz 21 do 24 nukleotidov, ki nastane s cepitvijo dsRNA ali sintezo v jedru.
 Mikro RNA (micro RNA, miRNA) je po funkciji in velikosti zelo podobna molekuli siRNA, vendar izhaja iz intronov in je enoverižna.

Obe molekuli, tako miRNA kot siRNA, zavirata delovanje specifičnih genov v celici. Kljub temu za svoje delovanje uporabljata dva podobna, a še vedno različna mehanizma:
Delovanje siRNA lahko razdelimo na dve fazi:
V prvi fazi Dicer, RNaza III encim, prepozna in razreže eksogeno dsRNA na manjše, 21 do 24 nukleotidov dolge koščke siRNA. Takšna velikost molekulam siRNA zagotavlja maksimalno specifičnost in minimalne stranske učinke v obliki nezaželenih povezav. Specifičnost siRNA molekule za vezavo na mRNA je tako velika, da že sprememba enega samega nukleotida prepreči njeno RNAi-delovanje.
V drugi fazi helikaza loči verigi siRNA. Protismiselna (antisense) veriga se veže na protein argonaut in se tako vključi v multiproteinski kompleks, imenovan RISC (RNA-induced silencing complex). Smiselna (sense) veriga se razgradi med procesom aktivacije RISC kompleksa. Teoretično bi se lahko katera koli veriga vključila v kompleks, vendar je ponavadi izbrana tista z bolj stabilnim 5-koncem, saj ima pričakovano daljšo življenjsko dobo.
Antisense veriga v okviru kompleksa se lahko veže na mRNA, ki ima njej komplementarno zaporedje nukleotidov. Znotraj RISC kompleksa Slicer, zaenkrat še neindentificirana RNaza, prične z razgradnjo prostega dela mRNA molekule. Začetek razgradnje predstavlja 10. nukleotid na 5-koncu tarčne mRNA.
V RISC se lahko vklopijo tudi sintetično vnesene siRNA ali siRNA molekule divjega tipa. V tem primeru je razlika le v tem, da prva faza ni potrebna, saj so v celici že prisotne majhne molekule.

Delovanje miRNA se od delovanja siRNA razlikuje predvsem v začetnih fazah nastanka male RNA molekule.
V jedru se najprej prepiše primarna miRNA (primary miRNA, pri-miRNA), ki jo specifična ribonukleza, imenovana Drosha, preoblikuje v prekurzorsko miRNA (precursor miRNA, pre-miRNA), 70 nukleotidov dolgo lasnično zanko. Le-ta se transportira iz jedra v citosol, kjer jo Dicer razreže v zrelo miRNA. Zrela enoverižna molekula se vključi v kompleks, ki je analogen ali celo identičen RISC, miRNP. Povezava miRNA na mRNA nato sproži uničenje ali zavrtje delovanja tarčne molekule.
Molekula miRNA običajno nima popolnoma komplementarnega zaporedja nukleotidov tarčni mRNA, zato se lahko veže na več molekul s podobnim zaporedjem. miRNA deluje na mRNA na več različnih načinov:
ф Lahko deluje na translacijo tako, da se veže na mRNA in s tem prepreči inicacijo, upočasni elongacijo z vezavo na mRNA in polisome, povzroči prezgodnjo terminacijo ali razpad proteina med samim procesom.
ф Drugi način delovanja je razgradnja poli A repa in s tem povzročitev razgradnje mRNA.
ф miRNA lahko povzroči zadrževanje mRNA v GW telescih, imenovanih tudi citoplazemski (P) faktorji, ki so zgrajeni iz številnih encimov, ki so vključeni v regulacijo količine mRNA v celici: decapping proteini, deadenilaze, eksonukleaze, Argonavti, ipd. V P telescih se mRNA razgradi ali ohrani v mirujoči fazi- telesa delujejo kot shramba mRNA in ob potrebi molekule sprostijo v citoplazmo. Na ta način je reguliranih le malo molekul mRNA.
Stabilnost mRNA:
 Koncentracija mRNA v celici je odvisna od hitrosti nastajanja in razgradnje molekul. Pri prokariontih je življenjska doba mRNA nekaj min, pri evkariontih pa od nekaj h do nekaj dni.
 Razgradnja mRNA lahko poteče na več načinov. Za človeka je najpogostejši proces deadenilacije. Splošno za evkarionte pa je značilna eksonukleazna aktivnost od 3 proti 5 (za nižje organizme od 5 proti 3). Vendar, ko se razgradi večina poli-A repa, se razgradi tudi kapa in pride tudi do razgradnje od 5 proti 3.
Primer: Transferin in feritin
♪ Transferin in feritin sta molekuli, ki skrbita za prenos Fe in s tem za njegovo količino v celici. Transferin prenaša Fe po ECM, feritin po ICM. Količina slednjega je uravnavana s stabilnostjo mRNA.
♪ Železo je v prosti obliki škodljivo za celico, zato se mora ob njegovi povišani koncentraciji tvoriti več feritina.
♪ Kadar so na IRE vezani IRE-BP, razgradnja mRNA ne poteka, ker je prostor za proteine, ki vodijo molekulo v razgradnjo, zaseden.
♪ Če je koncentracija Fe nizka, se IRE-BP inaktivirajo in prične se razgradnja mRNA molekul, saj fertin ni več potreben.
Glavne razlike med prokariontskim in evkariontskim uravnavanjem izražanja genov
ф dostopnost promotorja pri evkariontih je manjša
ф prevladujeta različna tipa uravnavanja izražanja genov
ф pri prokariontih se uravnavanje odraža le na eni ravni (represorji)
ф regulatorji pri evkariontih so bolj kompleksni in jih je več

