Wiki FKKT - User contributions [en]

Transkripcija pri arhejah

2023-05-14T07:42:57Z

Lena Kogoj: /* Arhejska RNA polimeraza */

== Uvod ==
Transkripcija, ali prepisovanje zapisa genetske informacije iz DNA na RNA, v nekaterih pogledih pri arhejah poteka podobno kot pri evkariontih, v drugih vidikih je proces bolj podoben tistemu pri bakterijah, seveda pa ima tudi nekatere povsem unikatne značilnosti. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, ribosomi niso vezani na kak drug organel, temveč so prosto v citoplazmi, transkripcija je zato sklopljena s translacijo. RNA ne vsebuje kape na 5’ koncu, 3’ konec pa nima poliA repa, kar je očitna razlika v primerjavi z evkarionti. Po drugi strani pa RNA prepisi vsebujejo številne postranskripcijske modifikacije, kar je lastnost, ki jih druži z evkarionti.
Pri arhejah se transkripcija, podobno kot pri evkariontih in bakterijah, deli na tri stopnje: iniciacijo, elongacijo in terminacijo.

== Arhejska RNA polimeraza ==
Ključen encim transkripcije je arhejska RNA polimeraza, ki je sestavljena iz 11 do 13 podenot - 5 podenot sestavlja jedro, ostalih 6 do 8 podenot pa obkroža osrednjo katalitsko mesto in tvorijo domeno, imenovano pecelj. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, obstaja zgolj en tip RNA polimeraze, ki je odgovorna za transkripcijo celotnega genoma, podenote te arhejske RNA polimeraze pa so homologne tistim pri evkariontski RNA polimerazi II. Zanimivo je, da je aminokislinsko zaporedje arhejske RNA polimeraze bolj podobno zaporedju vsaki od RNA polimeraz v evkariontih (I, II in III), kot so si ta zaporedja podobna med sabo. Poleg podobnosti v strukturi arhejske RNA polimeraze in RNA polimeraze ll, je podobnost med njima tudi to, da sta obe odvisni od podobnih elementov promotorja in aktivnosti dveh proteinov - transkripcijskega faktorja B (TFB, analog pri evkariontih je TFIIB) in TATA vezavnega proteina (TBP, analog pri evkariontih je TBP).

== Iniciacija ==
Za prepoznavo promotorja sta pomembna zgolj dva dela zaporedja DNA, in sicer škatla TATA, ki se nahaja 25 baznih parov navzgor od mesta začetka transkripcije, ter prepoznavni element B (BRE). Za prepoznavanje škatle TATA je pomemben TATA vezavni protein (TBP). Ko se TBP veže na škatlo TATA, nastane kompleks, ki zaradi svoje simetričnosti sam po sebi ni zmožen določiti, v katero smer bo potekla transkripcija. Za določitev le-te je pomemben element BRE, ki se nahaja navzgor od škatle TATA in ki ga prepozna protein TFB. Po vezavi TBP in TFB na promotor je mogoče oblikovanje prediniciacijskega kompleksa z arhejsko RNA polimerazo.

Obstaja več izoformnih oblik tako TBP kot TFB in posledično več različnih parov TFB/TBP, vsak od katerih lahko sproži transkripcijo na več različnih promotorjih. To ni v skladu s teorijo, ki so jo molekularni biologi imeli, preden je bil mehanizem transkripcije pri arhejah dokončno obrazložen, da vsak unikaten par TBF/TFB prepozna zgolj eno, unikatno zaporedje na promotorju.

Pogosto je v tvorbo predinicijacijskega kompleksa vključen še en protein, ki optimizira kontakte znotraj samega kompleksa in med proteini in DNA. To je transkripcijski faktor E (TFE), čigar naloga je olajšanje oblikovanja prediniciacijskega kompleksa in spodbujanje iniciacije, če sta zaporedje na promotorju ali temperatura manj idealna - arheje so namreč znane po tem, da jih najdemo v ekstremno hladnih oziroma izredno vročih okoljih.

Aktivnost promotorja v največji meri določata škatla TATA in BRE, vendar se na DNA nahajata še dve zaporedji, od katerih nobeno ni ključno za to, da do iniciacije pride, temveč njuna prisotnost iniciacijo krepi. To sta iniciatorski element (INR) in promotorju bližnji element (PPE), ki se nahajata med škatlo TATA in mestom začetka transkripcije. Za oblikovanje prediniciacijskga kompleksa niso potrebni ostali transkripcijski faktorji, prav tako pa ne pride do hidrolize ATP, kar se zgodi pri evkariontih.

== Elongacija ==
Ko se vzpostavi prediniciacijski kompleks in se veže na DNA, se faktor TFE zamenja z elongacijskim faktorjem Spt5, pri tem ta dva faktorja tekmujeta za vezavno mesto, njuna zamenjava pa omogoči, da RNA polimeraza uide iz promotorja. Vezava Spt5 povzroči konformacijske spremembe znotraj kompleksa RNA polimeraze, transkripcijski elongacijski kompleks, TEC, pa se po spremembi začne premikati po DNA. Elongacijski faktor Spt5 je homolog faktorju Spt5 v evkariontih in NusG v bakterijah. Sestavljen je iz dveh domen, NGN, ki je odgovorna za vezavo na RNA polimerazo in KOW, ki interagira z zunanjimi faktorji, z majhnim proteinom Spt4 pa tvori heterodimer.
Strukturni elementi RNA polimeraze, ki so vključeni v elongacijo so hibrid DNA-RNA, vezavni kanal za DNA, Rpo2 Switch 3, čeljusti in pecelj in RNA polimeraze, vsi pa pripomorejo k stabilnosti TEC in posledično vplivajo na učinkovito elongacijo. Čeljusti RNA polimeraze so sestavljene iz dveh večjih podenot Rpo1 in Rpo2, ter majhne podenote Rpo5 in se vežejo na navzdol regulirano DNA. Funkcija in struktura čeljusti sta popolnoma enaki kot pri evkariontih. S poskusi so ugotovili, da je aktivnost RNA polimeraze brez podenote Rpo5 izrazito manjša, kar razlagajo s tem, da je Rpo5 nujno potreben protein za stabilnost RNA polimeraze. Faktor Rpo13, prav tako del čeljusti, je unikaten samo za arheje in se specifično veže na dvojno vijačnico DNA.

DNA se razpre dva bazna para navzdol od magnezijevega iona v katalitičnem mestu, tako nastane transkripcijski mehurček. Matrična veriga potuje skozi aktivno mesto, kodirajoča pa okoli Rpo1 vponke. Ko se začne transkripcija, nastane hibrid RNA-DNA, dolg 9 do 10 baznih parov, nato Rpo2 switch 3 loči RNA od matrične verige DNA. Učinkovitost in hitrost transkripcije je odvisna od uspešne ločitve hibrida in ponovne povezave obeh verig DNA. Na koncu je nastajajoča RNA usmerjena proti peclju RNA polimeraze, kjer se nahajata Rpo4 in Rpo7. Ti dve podenoti sta enaki kot pri evkariontih, pri bakterijah pa jih še niso odkrili. Mutacije na Rpo7 pokažejo nižjo hitrost transkripcije, če podenota Rpo7 manjka pa je možno, da transkripcija ne poteka, kar nakazuje da Rpo7 v peclju spodbudi fazo elongacije.

Večina arhejskih genomov zapisuje za histone, ki vežejo DNA, tako da nastane kromatin. Zgoščena DNA, bogata z vezanimi proteini, otežuje transkripcijo in zmanjšuje njeno hitrost. Pri regulaciji elongacije so v pomoč faktorji Spt4, Spt5 in TFS, ki je homolog TFIIS pri evkariontih in analog bakterijskim GreA in GreB. Ti faktorji omogočajo, da RNAP lažje prepotuje čez strukturo kromatina. Ko se RNA polimeraza ustavi ob oviri, se pomakne nazaj po DNA, kar povzroči izhajanje 3' konca nastajajoče RNA verige skozi izhodni kanal RNA polimeraze. Cepitveni faktor TFS interagira z RNA polimerazo skozi izhodni kanal in cepi nastajajočo RNA, tako nastane nov 3’ konec, ki je ponovno v aktivnem mestu. Nekateri paralogi TFS lahko delujejo kot inhibitorji RNAP in preprečijo iniciacijo ali elongacijo transkripcije, zato, ko so izraženi, predstavljajo vlogo toksinov.

Druge motnje pri transkripciji so tudi: specifični stop signali na zaporedjih, različnih moči in dolžin, pogosto zaporedja bogata z U; DNA okvare, kot so ciklobutan pirimdinski dimeri; proteini, ki so vezani na DNA. V najslabšem primeru se RNA polimeraza predhodno odcepi od kompleksa, ne da bi sintetizirala celotno RNA. Pri tem se ne more ponovno vezati in nadaljevati elongacije, saj se nastala RNA loči od TEC, RNA polimeraza pa mora začeti znova.

== Terminacija ==
Elongacijski kompleks, ki se tvori za učinkovito prepisovanje RNA na podlagi matrične DNA, je zelo stabilen in se lahko dolgo ohrani na verigi. Ker pa je arhejski genom zelo gost in kompaktiran, je ključnega pomena, da pride do terminacije ob pravem času. V nasprotnem primeru se lahko transkripcija nadaljuje v sosednje gene ali operone, kar lahko vodi v sintezo nepravilnih transkriptov. Terminacija pri arhejah je lahko intrinzična, kjer se transkripcija zaustavi, ko elongacijski kompleks prepiše določeno zaporedje. Drug načini terminacije pa potečejo s pomočjo specifičnih proteinskih faktorjev.

=== Intrinzična terminacija ===
Pri arhejah je intrinzična terminacija najpogostejši mehanizem prekinitve transkripcije. Poteka na zelo podoben način kot pri bakterijah, ki imajo, tako kot arheje, za vse vrste transkriptov zgolj eno RNA polimerazo. Pri evkariontih pa je način intrinzične terminacije odvisen od tipa RNA polimeraze.

