JEZGRA - nucleus

JEZGRA - nucleus
Funkcija jezgre:
Replikacija
Genska ekspresija

GRAðA JEZGRE
KROMATIN
ER
JEZGRICA
JEZGRINE PORE
LAMINA
NUCLEARIS
VANJSKA MEMBRANA
UNUTARNJA MEMBRANA

JEZGRA
LAMINA NUCLEARIS
intermedijarni filamenti
(lamini)

JEZGRINE PORE
TRANSPORT TVARI
(citoplazma-jezgra)
•Transport malih molekula
•Proteini ulaze/izlaze
•RNA izlazi

KOMPLEKS JEZGRINE PORE

TRANSPORT MOLEKULA KROZ KOMPLEKS
JEZGRINIH PORA
Transport:
•Aktivan
•Pasivan

TRANSPORT mRNA KROZ JEZGRINE PORE

ULAZAK PROTEINA KROZ KOMPLEKS
JEZGRINE PORE
Proteini transkripcije,
replikacije i popravka
Proteini ribosomskih
podjedinica
RNA splicing proteini
NLS-jezgrin lokalizacijski signal

UNUTARNJA ORGANIZACIJA
JEZGRE
KROMATIN (DNA i histoni):
•EUKROMATIN
•HETEROKROMATIN
JEZGRICA

HETEROKROMATIN
•10% genoma
•Kondenziran i inaktivan u smislu transkripcije
(KONSTITUTIVNI HETEROKROMATIN)
•Smješten oko centromera svih kromosoma
Satelitna DNA/visoko repetitivna (7bp dugačka sekvenca)
5’ATAAACT ATAAACT ATAAACT.............
3’TATTTGA TATTTGA TATTTGA............

HETEROKROMATIN
•C-PRUGE
•selekivno bojenje
konstitutivnog
heterokromatina u
pericentromeričnim
regijama
•centromerna regija
1, 9, 16 i q-krak Y

EUKROMATIN
•90% kromatina
•10% aktivnog u smislu transkripcije
•90% inaktivnog u smislu
transkripcije/kondenziran
(FAKULTATIVNI HETEROKROMATIN)
•Primjer: Barr-ovo tjelešce

ORGANIZACIJA KROMOSOMA U JEZGRI
Organizacija kromosoma
vinske mušice
Organizacija kromosoma
u jezgri stanica sisavaca

JEZGRICA -nukleolus
•Malo tamno područje unutar jezgre
•Jedna ili više jezgrica
•rDNA geni (klasteri)
•Mjesto rRNA sinteze i organizacije
ribosomskih podjedinica (ribosoma)

JEZGRICA -nukleolus
•200 kopija rDNA gena u haploidnom genomu čovjeka
•Rasporede se u klastere na 5 različitih kromosoma
(13,14,15,21 i 22)
•Nukleolarni organizatori
•600 kopija (žaba vrste Xenopus)
•Svi na istom kromosomu

MOLEKULARNA GRAðA rDNA
•8000-13000 bp (rDNA gen)
•Izgled božićnog drvca
•Kopije odvojene tzv. spacer DNA (DNA razmaknica)
rRNA u transkripciji

MOLEKULARNA GRAðA rDNA
početak
kraj gena
Kopije rDNA
45S pre-rRNA

OBRADA rRNA TRANSKRIPTA

GRAðA RIBOSOMA
Sinteza izvan jezgrice
Geni (1000) na 1.krom.

SLAGANJE RIBOSOMA

JEZGRICA - ultrastruktura
Gusta vlaknata komponenta
Zrnata komponenta
Svijetla vlaknata komponenta

KROMOSOMI I KROMATIN
-kondenzacija kromosoma-
KROMATIN – DNA i proteini
2m dugačku DNA pakiraju u jezgru promjera 5 do 10µm
GLAVNI PROTEINI KROMATINA – HISTONI
bazični proteini (arginin i lizin)
1. NUKLEOSOMALNI HISTONI (102-135 a.k.)
H2A, H2B, H3 i H4
2. H1 histoni (220 a.k.)

