Nukleotiderna i DNA eller RNA strängarna hålls ihop av fosfodiesterbindningar Se även Cellbiologi fig 17.3

Cellcykeln och DNA-replikation + lite repetition Biovetenskap och teknik Annica Nordvall Bodell, ht-10 Annica.Nordvall@ki.se

De två strängarna i DNA-molekylen hålls ihop av vätebindningar mellan baserna Strängarna är komplementära och antiparallella Se även Cellbiologi fig 17.4 DNA-animering

Watson-Crick modellen av DNA-spiralen Se även Cellbiologi fig 17.2

Andra proteiner kan binda till linker-sekvenserna Se även Cellbiologi fig 17.8

Översikt packning Se även Cellbiologi fig 17.7 home.wxs.nl/ ~gkorthof/korthof59.htm

Genexpression - översikt

Cellcykeln och DNA-replikation Biovetenskap och teknik Annica Nordvall Bodell, ht-10 Annica.Nordvall@ki.se Läsanvisningar till kursboken ”Cellbiologi”: kap 21,17 (s154-158)

Cellcykeln De olika faserna då en cell delar sig Varar i 20-24 timmar för snabbt växande celler Resulterar i två identiska celler Kontrolleras noggrant

Cellcykelns olika faser Cellcykeln startar efter en delning och fortgår fram till nästa delning. G1; celltillväxt, förberedelse för syntesfasen S; syntesfas= DNA-replikation G2; kontroll, förberedelse för mitos M; mitos= celldelningsfas Se även Cellbiologi fig 21.1 Celldelning

Reglering av cellcykeln Reglering via tillväxtfaktorer, receptorer och signalvägar Autonom kontroll; kontrollera att DNA´t är korrekt Övrig kontroll som tex näringstillförsel

För att celler ska dela sig krävs närvaro av tillväxtfaktorer De flesta celler i en vuxen individ delar sig inte, utan befinner sig i en sk G0-fas. Den är då metaboliskt aktiv men delar sig inte. Finns tillväxtfaktorer närvarande passerar cellen ”restriktionspunkten” och går in i cellcykeln. Se även Cellbiologi fig 21.7

Cellcykeln regleras av cykliner och kinaser Det är viktigt att celldelning sker på ett kontrollerat sätt. Cellcykeln är därför strikt reglerad. Fel i detta reglerings-maskineri kan leda till cancer. Viktiga proteiner i denna grupp är cykliner och cyklinberoende kinaser (cdk) Se även Cellbiologi fig 21.6

Cyklinberoende kinaser driver cellcykeln genom de olika faserna Cyklinberoende kinaser är nödvändiga för att cellcykeln ska fortgå. Tex aktivt cdk1 är nödvändigt för att driva cellen genom mitos-fasen. Se även Cellbiologi tab 21.1

Många proteiner reglerar cellcykeln

Gener vars proteiner stimulerar cellcykeln, kan om de förändras till att ständigt vara aktiva ( Onkogener) leda till okontrollerad celldelning. (Ex Ras) Gener vars proteiner hindrar celldelning kan om de inaktiveras ( Tumörsupressorgener) leda till okontrollerad celldelning (ex p53)

Cellcykeln kontrolleras vid sk check points För att cellcykeln skall resultera i två kompletta och felfria dotterceller är det viktigt att de olika stegen kontrolleras. Detta sker bla vid olika check points

Mitos-fasen Mitos-fasen är då celldelningen sker och avslutas med att två identiska dotterceller bildas Se även Cellbiologi fig 21.9

Mitosens olika faser Mitosen delas in i olika faser Profas; kromosomerna kondenseras, kärnmembranet degraderas Metafas; mitotiska spolen utvecklad, kromosomerna på ”metafas-plattan” Anafas; systerkromatiderna dras år varsitt håll Telofas; kärnmembran återbildas, kromosomdekondensering Cytokines; celldelning Se även Cellbiologi fig. 21.3

Mitosens olika faser http://www.cbp.pitt.edu/faculty/yong_wan/images/main_cell_cycle.jpg

Mikrotubuli bildar den mitotiska spolen Mikrotubuli binder till systerkromatiderna i den replikerade kromosomen, och ”drar” dessa till varsin dottercell Se även Cellbiologi fig. 21.3

Cytokines En kontraktil ring av aktin och myosin bildas och drar ihop cellmembranet när dottercellerna ska separeras Animering Se även Cellbiologi fig. 21.3

Könsceller bildas genom meios Meiosen innebär att en diploid cell bildar fyra haploida könsceller. I meios I sker en reduktionsdelning där kromosomantalet halveras. I meios II seprarerar systerkromatiderna på motsvarande sätt som i mitosen. Se även Cellbiologi fig. 21.9

Överkorsning mellan homologa kromosomer under meios I Vid varje meios sker ett utbyte av material mellan homologa kromosomer. Detta bidrar till den genetiska variabiliteten bland könscellerna. Se även Cellbiologi fig. 21.9

Befruktning Äggcellerna bildas under fosterstadiet, men stannar i meios I. Övergång till Meios II sker vid hormonstimulering och det bildas en större äggcell och en polar body. Vid befruktning avslutas meios II, och en andra polar body bildas. Den diploida cell som nu bildats kommer fortsätta att dela sig genom mitotisk celldelning.

DNA replikation DNA måste fördubblas vid celldelning Sker genom DNA replikation Sker i S-fasen av cellcykeln Startar vid specifika sekvenser (ori) på kromosomerna

DNA -replikation Semi-konservativ replikation DNA molekylens struktur möjliggör kopiering av strängarna. Se även Cellbiologi fig. 17.12

DNA syntesen startar vid specifika sekvenser (ori) på kromosomerna http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lecturesf04am/ReplicationBubbles.gif

DNA syntes sker i 5’-3’ riktning med hjälp av DNA-polymeras Se även Cellbiologi fig. 17.14

DNA syntes sker i 5’-3’ riktning med hjälp av DNA-polymeras http://homepage.smc.edu/hgp/images/dna-rep-small.gif

Konsekvensen av att DNA-syntesen endast kan ske i 5’-3’ riktning Syntesen av DNA kan endast ske i 5’-3’ riktning samtidigt som replikationen är bidirektionell. Det innebär att hälften av syntesen kommer att ske i fragment (Okazakifragment) Se även Cellbiologi fig. 17.19

DNA-polymeras behöver en primer för att starta DNA-polymeras behöver en primer (startsekvens) för att starta syntesen. Primern består av RNA och syntetiseras av enzymet primas. Se även Cellbiologi fig. 17.14

RNA-primrarna ersätts med DNA För att få två kompletta DNA molekyler så måste RNA-primrarna ersättas med DNA och Okazakifragmenten fogas ihop

Schematisk bild av replikationen i en replikationsgaffel Se även Cellbiologi fig. 17.16 http://faculty.irsc.edu/FACULTY/TFischer/images/DNA%20replication.jpg animering

Viktiga enzymer vid replikationen Helikas Primas DNA polymeras III DNA polymeras I Ligas Funktion Bryter bindningarna mellan strängarna Syntetiserar RNA-primrar Syntetiserar DNA på leading och lagging sträng Ersätter RNA-primrar med DNA Binder ihop Okazakifragmenten