Pri bakterijah intrinzična terminacija poteka na osnovi matričnega DNA zaporedja, ki vsebuje GC-bogat motiv, ki se ponovi v obratni smeri, kar omogoča tvorbo lasnične zanke s po 7-9 baznih parov na 3'-koncu. Zatem sledi še prepis dobro ohranjene regije DNA v 8-10 zaporednih uridinov. Slednji motiv se je izkazal za ključnega pri zaustavitvi transkripcije. Čeprav zapis za terminacijo torej nosi matrična DNA, je za proces ključna sekundarna struktura transkripta RNA. Podobno je pri arhejah ključen motiv oligo(T) na DNA, ki zapisuje z uridini bogate 3'-konce transkriptov. Za razliko od bakterij pa oblikovanje lasnične zanke ni nujno potrebno za terminacijo.

=== Terminacija s pomočjo proteinskih faktorjev ===
Ker nimajo vsi geni na koncu zapisa za motiv zaporednih uridinov, terminacija ne more vedno potekati intrinzično, temveč le s pomočjo proteinskih faktorjev.

Za arheje je tako kot pri prokariontih značilna sklopitev transkripcije in translacije. V bližini elongacijskega kompleksa, kjer poteka transkripcija, je prisoten tudi sledilni ribosom, ki tik po tvorbi mRNA slednjo že uporabi za tvorbo proteina. Ta mehanizem lahko deluje kot signal terminacije. Ko ribosom po koncu translacije mRNA v protein oddisociira z mRNA, postane elongacijski kompleks substrat za arheje značilen in univerzalno ohranjen terminacijski faktor FttA (angl. Factor that Terminates Transcription in Archaea). Ta je znan tudi kot aCPSF1 in je ortolog evkariontski CPSF73, ki je podenota cepitvenega in poliadenilacijskega kompleksa. Slednji ima vlogo pri terminaciji transkripcije pri evkariontskih RNA-polimerazah I in II. Terminacija s pomočjo FttA je poglaviten mehanizem prekinitve transkripcije v arhejah za gene, ki nimajo ustreznih sekvenc za intrinzično terminacijo oz. so te okvarjene.

FttA je znana endonukleaza in 5'-3' eksonukleaza, ki po oddisociaciji ribosoma prepozna nascentno RNA verigo. Terminacija s pomočjo FttA je najbolj stimulirana v primeru, da so na mRNA prisotne regije, bogate s citozini. To je analogno bakterijski od faktorja ro odvisni terminaciji, kjer se faktor ro prav tako veže na s citozini bogate regije. Zatem se premika v 5' proti 3' smeri, dokler ne doseže RNA polimeraze, nato pa razpusti transkripcijski elongacijski kompleks. Pri arhejah FttA ob vezavi na mRNA interagira z elongacijskim kompleksom in povzroči endonukleazno cepitev transkripta na točno določnem mestu. Zatem sledi še hitra 5'-3' eksonukleazna cepitev preostanka mRNA, kar slednjo povsem razgradi in prav tako povzroči razpad elongacijskega kompleksa, s tem pa zaključek transkripcije.

== Zaključek ==
Regulacija transkripcije arhej torej združuje značilnosti tako bakterij kot tudi evkariontov. Glede na število komponent, ki sodelujejo v transkripciji, bi lahko rekli, da je ta nekoliko preprostejša kot pri evkariontih. Se pa njena kompleksnost pokaže pri različnih, med seboj kompleksno povezanih sistemih regulacije izražanja genov. V zadnjem času se odkriva vse več mehanizmov, povezanih s transkripcijo v arhejah, ki nam pomagajo tudi pri razumevanju podobnih procesov v bakterijah in evkariontih.

== Viri ==
[1] B. R. Wenck, T. J. Santangelo: Archaeal transcription. Transcription. 2020, 11, 199-210.

[2] D. Langer, J. Hain, P. Thuriaux, W. Zillig: Transcription in archaea: similarity to that in eucarya. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995, 92, 5768-5772.

[3] F. Werner: Molecular Mechanisms of Transcription Elongation in Archaea. Chem. Rev. 2013, 113, 8331-8349.

[4] T. J. Sanders, B. R. Wenck, J. N. Selan, M. P. Barker, S. A. Trimmer, J. E. Walker, T. J. Santangelo: FttA is a CPSF73 homologue that terminates transcription in Archaea. Nat. Microbiol. 2020, 5, 545-553.

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Transkripcija pri arhejah

2023-05-13T18:05:15Z

Lena Kogoj: /* Iniciacija */

== Uvod ==
Transkripcija, ali prepisovanje zapisa genetske informacije iz DNA na RNA, v nekaterih pogledih pri arhejah poteka podobno kot pri evkariontih, v drugih vidikih je proces bolj podoben tistemu pri bakterijah, seveda pa ima tudi nekatere povsem unikatne značilnosti. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, ribosomi niso vezani na kak drug organel, temveč so prosto v citoplazmi, transkripcija je zato sklopljena s translacijo. RNA ne vsebuje kape na 5’ koncu, 3’ konec pa nima poliA repa, kar je očitna razlika v primerjavi z evkarionti. Po drugi strani pa RNA prepisi vsebujejo številne postranskripcijske modifikacije, kar je lastnost, ki jih druži z evkarionti.
Pri arhejah se transkripcija, podobno kot pri evkariontih in bakterijah, deli na tri stopnje: iniciacijo, elongacijo in terminacijo.

== Arhejska RNA polimeraza ==
Ključen encim transkripcije je arhejska RNA polimeraza, ki je sestavljena iz 11 do 13 podenot - 5 podenot sestavlja jedro, ostalih 6 do 8 podenot pa obkroža osrednjo katalitsko mesto in tvorijo domeno, imenovano pecelj. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, obstaja zgolj en tip RNA polimeraze, ki je odgovorna za transkripcijo celotnega genoma, podenote te arhejske RNA polimeraze pa so homologne tistim pri evkariontski RNA polimerazi II. Zanimivo je, da je aminokislinsko zaporedje arhejske RNA polimeraze bolj podobno zaporedju vsaki od RNA polimeraz v evkariontih (I, II in III), kot so si ta zaporedja podobna med sabo. Poleg podobnosti v strukturi arhejske RNA polimeraze in RNA polimeraze ll, je podobnost med njima tudi to, da sta obe odvisni od podobnih elementov promotorja in aktivnosti dveh proteinov - transkripcijskega faktorja B (TFB, analog pri evkariontih je TFIIB) in TATA vezavnega proteina (TBP, analog pri evkariontih je TBP). V evkariontih sta faktorja TBP in TFIIB potrebna za razvitje kromatinske strukture. Ta dva faktorja sta homologna TBP in TFB v arhejah, torej je genom arhej prav tako zvit v kromatinsko strukturo.

== Iniciacija ==
Za prepoznavo promotorja sta pomembna zgolj dva dela zaporedja DNA, in sicer škatla TATA, ki se nahaja 25 baznih parov navzgor od mesta začetka transkripcije, ter prepoznavni element B (BRE). Za prepoznavanje škatle TATA je pomemben TATA vezavni protein (TBP). Ko se TBP veže na škatlo TATA, nastane kompleks, ki zaradi svoje simetričnosti sam po sebi ni zmožen določiti, v katero smer bo potekla transkripcija. Za določitev le-te je pomemben element BRE, ki se nahaja navzgor od škatle TATA in ki ga prepozna protein TFB. Po vezavi TBP in TFB na promotor je mogoče oblikovanje prediniciacijskega kompleksa z arhejsko RNA polimerazo.

Obstaja več izoformnih oblik tako TBP kot TFB in posledično več različnih parov TFB/TBP, vsak od katerih lahko sproži transkripcijo na več različnih promotorjih. To ni v skladu s teorijo, ki so jo molekularni biologi imeli, preden je bil mehanizem transkripcije pri arhejah dokončno obrazložen, da vsak unikaten par TBF/TFB prepozna zgolj eno, unikatno zaporedje na promotorju.

Pogosto je v tvorbo predinicijacijskega kompleksa vključen še en protein, ki optimizira kontakte znotraj samega kompleksa in med proteini in DNA. To je transkripcijski faktor E (TFE), čigar naloga je olajšanje oblikovanja prediniciacijskega kompleksa in spodbujanje iniciacije, če sta zaporedje na promotorju ali temperatura manj idealna - arheje so namreč znane po tem, da jih najdemo v ekstremno hladnih oziroma izredno vročih okoljih.

Aktivnost promotorja v največji meri določata škatla TATA in BRE, vendar se na DNA nahajata še dve zaporedji, od katerih nobeno ni ključno za to, da do iniciacije pride, temveč njuna prisotnost iniciacijo krepi. To sta iniciatorski element (INR) in promotorju bližnji element (PPE), ki se nahajata med škatlo TATA in mestom začetka transkripcije. Za oblikovanje prediniciacijskga kompleksa niso potrebni ostali transkripcijski faktorji, prav tako pa ne pride do hidrolize ATP, kar se zgodi pri evkariontih.

== Elongacija ==
Ko se vzpostavi prediniciacijski kompleks in se veže na DNA, se faktor TFE zamenja z elongacijskim faktorjem Spt5, pri tem ta dva faktorja tekmujeta za vezavno mesto, njuna zamenjava pa omogoči da RNAP uide iz promotorja. Vezava Spt5 povzroči konformacijske spremembe znotraj RNAP kompleksa, transkripcijski elongacijski kompleks, TEC, pa se po spremembi začne premikati po DNA. Elongacijski faktor Spt5 je homolog faktorju Spt5 v evkariontih in NusG v bakterijah. Sestavljen je iz dveh domen, NGN, ki je odgovorna za vezavo na RNAP in KOW, ki interagira z zunanjimi faktorji, z majhnim proteinom Spt4 pa tvori heterodimer.