Osnovna strukturna jedinica kromatina je
NUKLEOSOM

ULOGA H1 HISTONA
30nm kromatinsko vlakno

30nm kromatinsko vlakno
11nm kromatinsko vlakno

UZDUŽ 30nm VLAKNA STVARAJU SE PETLJE
30nm vlakno
kromosom čovjeka ima oko 2600 petlji
~ dužina 400nm

FORMIRANJE KROMOSOMA
dužina DNA kromosoma čovjeka ~ 5cm
•11nm kromatinsko vlakno – 2cm po kromosomu
•30nm kromatinsko vlakno – 1,2mm
•petlje - 100µm
•mitotski kromosom - 5µm

I NA KRAJU,
SVE JOŠ JEDANPUT!

..a može i ovako!

LUMPBRUSH KROMOSOMI
dokaz postojanja petlji
vodozemci
oocite (diploten)

LUMPBRUSH KROMOSOMI
Petlja = 4 kopije
10000 petlji

POLITENIJA
• Sekretorne stanice larvi (insekti)
• >DNA replikacije, a nema diobe
• Posljedice: poliploidija/politenija
• Divovski kromosomi
• Vidljivi svjetlosnim mikroskopom
• Drosophila melanogaster:
10 replikacija= 2 10 =1024 kopija

POLITENI KROMOSOMI
• 5000 pruga i meñupruga
• 3000-300 000 pb
• Pruga = gen
• 5000 razl. proteina
• 50 pruga = 50 proteina
• Genska karta

POLITENI KROMOSOMI
PUFF - aktivan gen

DNA RAZNOLIKOST
TRI TIPA DNA
•Ponavljajući (repetitivni) sljedovi DNA (engl. Tandemly repeated)
VISOKO REPETITIVNA DNA
•Razbacani ponavljajući sljedovi DNA (engl. Interspersed repeated)
UMJERENO REPETITIVNA DNA
•Jedinstvena DNA (engl. Unique)
KODIRAJUĆI GENI

PONAVLJAJUĆI SLJEDOVI
(engl. Tandemly repeated)
• 10-15% genoma (sisavci)
• kratke nekodirajuće sekvence (1-500 nukleotida)
• položaj - samo na nekoliko mjesta (npr.centromere)
• ponavljaju se >100 000 puta uzastopno !
• satelitna DNA (primjer)
• uloga nepoznata
• koristi se za DNA Fingerprinting

RAZBACANI PONAVLJAJUĆI SLJEDOVI
(engl. Interspersed repeated)
1.KRATKI RAZBACANI ELEMENTI – SINE (engl.short interspersed elements)
• prepisuju se u RNA, ali ne kodiraju proteine
• 100 – 300bp dugi
• 15% genoma
2.DUGI RAZBACANI ELEMENTI – LINE (engl.long interspersed elements)
• prepisuju se i barem neki kodiraju proteine
• prosječna dužina- 1kb (najduži ljudski LINE 6-8kb)
• 21% genoma
SINE I LINE – retrotranspozoni, mobilne sekvence

KODIRAJUĆI GEN
eukariota
INTRONI – nekodirajuće sekvence DNA
EGZONI – kodirajuće sekvence DNA
Prepisuju se u primarni transkript RNA
Sljedi izrezivanje introna (engl. Splicing)
Nastaje zrela RNA
PROTEIN
TRANSLACIJA

BOLESTI UZROKOVANE PONAVLJAJUĆIM
TRIPLETIMA
•Huntingtonova bolest
- ponavljajući triplet CAG (zdravi 9-37; bolesni 37-86)
•Fragilni X-sindrom
- ponavljajući triplet CGG
(normalno 6-50: premutacija 50-200; prava mutacija/bolesni >200)
•Miotonična distrofija
- ponavljajući triplet CTG (do 35 zdravi)

MITOHONDRIJSKA DNA
- 16 569 bp
- kružna
- 37 gena