1. biosinteza MK (reakcija aktivacije acetila-CoA, encim, kako je uravnavano, da hkrati ne poteka biosinteza in beta-oksidacija,..)
Za aktivacijo potrebujemo acetil, CO2 in ATP. Ker nastajajo acetiliCoA v matriksu mitohondrija moramo prenest acetilCoA v citosol, kjer poteka sinteza MK. acetilCoA reagira z oksaloacetatom v citrat. Ta gre skozi membrano v citosol, kjer nastane oksaloacetat in acetilCoA. Oksaloacetat se pretvori v malat, ta v piruvat, ki lahko zopet preide membrano in se pretvori v oksaloacetat (tako se oksaloacetat nadomesti). Encim, ki katalizira pretvorbo acetilCoA v malonilCoA je acetilCoA karboksilaza. MalonilCoA pa je inhibitor karnitin palmitoil transferaze I, ki prenaša acilCoA v mitohondrij matrixa kjer vstopi v  oksidacijo.
2. xeroderma pigmentosum (timiski dimer, skica - nic komplicirat, mehanizem popravljanja,..)
Je genetska bolezen, kjer oseba nima encimov za popravljanje pirimidinskih dimerov. Drugače se ti dimeri popravljajo preko NER. Je avtosomsko recesivno dedna bolezen, pri kateri se na soncu izpostavljenih delih telesa pokažejo pigmentirane, keratotične, atrofične, teleangiektatične spremembe, prekanceroza, pozneje tudi kožni karcinom in celo maligni melanom, možne so tudi hude abnormalnosti na očeh in živčevju.
3. lesch - nyhanov sindrom (encim, reakcije, zdravljenje, popolno/nepopolno pomanjkanje encima, sinteza pirimidinov, purinov..)
Je genetska napaka, ki je poslediva pomanjkanja encima reciklažne poti hipoksantin/gvanin fosforiboziltransferaze. Otroci se obnašajo nasilno, samouničujoče, grizejo prste in ustnice ter so napadalni do drugih. Kažejo znake mentalne zaostalosti. Ker se manj nukleotidov porabi za reciklažno pot, se ti razgradijo do sečne kisline, kar povzroča nastanek protina. Alopurinol lajša simptome protina, ampak ne odpravi ostalih simptomov sindroma. Je redka dedna bolezen, vezana na spol, z motnjo purinskega
metabolizma s posledično telesno in duševno manjrazvitostjo, pojavi avtomutilacije prstov in udov z grizenjem, horeoatetozo, spastično cerebralno ohromelostjo, okvarjeno funkcijo ledvic z zelo visoko koncentracijo sečne kisline v krvi in njenim obilnim izločanjem z urinom.
4. aspirin (cox 1, cox 2, vpliv, ostala zdravila...)
Aspirin se ireverzibilno veže na coxoksigenaze (tako na 1 kot 2; NSAID (ibuprofen, naproxen) se vežejo reverzibilno). S tem preprečijo nastanek prostaglandinov in tromboksanov. Prostaglandini so derivati arahidonske kisline. Uravnavajo sintezo cAMP. Stimulirajo kontrakcijo gladkih mišic maternice med mestruacijo in porodom, dvigajo telesno temperaturo, sprožajo vnetni odziv in povzročajo bolečino. Tromboksani delujejo pri nastanku krvnih strdkov in zmanjševanje krvnega pretoka na mestu nastajanja strdkov. Manjše doze inhibirajo COX1 v trombocitu, kjer se aspirin akumulira in s tem preprečijo sintezo tromboksanov. Celice z jedrom, pa se na to prilagodijo tako, da povečajo ekspresijo gena za COX1 in s tem obidejo efekt. Večje doze ne preprečujejo agregacije trombocitov zaradi prostaciklina. Nastaja v žilnem endoteliju.
- inhibicija sinteze eikozanoidov (steroidni: kortikosteroidi (steroidni hormoni, ki nastajajo v skorji nadledvične žleze (glukokortikoidi, mineralokortikoidi, androgeni)); nesteroidni: aspirin, ibuprofen, celebrex...)

You have no rights to post comments

Uporabniški račun