Strukturni elementi RNAP, ki so vključeni v elongacijo so DNA-RNA hibrid, vezavni kanal za DNA, Rpo2 Switch 3, RNAP čeljusti in pecelj, vsi pa pripomorejo k stabilnosti TEC in posledično vplivajo na učinkovito elongacijo. RNAP čeljusti so sestavljene iz dveh večjih podenot Rpo1 in Rpo2, ter majhne podenote Rpo5 in se vežejo na downstream DNA. Funkcija in struktura čeljusti sta popolnoma enaki kot pri evkariontih. S poskusi so ugotovili, da je aktivnost RNAP brez podenote Rpo5 izrazito manjša, kar razlagajo s tem, da je Rpo5 nujno potreben protein za stabilnost RNAP. Faktor Rpo13, prav tako del RNAP čeljusti, je unikaten samo za arheje in se veže specifično na dvojno vijačnico DNA.

DNA se razpre dva bazna para downstream od magnezijevega iona v katalitičnem mestu, tako nastane transkripcijski mehurček. Matrična veriga potuje skozi aktivno mesto, kodirajoča pa okoli Rpo1 vponke. Ko se začne transkripcija, nastane RNA-DNA hibrid, dolg 9 do 10 baznih parov, nato Rpo2 switch 3 loči RNA od matrične verige DNA. Učinkovitost in hitrost transkripcije je odvisna od uspešne ločitve hibrida in ponovne povezave obeh verig DNA. Na koncu pa je nastajajoča RNA usmerjena proti RNAP peclju, kjer se nahajata Rpo4 in Rpo7. Ti dve podenoti sta enaki kot pri evkariontih, pri bakterijah pa jih še niso odkrili. Mutacije na Rpo7 pokažejo nižjo hitrost transkripcije, če podenota Rpo7 manjka pa je možno, da transkripcija ne poteka, kar nakazuje da Rpo7 v peclju spodbudi fazo elongacije.

Večina arhejskih genomov zapisujejo za histone, ki vežejo DNA, tako da nastane kromatin. Zgoščena DNA, bogata z vezanimi proteini, otežuje transkripcijo in zmanjšuje njeno hitrost. Pri regulaciji elongacije so v pomoč faktorji Spt4, Spt5 in TFS, ki je homolog TFIIS pri evkariontih in analog bakterijskim GreA in GreB. Ti faktorji omogočajo, da RNAP lažje prepotuje čez strukturo kromatina. Ko se RNAP ustavi pride do backtrackinga, kar povzroči izhajanje 3' konca skozi izhodni kanal RNAP. Cepitveni faktor TFS interagira z RNAP skozi izhodni kanal in cepi nastajajočo RNA, tako nastane nov 3’ konec, ki je ponovno v aktivnem mestu. Nekateri paralogi TFS lahko delujejo kot inhibitorji RNAP in preprečijo iniciacijo ali elongacijo transkripcije, zato, ko so izraženi, predstavljajo vlogo toksinov.

Druge motnje pri transkripciji so tudi: specifični stop signali na zaporedjih, različnih moči in dolžin, zaporedja bogata z U; DNA okvare, kot so ciklobutan pirimdinski dimeri; proteini, ki so vezani na DNA. V najslabšem primeru RNAP predhodno oddisociira iz kompleksa, ne da bi sintetizirala celotno RNA. Pri tem se ne more ponovno vezati in nadaljevati elongacije, saj se RNA transkript loči od TEC, RNAP pa mora začeti znova.

== Terminacija ==
Elongacijski kompleks, ki se tvori za učinkovito prepisovanje RNA na podlagi matrične DNA, je zelo stabilen in se lahko dolgo ohrani na verigi. Ker pa je arhejski genom zelo gost in kompaktiran, je ključnega pomena, da pride do terminacije ob pravem času. V nasprotnem primeru se lahko transkripcija nadaljuje v sosednje gene ali operone, kar lahko vodi v sintezo nepravilnih transkriptov. Terminacija pri arhejah je lahko intrinzična, kjer se transkripcija zaustavi, ko elongacijski kompleks prepiše določeno zaporedje. Drug načini terminacije pa potečejo s pomočjo specifičnih proteinskih faktorjev.

=== Intrinzična terminacija ===
Pri arhejah je intrinzična terminacija najpogostejši mehanizem prekinitve transkripcije. Poteka na zelo podoben način kot pri bakterijah, ki imajo, tako kot arheje, za vse vrste transkriptov zgolj eno RNA polimerazo. Pri evkariontih pa je način intrinzične terminacije odvisen od tipa RNA polimeraze.

Pri bakterijah intrinzična terminacija poteka na osnovi matričnega DNA zaporedja, ki vsebuje GC-bogat motiv, ki se ponovi v obratni smeri, kar omogoča tvorbo lasnične zanke s po 7-9 baznih parov na 3'-koncu. Zatem sledi še prepis dobro ohranjene regije DNA v 8-10 zaporednih uridinov. Slednji motiv se je izkazal za ključnega pri zaustavitvi transkripcije. Čeprav zapis za terminacijo torej nosi matrična DNA, je za proces ključna sekundarna struktura transkripta RNA. Podobno je pri arhejah ključen motiv oligo(T) na DNA, ki zapisuje z uridini bogate 3'-konce transkriptov. Za razliko od bakterij pa oblikovanje lasnične zanke ni nujno potrebno za terminacijo.

=== Terminacija s pomočjo proteinskih faktorjev ===
Ker nimajo vsi geni na koncu zapisa za motiv zaporednih uridinov, terminacija ne more vedno potekati intrinzično, temveč le s pomočjo proteinskih faktorjev.

Za arheje je tako kot pri prokariontih značilna sklopitev transkripcije in translacije. V bližini elongacijskega kompleksa, kjer poteka transkripcija, je prisoten tudi sledilni ribosom, ki tik po tvorbi mRNA slednjo že uporabi za tvorbo proteina. Ta mehanizem lahko deluje kot signal terminacije. Ko ribosom po koncu translacije mRNA v protein oddisociira z mRNA, postane elongacijski kompleks substrat za arheje značilen in univerzalno ohranjen terminacijski faktor FttA (angl. Factor that Terminates Transcription in Archaea). Ta je znan tudi kot aCPSF1 in je ortolog evkariontski CPSF73, ki je podenota cepitvenega in poliadenilacijskega kompleksa. Slednji ima vlogo pri terminaciji transkripcije pri evkariontskih RNA-polimerazah I in II. Terminacija s pomočjo FttA je poglaviten mehanizem prekinitve transkripcije v arhejah za gene, ki nimajo ustreznih sekvenc za intrinzično terminacijo oz. so te okvarjene.

FttA je znana endonukleaza in 5'-3' eksonukleaza, ki po oddisociaciji ribosoma prepozna nascentno RNA verigo. Terminacija s pomočjo FttA je najbolj stimulirana v primeru, da so na mRNA prisotne regije, bogate s citozini. To je analogno bakterijski od faktorja ro odvisni terminaciji, kjer se faktor ro prav tako veže na s citozini bogate regije. Zatem se premika v 5' proti 3' smeri, dokler ne doseže RNA polimeraze, nato pa razpusti transkripcijski elongacijski kompleks. Pri arhejah FttA ob vezavi na mRNA interagira z elongacijskim kompleksom in povzroči endonukleazno cepitev transkripta na točno določnem mestu. Zatem sledi še hitra 5'-3' eksonukleazna cepitev preostanka mRNA, kar slednjo povsem razgradi in prav tako povzroči razpad elongacijskega kompleksa, s tem pa zaključek transkripcije.

== Zaključek ==
Regulacija transkripcije arhej torej združuje značilnosti tako bakterij kot tudi evkariontov. Glede na število komponent, ki sodelujejo v transkripciji, bi lahko rekli, da je ta nekoliko preprostejša kot pri evkariontih. Se pa njena kompleksnost pokaže pri različnih, med seboj kompleksno povezanih sistemih regulacije izražanja genov. V zadnjem času se odkriva vse več mehanizmov, povezanih s transkripcijo v arhejah, ki nam pomagajo tudi pri razumevanju podobnih procesov v bakterijah in evkariontih.

== Viri ==
[1] B. R. Wenck, T. J. Santangelo: Archaeal transcription. Transcription. 2020, 11, 199-210.

[2] D. Langer, J. Hain, P. Thuriaux, W. Zillig: Transcription in archaea: similarity to that in eucarya. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995, 92, 5768-5772.

[3] F. Werner: Molecular Mechanisms of Transcription Elongation in Archaea. Chem. Rev. 2013, 113, 8331-8349.

[4] T. J. Sanders, B. R. Wenck, J. N. Selan, M. P. Barker, S. A. Trimmer, J. E. Walker, T. J. Santangelo: FttA is a CPSF73 homologue that terminates transcription in Archaea. Nat. Microbiol. 2020, 5, 545-553.

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Transkripcija pri arhejah

2023-05-13T18:04:44Z

Lena Kogoj: /* Iniciacija */

== Uvod ==
Transkripcija, ali prepisovanje zapisa genetske informacije iz DNA na RNA, v nekaterih pogledih pri arhejah poteka podobno kot pri evkariontih, v drugih vidikih je proces bolj podoben tistemu pri bakterijah, seveda pa ima tudi nekatere povsem unikatne značilnosti. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, ribosomi niso vezani na kak drug organel, temveč so prosto v citoplazmi, transkripcija je zato sklopljena s translacijo. RNA ne vsebuje kape na 5’ koncu, 3’ konec pa nima poliA repa, kar je očitna razlika v primerjavi z evkarionti. Po drugi strani pa RNA prepisi vsebujejo številne postranskripcijske modifikacije, kar je lastnost, ki jih druži z evkarionti.
Pri arhejah se transkripcija, podobno kot pri evkariontih in bakterijah, deli na tri stopnje: iniciacijo, elongacijo in terminacijo.

== Arhejska RNA polimeraza ==
Ključen encim transkripcije je arhejska RNA polimeraza, ki je sestavljena iz 11 do 13 podenot - 5 podenot sestavlja jedro, ostalih 6 do 8 podenot pa obkroža osrednjo katalitsko mesto in tvorijo domeno, imenovano pecelj. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, obstaja zgolj en tip RNA polimeraze, ki je odgovorna za transkripcijo celotnega genoma, podenote te arhejske RNA polimeraze pa so homologne tistim pri evkariontski RNA polimerazi II. Zanimivo je, da je aminokislinsko zaporedje arhejske RNA polimeraze bolj podobno zaporedju vsaki od RNA polimeraz v evkariontih (I, II in III), kot so si ta zaporedja podobna med sabo. Poleg podobnosti v strukturi arhejske RNA polimeraze in RNA polimeraze ll, je podobnost med njima tudi to, da sta obe odvisni od podobnih elementov promotorja in aktivnosti dveh proteinov - transkripcijskega faktorja B (TFB, analog pri evkariontih je TFIIB) in TATA vezavnega proteina (TBP, analog pri evkariontih je TBP). V evkariontih sta faktorja TBP in TFIIB potrebna za razvitje kromatinske strukture. Ta dva faktorja sta homologna TBP in TFB v arhejah, torej je genom arhej prav tako zvit v kromatinsko strukturo.

== Iniciacija ==
Za prepoznavo promotorja sta pomembna zgolj dva dela zaporedja DNA, in sicer škatla TATA, ki se nahaja 25 baznih parov navzgor od mesta začetka transkripcije, ter prepoznavni element B (BRE). Za prepoznavanje škatle TATA je pomemben TATA vezavni protein (TBP). Ko se TBP veže na škatlo TATA, nastane kompleks, ki zaradi svoje simetričnosti sam po sebi ni zmožen določiti, v katero smer bo potekla transkripcija. Za določitev le-te je pomemben element BRE, ki se nahaja navzgor od škatle TATA in ki ga prepozna protein TFB. Po vezavi TBP in TFB na promotor je mogoče oblikovanje prediniciacijskega kompleksa z arhejsko RNA polimerazo.
Obstaja več izoformnih oblik tako TBP kot TFB in posledično več različnih parov TFB/TBP, vsak od katerih lahko sproži transkripcijo na več različnih promotorjih. To ni v skladu s teorijo, ki so jo molekularni biologi imeli, preden je bil mehanizem transkripcije pri arhejah dokončno obrazložen, da vsak unikaten par TBF/TFB prepozna zgolj eno, unikatno zaporedje na promotorju.
Pogosto je v tvorbo predinicijacijskega kompleksa vključen še en protein, ki optimizira kontakte znotraj samega kompleksa in med proteini in DNA. To je transkripcijski faktor E (TFE), čigar naloga je olajšanje oblikovanja prediniciacijskega kompleksa in spodbujanje iniciacije, če sta zaporedje na promotorju ali temperatura manj idealna - arheje so namreč znane po tem, da jih najdemo v ekstremno hladnih oziroma izredno vročih okoljih.
Aktivnost promotorja v največji meri določata škatla TATA in BRE, vendar se na DNA nahajata še dve zaporedji, od katerih nobeno ni ključno za to, da do iniciacije pride, temveč njuna prisotnost iniciacijo krepi. To sta iniciatorski element (INR) in promotorju bližnji element (PPE), ki se nahajata med škatlo TATA in mestom začetka transkripcije. Za oblikovanje prediniciacijskga kompleksa niso potrebni ostali transkripcijski faktorji, prav tako pa ne pride do hidrolize ATP, kar se zgodi pri evkariontih.

== Elongacija ==
Ko se vzpostavi prediniciacijski kompleks in se veže na DNA, se faktor TFE zamenja z elongacijskim faktorjem Spt5, pri tem ta dva faktorja tekmujeta za vezavno mesto, njuna zamenjava pa omogoči da RNAP uide iz promotorja. Vezava Spt5 povzroči konformacijske spremembe znotraj RNAP kompleksa, transkripcijski elongacijski kompleks, TEC, pa se po spremembi začne premikati po DNA. Elongacijski faktor Spt5 je homolog faktorju Spt5 v evkariontih in NusG v bakterijah. Sestavljen je iz dveh domen, NGN, ki je odgovorna za vezavo na RNAP in KOW, ki interagira z zunanjimi faktorji, z majhnim proteinom Spt4 pa tvori heterodimer.

Strukturni elementi RNAP, ki so vključeni v elongacijo so DNA-RNA hibrid, vezavni kanal za DNA, Rpo2 Switch 3, RNAP čeljusti in pecelj, vsi pa pripomorejo k stabilnosti TEC in posledično vplivajo na učinkovito elongacijo. RNAP čeljusti so sestavljene iz dveh večjih podenot Rpo1 in Rpo2, ter majhne podenote Rpo5 in se vežejo na downstream DNA. Funkcija in struktura čeljusti sta popolnoma enaki kot pri evkariontih. S poskusi so ugotovili, da je aktivnost RNAP brez podenote Rpo5 izrazito manjša, kar razlagajo s tem, da je Rpo5 nujno potreben protein za stabilnost RNAP. Faktor Rpo13, prav tako del RNAP čeljusti, je unikaten samo za arheje in se veže specifično na dvojno vijačnico DNA.

DNA se razpre dva bazna para downstream od magnezijevega iona v katalitičnem mestu, tako nastane transkripcijski mehurček. Matrična veriga potuje skozi aktivno mesto, kodirajoča pa okoli Rpo1 vponke. Ko se začne transkripcija, nastane RNA-DNA hibrid, dolg 9 do 10 baznih parov, nato Rpo2 switch 3 loči RNA od matrične verige DNA. Učinkovitost in hitrost transkripcije je odvisna od uspešne ločitve hibrida in ponovne povezave obeh verig DNA. Na koncu pa je nastajajoča RNA usmerjena proti RNAP peclju, kjer se nahajata Rpo4 in Rpo7. Ti dve podenoti sta enaki kot pri evkariontih, pri bakterijah pa jih še niso odkrili. Mutacije na Rpo7 pokažejo nižjo hitrost transkripcije, če podenota Rpo7 manjka pa je možno, da transkripcija ne poteka, kar nakazuje da Rpo7 v peclju spodbudi fazo elongacije.

Večina arhejskih genomov zapisujejo za histone, ki vežejo DNA, tako da nastane kromatin. Zgoščena DNA, bogata z vezanimi proteini, otežuje transkripcijo in zmanjšuje njeno hitrost. Pri regulaciji elongacije so v pomoč faktorji Spt4, Spt5 in TFS, ki je homolog TFIIS pri evkariontih in analog bakterijskim GreA in GreB. Ti faktorji omogočajo, da RNAP lažje prepotuje čez strukturo kromatina. Ko se RNAP ustavi pride do backtrackinga, kar povzroči izhajanje 3' konca skozi izhodni kanal RNAP. Cepitveni faktor TFS interagira z RNAP skozi izhodni kanal in cepi nastajajočo RNA, tako nastane nov 3’ konec, ki je ponovno v aktivnem mestu. Nekateri paralogi TFS lahko delujejo kot inhibitorji RNAP in preprečijo iniciacijo ali elongacijo transkripcije, zato, ko so izraženi, predstavljajo vlogo toksinov.

Druge motnje pri transkripciji so tudi: specifični stop signali na zaporedjih, različnih moči in dolžin, zaporedja bogata z U; DNA okvare, kot so ciklobutan pirimdinski dimeri; proteini, ki so vezani na DNA. V najslabšem primeru RNAP predhodno oddisociira iz kompleksa, ne da bi sintetizirala celotno RNA. Pri tem se ne more ponovno vezati in nadaljevati elongacije, saj se RNA transkript loči od TEC, RNAP pa mora začeti znova.

== Terminacija ==
Elongacijski kompleks, ki se tvori za učinkovito prepisovanje RNA na podlagi matrične DNA, je zelo stabilen in se lahko dolgo ohrani na verigi. Ker pa je arhejski genom zelo gost in kompaktiran, je ključnega pomena, da pride do terminacije ob pravem času. V nasprotnem primeru se lahko transkripcija nadaljuje v sosednje gene ali operone, kar lahko vodi v sintezo nepravilnih transkriptov. Terminacija pri arhejah je lahko intrinzična, kjer se transkripcija zaustavi, ko elongacijski kompleks prepiše določeno zaporedje. Drug načini terminacije pa potečejo s pomočjo specifičnih proteinskih faktorjev.

=== Intrinzična terminacija ===
Pri arhejah je intrinzična terminacija najpogostejši mehanizem prekinitve transkripcije. Poteka na zelo podoben način kot pri bakterijah, ki imajo, tako kot arheje, za vse vrste transkriptov zgolj eno RNA polimerazo. Pri evkariontih pa je način intrinzične terminacije odvisen od tipa RNA polimeraze.

Pri bakterijah intrinzična terminacija poteka na osnovi matričnega DNA zaporedja, ki vsebuje GC-bogat motiv, ki se ponovi v obratni smeri, kar omogoča tvorbo lasnične zanke s po 7-9 baznih parov na 3'-koncu. Zatem sledi še prepis dobro ohranjene regije DNA v 8-10 zaporednih uridinov. Slednji motiv se je izkazal za ključnega pri zaustavitvi transkripcije. Čeprav zapis za terminacijo torej nosi matrična DNA, je za proces ključna sekundarna struktura transkripta RNA. Podobno je pri arhejah ključen motiv oligo(T) na DNA, ki zapisuje z uridini bogate 3'-konce transkriptov. Za razliko od bakterij pa oblikovanje lasnične zanke ni nujno potrebno za terminacijo.

=== Terminacija s pomočjo proteinskih faktorjev ===
Ker nimajo vsi geni na koncu zapisa za motiv zaporednih uridinov, terminacija ne more vedno potekati intrinzično, temveč le s pomočjo proteinskih faktorjev.

Za arheje je tako kot pri prokariontih značilna sklopitev transkripcije in translacije. V bližini elongacijskega kompleksa, kjer poteka transkripcija, je prisoten tudi sledilni ribosom, ki tik po tvorbi mRNA slednjo že uporabi za tvorbo proteina. Ta mehanizem lahko deluje kot signal terminacije. Ko ribosom po koncu translacije mRNA v protein oddisociira z mRNA, postane elongacijski kompleks substrat za arheje značilen in univerzalno ohranjen terminacijski faktor FttA (angl. Factor that Terminates Transcription in Archaea). Ta je znan tudi kot aCPSF1 in je ortolog evkariontski CPSF73, ki je podenota cepitvenega in poliadenilacijskega kompleksa. Slednji ima vlogo pri terminaciji transkripcije pri evkariontskih RNA-polimerazah I in II. Terminacija s pomočjo FttA je poglaviten mehanizem prekinitve transkripcije v arhejah za gene, ki nimajo ustreznih sekvenc za intrinzično terminacijo oz. so te okvarjene.

FttA je znana endonukleaza in 5'-3' eksonukleaza, ki po oddisociaciji ribosoma prepozna nascentno RNA verigo. Terminacija s pomočjo FttA je najbolj stimulirana v primeru, da so na mRNA prisotne regije, bogate s citozini. To je analogno bakterijski od faktorja ro odvisni terminaciji, kjer se faktor ro prav tako veže na s citozini bogate regije. Zatem se premika v 5' proti 3' smeri, dokler ne doseže RNA polimeraze, nato pa razpusti transkripcijski elongacijski kompleks. Pri arhejah FttA ob vezavi na mRNA interagira z elongacijskim kompleksom in povzroči endonukleazno cepitev transkripta na točno določnem mestu. Zatem sledi še hitra 5'-3' eksonukleazna cepitev preostanka mRNA, kar slednjo povsem razgradi in prav tako povzroči razpad elongacijskega kompleksa, s tem pa zaključek transkripcije.

== Zaključek ==
Regulacija transkripcije arhej torej združuje značilnosti tako bakterij kot tudi evkariontov. Glede na število komponent, ki sodelujejo v transkripciji, bi lahko rekli, da je ta nekoliko preprostejša kot pri evkariontih. Se pa njena kompleksnost pokaže pri različnih, med seboj kompleksno povezanih sistemih regulacije izražanja genov. V zadnjem času se odkriva vse več mehanizmov, povezanih s transkripcijo v arhejah, ki nam pomagajo tudi pri razumevanju podobnih procesov v bakterijah in evkariontih.

== Viri ==
[1] B. R. Wenck, T. J. Santangelo: Archaeal transcription. Transcription. 2020, 11, 199-210.

[2] D. Langer, J. Hain, P. Thuriaux, W. Zillig: Transcription in archaea: similarity to that in eucarya. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995, 92, 5768-5772.

[3] F. Werner: Molecular Mechanisms of Transcription Elongation in Archaea. Chem. Rev. 2013, 113, 8331-8349.

[4] T. J. Sanders, B. R. Wenck, J. N. Selan, M. P. Barker, S. A. Trimmer, J. E. Walker, T. J. Santangelo: FttA is a CPSF73 homologue that terminates transcription in Archaea. Nat. Microbiol. 2020, 5, 545-553.

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Transkripcija pri arhejah

2023-05-13T18:03:13Z

Lena Kogoj: /* Arhejska RNA polimeraza */

== Uvod ==
Transkripcija, ali prepisovanje zapisa genetske informacije iz DNA na RNA, v nekaterih pogledih pri arhejah poteka podobno kot pri evkariontih, v drugih vidikih je proces bolj podoben tistemu pri bakterijah, seveda pa ima tudi nekatere povsem unikatne značilnosti. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, ribosomi niso vezani na kak drug organel, temveč so prosto v citoplazmi, transkripcija je zato sklopljena s translacijo. RNA ne vsebuje kape na 5’ koncu, 3’ konec pa nima poliA repa, kar je očitna razlika v primerjavi z evkarionti. Po drugi strani pa RNA prepisi vsebujejo številne postranskripcijske modifikacije, kar je lastnost, ki jih druži z evkarionti.
Pri arhejah se transkripcija, podobno kot pri evkariontih in bakterijah, deli na tri stopnje: iniciacijo, elongacijo in terminacijo.

== Arhejska RNA polimeraza ==
Ključen encim transkripcije je arhejska RNA polimeraza, ki je sestavljena iz 11 do 13 podenot - 5 podenot sestavlja jedro, ostalih 6 do 8 podenot pa obkroža osrednjo katalitsko mesto in tvorijo domeno, imenovano pecelj. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, obstaja zgolj en tip RNA polimeraze, ki je odgovorna za transkripcijo celotnega genoma, podenote te arhejske RNA polimeraze pa so homologne tistim pri evkariontski RNA polimerazi II. Zanimivo je, da je aminokislinsko zaporedje arhejske RNA polimeraze bolj podobno zaporedju vsaki od RNA polimeraz v evkariontih (I, II in III), kot so si ta zaporedja podobna med sabo. Poleg podobnosti v strukturi arhejske RNA polimeraze in RNA polimeraze ll, je podobnost med njima tudi to, da sta obe odvisni od podobnih elementov promotorja in aktivnosti dveh proteinov - transkripcijskega faktorja B (TFB, analog pri evkariontih je TFIIB) in TATA vezavnega proteina (TBP, analog pri evkariontih je TBP). V evkariontih sta faktorja TBP in TFIIB potrebna za razvitje kromatinske strukture. Ta dva faktorja sta homologna TBP in TFB v arhejah, torej je genom arhej prav tako zvit v kromatinsko strukturo.

== Iniciacija ==
Za prepoznavo promotorja sta pomembna zgolj dva dela zaporedja DNA, in sicer škatla TATA, ki se nahaja 25 baznih parov navzgor od mesta začetka transkripcije, ter prepoznavni element B (BRE). Za prepoznavanje škatle TATA je pomemben TATA vezavni protein (TBP). Ko se TBP veže na škatlo TATA, nastane kompleks, ki zaradi svoje simetričnosti sam po sebi ni zmožen določiti, v katero smer bo potekla transkripcija. Za določitev le-te je pomemben element BRE, ki se nahaja navzgor od škatle TATA in ki ga prepozna protein TFB. Po vezavi TBP in TFB na promotor je mogoče oblikovanje prediniciacijskega kompleksa z arhejsko RNA polimerazo. Obstaja več izoformnih oblik tako TBP kot TFB in posledično več različnih parov TFB/TBP, vsak od katerih lahko sproži transkripcijo na več različnih promotorjih. To ni v skladu s teorijo, ki so jo molekularni biologi imeli, preden je bil mehanizem transkripcije pri arhejah dokončno obrazložen, da vsak unikaten par TBF/TFB prepozna zgolj eno, unikatno zaporedje na promotorju. Pogosto je v tvorbo predinicijacijskega kompleksa vključen še en protein, ki optimizira kontakte znotraj samega kompleksa in med proteini in DNA. To je transkripcijski faktor E (TFE), čigar naloga je olajšanje oblikovanja prediniciacijskega kompleksa in spodbujanje iniciacije, če sta zaporedje na promotorju ali temperatura manj idealna - arheje so namreč znane po tem, da jih najdemo v ekstremno hladnih oziroma izredno vročih okoljih. Aktivnost promotorja v največji meri določata škatla TATA in BRE, vendar se na DNA nahajata še dve zaporedji, od katerih nobeno ni ključno za to, da do iniciacije pride, temveč njuna prisotnost iniciacijo krepi. To sta iniciatorski element (INR) in promotorju bližnji element (PPE), ki se nahajata med škatlo TATA in mestom začetka transkripcije. Za oblikovanje prediniciacijskga kompleksa niso potrebni ostali transkripcijski faktorji, prav tako pa ne pride do hidrolize ATP, kar se zgodi pri evkariontih.

== Elongacija ==
Ko se vzpostavi prediniciacijski kompleks in se veže na DNA, se faktor TFE zamenja z elongacijskim faktorjem Spt5, pri tem ta dva faktorja tekmujeta za vezavno mesto, njuna zamenjava pa omogoči da RNAP uide iz promotorja. Vezava Spt5 povzroči konformacijske spremembe znotraj RNAP kompleksa, transkripcijski elongacijski kompleks, TEC, pa se po spremembi začne premikati po DNA. Elongacijski faktor Spt5 je homolog faktorju Spt5 v evkariontih in NusG v bakterijah. Sestavljen je iz dveh domen, NGN, ki je odgovorna za vezavo na RNAP in KOW, ki interagira z zunanjimi faktorji, z majhnim proteinom Spt4 pa tvori heterodimer.

Strukturni elementi RNAP, ki so vključeni v elongacijo so DNA-RNA hibrid, vezavni kanal za DNA, Rpo2 Switch 3, RNAP čeljusti in pecelj, vsi pa pripomorejo k stabilnosti TEC in posledično vplivajo na učinkovito elongacijo. RNAP čeljusti so sestavljene iz dveh večjih podenot Rpo1 in Rpo2, ter majhne podenote Rpo5 in se vežejo na downstream DNA. Funkcija in struktura čeljusti sta popolnoma enaki kot pri evkariontih. S poskusi so ugotovili, da je aktivnost RNAP brez podenote Rpo5 izrazito manjša, kar razlagajo s tem, da je Rpo5 nujno potreben protein za stabilnost RNAP. Faktor Rpo13, prav tako del RNAP čeljusti, je unikaten samo za arheje in se veže specifično na dvojno vijačnico DNA.

DNA se razpre dva bazna para downstream od magnezijevega iona v katalitičnem mestu, tako nastane transkripcijski mehurček. Matrična veriga potuje skozi aktivno mesto, kodirajoča pa okoli Rpo1 vponke. Ko se začne transkripcija, nastane RNA-DNA hibrid, dolg 9 do 10 baznih parov, nato Rpo2 switch 3 loči RNA od matrične verige DNA. Učinkovitost in hitrost transkripcije je odvisna od uspešne ločitve hibrida in ponovne povezave obeh verig DNA. Na koncu pa je nastajajoča RNA usmerjena proti RNAP peclju, kjer se nahajata Rpo4 in Rpo7. Ti dve podenoti sta enaki kot pri evkariontih, pri bakterijah pa jih še niso odkrili. Mutacije na Rpo7 pokažejo nižjo hitrost transkripcije, če podenota Rpo7 manjka pa je možno, da transkripcija ne poteka, kar nakazuje da Rpo7 v peclju spodbudi fazo elongacije.

Večina arhejskih genomov zapisujejo za histone, ki vežejo DNA, tako da nastane kromatin. Zgoščena DNA, bogata z vezanimi proteini, otežuje transkripcijo in zmanjšuje njeno hitrost. Pri regulaciji elongacije so v pomoč faktorji Spt4, Spt5 in TFS, ki je homolog TFIIS pri evkariontih in analog bakterijskim GreA in GreB. Ti faktorji omogočajo, da RNAP lažje prepotuje čez strukturo kromatina. Ko se RNAP ustavi pride do backtrackinga, kar povzroči izhajanje 3' konca skozi izhodni kanal RNAP. Cepitveni faktor TFS interagira z RNAP skozi izhodni kanal in cepi nastajajočo RNA, tako nastane nov 3’ konec, ki je ponovno v aktivnem mestu. Nekateri paralogi TFS lahko delujejo kot inhibitorji RNAP in preprečijo iniciacijo ali elongacijo transkripcije, zato, ko so izraženi, predstavljajo vlogo toksinov.

Druge motnje pri transkripciji so tudi: specifični stop signali na zaporedjih, različnih moči in dolžin, zaporedja bogata z U; DNA okvare, kot so ciklobutan pirimdinski dimeri; proteini, ki so vezani na DNA. V najslabšem primeru RNAP predhodno oddisociira iz kompleksa, ne da bi sintetizirala celotno RNA. Pri tem se ne more ponovno vezati in nadaljevati elongacije, saj se RNA transkript loči od TEC, RNAP pa mora začeti znova.

== Terminacija ==
Elongacijski kompleks, ki se tvori za učinkovito prepisovanje RNA na podlagi matrične DNA, je zelo stabilen in se lahko dolgo ohrani na verigi. Ker pa je arhejski genom zelo gost in kompaktiran, je ključnega pomena, da pride do terminacije ob pravem času. V nasprotnem primeru se lahko transkripcija nadaljuje v sosednje gene ali operone, kar lahko vodi v sintezo nepravilnih transkriptov. Terminacija pri arhejah je lahko intrinzična, kjer se transkripcija zaustavi, ko elongacijski kompleks prepiše določeno zaporedje. Drug načini terminacije pa potečejo s pomočjo specifičnih proteinskih faktorjev.

=== Intrinzična terminacija ===
Pri arhejah je intrinzična terminacija najpogostejši mehanizem prekinitve transkripcije. Poteka na zelo podoben način kot pri bakterijah, ki imajo, tako kot arheje, za vse vrste transkriptov zgolj eno RNA polimerazo. Pri evkariontih pa je način intrinzične terminacije odvisen od tipa RNA polimeraze.

Pri bakterijah intrinzična terminacija poteka na osnovi matričnega DNA zaporedja, ki vsebuje GC-bogat motiv, ki se ponovi v obratni smeri, kar omogoča tvorbo lasnične zanke s po 7-9 baznih parov na 3'-koncu. Zatem sledi še prepis dobro ohranjene regije DNA v 8-10 zaporednih uridinov. Slednji motiv se je izkazal za ključnega pri zaustavitvi transkripcije. Čeprav zapis za terminacijo torej nosi matrična DNA, je za proces ključna sekundarna struktura transkripta RNA. Podobno je pri arhejah ključen motiv oligo(T) na DNA, ki zapisuje z uridini bogate 3'-konce transkriptov. Za razliko od bakterij pa oblikovanje lasnične zanke ni nujno potrebno za terminacijo.

=== Terminacija s pomočjo proteinskih faktorjev ===
Ker nimajo vsi geni na koncu zapisa za motiv zaporednih uridinov, terminacija ne more vedno potekati intrinzično, temveč le s pomočjo proteinskih faktorjev.

Za arheje je tako kot pri prokariontih značilna sklopitev transkripcije in translacije. V bližini elongacijskega kompleksa, kjer poteka transkripcija, je prisoten tudi sledilni ribosom, ki tik po tvorbi mRNA slednjo že uporabi za tvorbo proteina. Ta mehanizem lahko deluje kot signal terminacije. Ko ribosom po koncu translacije mRNA v protein oddisociira z mRNA, postane elongacijski kompleks substrat za arheje značilen in univerzalno ohranjen terminacijski faktor FttA (angl. Factor that Terminates Transcription in Archaea). Ta je znan tudi kot aCPSF1 in je ortolog evkariontski CPSF73, ki je podenota cepitvenega in poliadenilacijskega kompleksa. Slednji ima vlogo pri terminaciji transkripcije pri evkariontskih RNA-polimerazah I in II. Terminacija s pomočjo FttA je poglaviten mehanizem prekinitve transkripcije v arhejah za gene, ki nimajo ustreznih sekvenc za intrinzično terminacijo oz. so te okvarjene.

FttA je znana endonukleaza in 5'-3' eksonukleaza, ki po oddisociaciji ribosoma prepozna nascentno RNA verigo. Terminacija s pomočjo FttA je najbolj stimulirana v primeru, da so na mRNA prisotne regije, bogate s citozini. To je analogno bakterijski od faktorja ro odvisni terminaciji, kjer se faktor ro prav tako veže na s citozini bogate regije. Zatem se premika v 5' proti 3' smeri, dokler ne doseže RNA polimeraze, nato pa razpusti transkripcijski elongacijski kompleks. Pri arhejah FttA ob vezavi na mRNA interagira z elongacijskim kompleksom in povzroči endonukleazno cepitev transkripta na točno določnem mestu. Zatem sledi še hitra 5'-3' eksonukleazna cepitev preostanka mRNA, kar slednjo povsem razgradi in prav tako povzroči razpad elongacijskega kompleksa, s tem pa zaključek transkripcije.

== Zaključek ==
Regulacija transkripcije arhej torej združuje značilnosti tako bakterij kot tudi evkariontov. Glede na število komponent, ki sodelujejo v transkripciji, bi lahko rekli, da je ta nekoliko preprostejša kot pri evkariontih. Se pa njena kompleksnost pokaže pri različnih, med seboj kompleksno povezanih sistemih regulacije izražanja genov. V zadnjem času se odkriva vse več mehanizmov, povezanih s transkripcijo v arhejah, ki nam pomagajo tudi pri razumevanju podobnih procesov v bakterijah in evkariontih.

== Viri ==
[1] B. R. Wenck, T. J. Santangelo: Archaeal transcription. Transcription. 2020, 11, 199-210.

[2] D. Langer, J. Hain, P. Thuriaux, W. Zillig: Transcription in archaea: similarity to that in eucarya. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995, 92, 5768-5772.

[3] F. Werner: Molecular Mechanisms of Transcription Elongation in Archaea. Chem. Rev. 2013, 113, 8331-8349.

[4] T. J. Sanders, B. R. Wenck, J. N. Selan, M. P. Barker, S. A. Trimmer, J. E. Walker, T. J. Santangelo: FttA is a CPSF73 homologue that terminates transcription in Archaea. Nat. Microbiol. 2020, 5, 545-553.

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Transkripcija pri arhejah

2023-05-13T18:02:49Z

Lena Kogoj: /* Iniciacija */

== Uvod ==
Transkripcija, ali prepisovanje zapisa genetske informacije iz DNA na RNA, v nekaterih pogledih pri arhejah poteka podobno kot pri evkariontih, v drugih vidikih je proces bolj podoben tistemu pri bakterijah, seveda pa ima tudi nekatere povsem unikatne značilnosti. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, ribosomi niso vezani na kak drug organel, temveč so prosto v citoplazmi, transkripcija je zato sklopljena s translacijo. RNA ne vsebuje kape na 5’ koncu, 3’ konec pa nima poliA repa, kar je očitna razlika v primerjavi z evkarionti. Po drugi strani pa RNA prepisi vsebujejo številne postranskripcijske modifikacije, kar je lastnost, ki jih druži z evkarionti.
Pri arhejah se transkripcija, podobno kot pri evkariontih in bakterijah, deli na tri stopnje: iniciacijo, elongacijo in terminacijo.

== Arhejska RNA polimeraza ==
Ključen encim transkripcije je arhejska RNA polimeraza, ki je sestavljena iz 11 do 13 podenot - 5 podenot sestavlja jedro, ostalih 6 do 8 podenot pa obkroža osrednjo katalitsko mesto in tvorijo domeno, imenovano pecelj. Pri arhejah, podobno kot pri bakterijah, obstaja zgolj en tip RNA polimeraze, ki je odgovorna za transkripcijo celotnega genoma, podenote te arhejske RNA polimeraze pa so homologne tistim pri evkariontski RNA polimerazi II. Zanimivo je, da je aminokislinsko zaporedje arhejske RNA polimeraze bolj podobno zaporedju vsaki od RNA polimeraz v evkariontih (I, II in III), kot so si ta zaporedja podobna med sabo. Poleg podobnosti v strukturi arhejske RNA polimeraze in RNA polimeraze ll, je podobnost med njima tudi to, da sta obe odvisni od podobnih elementov promotorja in aktivnosti dveh proteinov - transkripcijskega faktorja B (pri arhejah TFB, analog pri evkariontih je TFIIB) in TATA vezavnega proteina (TBP).

== Iniciacija ==
Za prepoznavo promotorja sta pomembna zgolj dva dela zaporedja DNA, in sicer škatla TATA, ki se nahaja 25 baznih parov navzgor od mesta začetka transkripcije, ter prepoznavni element B (BRE). Za prepoznavanje škatle TATA je pomemben TATA vezavni protein (TBP). Ko se TBP veže na škatlo TATA, nastane kompleks, ki zaradi svoje simetričnosti sam po sebi ni zmožen določiti, v katero smer bo potekla transkripcija. Za določitev le-te je pomemben element BRE, ki se nahaja navzgor od škatle TATA in ki ga prepozna protein TFB. Po vezavi TBP in TFB na promotor je mogoče oblikovanje prediniciacijskega kompleksa z arhejsko RNA polimerazo. Obstaja več izoformnih oblik tako TBP kot TFB in posledično več različnih parov TFB/TBP, vsak od katerih lahko sproži transkripcijo na več različnih promotorjih. To ni v skladu s teorijo, ki so jo molekularni biologi imeli, preden je bil mehanizem transkripcije pri arhejah dokončno obrazložen, da vsak unikaten par TBF/TFB prepozna zgolj eno, unikatno zaporedje na promotorju. Pogosto je v tvorbo predinicijacijskega kompleksa vključen še en protein, ki optimizira kontakte znotraj samega kompleksa in med proteini in DNA. To je transkripcijski faktor E (TFE), čigar naloga je olajšanje oblikovanja prediniciacijskega kompleksa in spodbujanje iniciacije, če sta zaporedje na promotorju ali temperatura manj idealna - arheje so namreč znane po tem, da jih najdemo v ekstremno hladnih oziroma izredno vročih okoljih. Aktivnost promotorja v največji meri določata škatla TATA in BRE, vendar se na DNA nahajata še dve zaporedji, od katerih nobeno ni ključno za to, da do iniciacije pride, temveč njuna prisotnost iniciacijo krepi. To sta iniciatorski element (INR) in promotorju bližnji element (PPE), ki se nahajata med škatlo TATA in mestom začetka transkripcije. Za oblikovanje prediniciacijskga kompleksa niso potrebni ostali transkripcijski faktorji, prav tako pa ne pride do hidrolize ATP, kar se zgodi pri evkariontih.

== Elongacija ==
Ko se vzpostavi prediniciacijski kompleks in se veže na DNA, se faktor TFE zamenja z elongacijskim faktorjem Spt5, pri tem ta dva faktorja tekmujeta za vezavno mesto, njuna zamenjava pa omogoči da RNAP uide iz promotorja. Vezava Spt5 povzroči konformacijske spremembe znotraj RNAP kompleksa, transkripcijski elongacijski kompleks, TEC, pa se po spremembi začne premikati po DNA. Elongacijski faktor Spt5 je homolog faktorju Spt5 v evkariontih in NusG v bakterijah. Sestavljen je iz dveh domen, NGN, ki je odgovorna za vezavo na RNAP in KOW, ki interagira z zunanjimi faktorji, z majhnim proteinom Spt4 pa tvori heterodimer.

Strukturni elementi RNAP, ki so vključeni v elongacijo so DNA-RNA hibrid, vezavni kanal za DNA, Rpo2 Switch 3, RNAP čeljusti in pecelj, vsi pa pripomorejo k stabilnosti TEC in posledično vplivajo na učinkovito elongacijo. RNAP čeljusti so sestavljene iz dveh večjih podenot Rpo1 in Rpo2, ter majhne podenote Rpo5 in se vežejo na downstream DNA. Funkcija in struktura čeljusti sta popolnoma enaki kot pri evkariontih. S poskusi so ugotovili, da je aktivnost RNAP brez podenote Rpo5 izrazito manjša, kar razlagajo s tem, da je Rpo5 nujno potreben protein za stabilnost RNAP. Faktor Rpo13, prav tako del RNAP čeljusti, je unikaten samo za arheje in se veže specifično na dvojno vijačnico DNA.

DNA se razpre dva bazna para downstream od magnezijevega iona v katalitičnem mestu, tako nastane transkripcijski mehurček. Matrična veriga potuje skozi aktivno mesto, kodirajoča pa okoli Rpo1 vponke. Ko se začne transkripcija, nastane RNA-DNA hibrid, dolg 9 do 10 baznih parov, nato Rpo2 switch 3 loči RNA od matrične verige DNA. Učinkovitost in hitrost transkripcije je odvisna od uspešne ločitve hibrida in ponovne povezave obeh verig DNA. Na koncu pa je nastajajoča RNA usmerjena proti RNAP peclju, kjer se nahajata Rpo4 in Rpo7. Ti dve podenoti sta enaki kot pri evkariontih, pri bakterijah pa jih še niso odkrili. Mutacije na Rpo7 pokažejo nižjo hitrost transkripcije, če podenota Rpo7 manjka pa je možno, da transkripcija ne poteka, kar nakazuje da Rpo7 v peclju spodbudi fazo elongacije.

Večina arhejskih genomov zapisujejo za histone, ki vežejo DNA, tako da nastane kromatin. Zgoščena DNA, bogata z vezanimi proteini, otežuje transkripcijo in zmanjšuje njeno hitrost. Pri regulaciji elongacije so v pomoč faktorji Spt4, Spt5 in TFS, ki je homolog TFIIS pri evkariontih in analog bakterijskim GreA in GreB. Ti faktorji omogočajo, da RNAP lažje prepotuje čez strukturo kromatina. Ko se RNAP ustavi pride do backtrackinga, kar povzroči izhajanje 3' konca skozi izhodni kanal RNAP. Cepitveni faktor TFS interagira z RNAP skozi izhodni kanal in cepi nastajajočo RNA, tako nastane nov 3’ konec, ki je ponovno v aktivnem mestu. Nekateri paralogi TFS lahko delujejo kot inhibitorji RNAP in preprečijo iniciacijo ali elongacijo transkripcije, zato, ko so izraženi, predstavljajo vlogo toksinov.

Druge motnje pri transkripciji so tudi: specifični stop signali na zaporedjih, različnih moči in dolžin, zaporedja bogata z U; DNA okvare, kot so ciklobutan pirimdinski dimeri; proteini, ki so vezani na DNA. V najslabšem primeru RNAP predhodno oddisociira iz kompleksa, ne da bi sintetizirala celotno RNA. Pri tem se ne more ponovno vezati in nadaljevati elongacije, saj se RNA transkript loči od TEC, RNAP pa mora začeti znova.

== Terminacija ==
Elongacijski kompleks, ki se tvori za učinkovito prepisovanje RNA na podlagi matrične DNA, je zelo stabilen in se lahko dolgo ohrani na verigi. Ker pa je arhejski genom zelo gost in kompaktiran, je ključnega pomena, da pride do terminacije ob pravem času. V nasprotnem primeru se lahko transkripcija nadaljuje v sosednje gene ali operone, kar lahko vodi v sintezo nepravilnih transkriptov. Terminacija pri arhejah je lahko intrinzična, kjer se transkripcija zaustavi, ko elongacijski kompleks prepiše določeno zaporedje. Drug načini terminacije pa potečejo s pomočjo specifičnih proteinskih faktorjev.

=== Intrinzična terminacija ===
Pri arhejah je intrinzična terminacija najpogostejši mehanizem prekinitve transkripcije. Poteka na zelo podoben način kot pri bakterijah, ki imajo, tako kot arheje, za vse vrste transkriptov zgolj eno RNA polimerazo. Pri evkariontih pa je način intrinzične terminacije odvisen od tipa RNA polimeraze.

Pri bakterijah intrinzična terminacija poteka na osnovi matričnega DNA zaporedja, ki vsebuje GC-bogat motiv, ki se ponovi v obratni smeri, kar omogoča tvorbo lasnične zanke s po 7-9 baznih parov na 3'-koncu. Zatem sledi še prepis dobro ohranjene regije DNA v 8-10 zaporednih uridinov. Slednji motiv se je izkazal za ključnega pri zaustavitvi transkripcije. Čeprav zapis za terminacijo torej nosi matrična DNA, je za proces ključna sekundarna struktura transkripta RNA. Podobno je pri arhejah ključen motiv oligo(T) na DNA, ki zapisuje z uridini bogate 3'-konce transkriptov. Za razliko od bakterij pa oblikovanje lasnične zanke ni nujno potrebno za terminacijo.

=== Terminacija s pomočjo proteinskih faktorjev ===
Ker nimajo vsi geni na koncu zapisa za motiv zaporednih uridinov, terminacija ne more vedno potekati intrinzično, temveč le s pomočjo proteinskih faktorjev.

Za arheje je tako kot pri prokariontih značilna sklopitev transkripcije in translacije. V bližini elongacijskega kompleksa, kjer poteka transkripcija, je prisoten tudi sledilni ribosom, ki tik po tvorbi mRNA slednjo že uporabi za tvorbo proteina. Ta mehanizem lahko deluje kot signal terminacije. Ko ribosom po koncu translacije mRNA v protein oddisociira z mRNA, postane elongacijski kompleks substrat za arheje značilen in univerzalno ohranjen terminacijski faktor FttA (angl. Factor that Terminates Transcription in Archaea). Ta je znan tudi kot aCPSF1 in je ortolog evkariontski CPSF73, ki je podenota cepitvenega in poliadenilacijskega kompleksa. Slednji ima vlogo pri terminaciji transkripcije pri evkariontskih RNA-polimerazah I in II. Terminacija s pomočjo FttA je poglaviten mehanizem prekinitve transkripcije v arhejah za gene, ki nimajo ustreznih sekvenc za intrinzično terminacijo oz. so te okvarjene.

FttA je znana endonukleaza in 5'-3' eksonukleaza, ki po oddisociaciji ribosoma prepozna nascentno RNA verigo. Terminacija s pomočjo FttA je najbolj stimulirana v primeru, da so na mRNA prisotne regije, bogate s citozini. To je analogno bakterijski od faktorja ro odvisni terminaciji, kjer se faktor ro prav tako veže na s citozini bogate regije. Zatem se premika v 5' proti 3' smeri, dokler ne doseže RNA polimeraze, nato pa razpusti transkripcijski elongacijski kompleks. Pri arhejah FttA ob vezavi na mRNA interagira z elongacijskim kompleksom in povzroči endonukleazno cepitev transkripta na točno določnem mestu. Zatem sledi še hitra 5'-3' eksonukleazna cepitev preostanka mRNA, kar slednjo povsem razgradi in prav tako povzroči razpad elongacijskega kompleksa, s tem pa zaključek transkripcije.

== Zaključek ==
Regulacija transkripcije arhej torej združuje značilnosti tako bakterij kot tudi evkariontov. Glede na število komponent, ki sodelujejo v transkripciji, bi lahko rekli, da je ta nekoliko preprostejša kot pri evkariontih. Se pa njena kompleksnost pokaže pri različnih, med seboj kompleksno povezanih sistemih regulacije izražanja genov. V zadnjem času se odkriva vse več mehanizmov, povezanih s transkripcijo v arhejah, ki nam pomagajo tudi pri razumevanju podobnih procesov v bakterijah in evkariontih.

== Viri ==
[1] B. R. Wenck, T. J. Santangelo: Archaeal transcription. Transcription. 2020, 11, 199-210.

[2] D. Langer, J. Hain, P. Thuriaux, W. Zillig: Transcription in archaea: similarity to that in eucarya. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995, 92, 5768-5772.

[3] F. Werner: Molecular Mechanisms of Transcription Elongation in Archaea. Chem. Rev. 2013, 113, 8331-8349.

[4] T. J. Sanders, B. R. Wenck, J. N. Selan, M. P. Barker, S. A. Trimmer, J. E. Walker, T. J. Santangelo: FttA is a CPSF73 homologue that terminates transcription in Archaea. Nat. Microbiol. 2020, 5, 545-553.

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

BIO2 Seminar 2022

2022-12-15T14:41:50Z

Lena Kogoj: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| class="wikitable"
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
! Tinkara Korošec
| 12 || Vpliv bakterijskega oponašanja evkariontskih signalih molekul na človeka || Martin Kresal || Lena Kogoj || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Marcel Tušek
| 12 || Pomembnost mitofagije, njena vloga ter korelacija z Atg32 receptorjem || Laura Trček || Naja Pečovnik Wutt || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Pia Kristanc
| 12 || Toksini kot inhibitorji ionskih kanalov || Filip Petrovič || Matija Novel || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Samo Pucihar
| 12 || Vpliv dopaminskega D1 receptorja na raka || Patricija Kolander || Sofija Stevanović || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Luka Fink
| 12 || Kako fosforilacija integrinov regulira celične stike in signalizacijo || Tonja Jeromelj || Martin Kresal || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Tin Vranješ
| 12 || Strukturni pogled signalizacije z G proteini povezanih receptorjev v zunanjem segmentu paličice|| Marcel Tušek || Laura Trček || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Lucija Kovaček
| 12 || Nekroptoza in njena vloga pri raku || Pia Kristanc || Filip Petrovič || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Mark Varlamov
| 12 || GPCR-nadzorovana kemotaksa v amebah vrste D. discoideum || Samo Pucihar || Patricija Kolander || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Klemen Justin
| 14-15 || || Luka Fink || Tonja Jeromelj || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Teja Mohar
| 14-15 || Encimi za popravilo metabolitov || Tin Vranješ || Marcel Tušek || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Tea Amidović
| 14-15 || Karakterizacija glikoproteoma || Lucija Kovaček || Pia Kristanc || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Taja Pojbič
| 14-15 || Pentoza-fosfatna pot in rak || Mark Varlamov || Samo Pucihar || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Deni Krašna
| 16 || Krebsov cikel - zvezdišče viroimunometabolizma || Klemen Justin || Luka Fink || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Zara Bunc
| 16 || Krebsov cikel kot tarča za zdravljenje raka || Teja Mohar || Tin Vranješ || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Urša Lah
| 16 || Acetil CoA in kromatin || Tea Amidović || Lucija Kovaček || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Žiga Koren
| 16 || Vloga intermediatov krebsovega cikla pri zaščiti pred ishemijo || Taja Pojbič || Mark Varlamov || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Tim-David Agrež
| 17 || Trenutni dosežki raziskav lncRNA v lipidnem metabolizmu in signalizaciji || Deni Krašna || Klemen Justin || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Aleš Poljanšek
| 17 || Ketonska telesca in njihov vpliv na nevrodegenerativne bolezni || Zara Bunc || Teja Mohar || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Tonja Jeromelj
| 17 || Alteracije lipidnega metabolizma v rakavih matičnih celicah || Urša Lah || Tea Amidović || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Miha Tomšič
| 17 || || Žiga Koren || Taja Pojbič || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Leila Bohorč
| 18 || Katabolizem lizina pri rastlinah: vloga saharopinske poti pri odzivu na abiotski in biotski stres || Tim-David Agrež || Deni Krašna || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Teo Trost
| 18 || Oslabljen metabolizem razvejanih aminokislin || Aleš Poljanšek || Zara Bunc || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Ivana Stojić
| 18 || Motnje cikla sečnine v povezavi z zgodnjimi znaki raka || Tinkara Korošec || Urša Lah || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Lara Rajterič
| 18 || Vloga metabolizma razvejanih aminokislin pri zdravljenju raka || Miha Tomšič || Žiga Koren || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Primož Šenica Pavletič
| 19 || Mehanizmi mitohondrijske respiratorne prilagoditve || Leila Bohorč || Tim-David Agrež || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Špela Auer
| 19 || Kompleks II sukcinat dehidrogenaza || Teo Trost || Aleš Poljanšek || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Gal Kastelic
| 19 || Sestavljalne poti kompleksov oksidativne fosforilacije || Ivana Stojić || Tinkara Korošec || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Tim-David Agrež
| 17 || Trenutni dosežki raziskav lncRNA v lipidnem metabolizmu in signalizaciji || Deni Krašna || Klemen Justin || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Taja Mužič
| 20 || ROS in njihova vloga v rastlinah || Primož Šenica Pavletič || Leila Bohorč || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Mia Kobal
| 20 || Zgradba in delovanje rubisca, najpogostejšega encima || Špela Auer || Teo Trost || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Laura Simonič
| 20 || Prilagoditev tilakoidnih membran na spremembe svetlobe || Gal Kastelic || Ivana Stojić || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Karin Rak
| 20 || Manipulacija rastlin proti višjim izkoristkom fotosinteze preko fotorespiracije || Miljan Trajković || Lara Rajterič || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Ula Mikoš
| 21 || Vitamin E || Taja Mužič || Primož Šenica Pavletič || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Lara Zupanc
| 21 || Vitamin D || Mia Kobal || Špela Auer || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Lena Kogoj
| 21 || Lipidi SPM in njihova vloga pri delovanju imunskega sistema || Laura Simonič || Gal Kastelic || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Naja Pečovnik Wutt
| 22 || || Karin Rak || Miljan Trajković || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Matija Novel
| 22 || Dopaminski transporter: regulacija in mehanizem interakcije z dopaminom || Ula Mikoš || Taja Mužič || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Sofija Stevanović
| 22 || || Lara Zupanc || Mia Kobal || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Martin Kresal
| 23 || || Lena Kogoj || Laura Simonič || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Miljan Trajković
| 23 || || Naja Pečovnik Wutt || Karin Rak || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Filip Petrovič
| 23 || || Matija Novel || Ula Mikoš || 06/01/21 || 09/01/21 || 11/01/21
|-
! Patricija Kolander
| 23 || || Sofija Stevanović || Lara Zupanc || 06/01/21 || 09/01/21 || 11/01/21
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2021|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15-18 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
Citiranje je možno po več shemah, važno je, da se držite ene same. V seminarskih nalogah in diplomskih nalogah FKKT uprabljajte shemo citiranja, ki je pobarvana zeleno.
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.
Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.zveza-zotks.si/gzm/dokumenti/literatura.html Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. 
'''Citiranje knjig:''' 
Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. 
Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. 

Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. 
Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. 
Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.).

'''Citiranje člankov:''' 
Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. 
Lartigue, C., Glass, J. I., Alperovich, N., Pieper, R., Parmar, P. P., Hutchison III, C. A., Smith, H. O. in Venter, J. C.
Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, 317, str. 632-638.

Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: 
Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. 
Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.

Revija Science uporablja skrajšani zapis: 
C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) 

V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne). Navesti morate tudi vse avtorje dela, razen v primeru, ko jih je 10 ali več. Takrat navedite le prvih devet, za ostale pa uporabite okrajšavo in sod. (in sodelavci). Pred zadnjim avtorjem naj bo vedno besedica "in".

'''Citiranje spletnih virov:''' 
Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov 
strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life 
Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.

BIO2 Povzetki seminarjev 2022

2022-12-15T14:39:57Z

Lena Kogoj: /* POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2022/23 */

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2022/23 =
==Tinkara Korošec - Vpliv bakterijskega oponašanja evkariontskih signalnih molekul na človeka==

S koevolucijo patogenov in njegovih gostiteljev so oboji razvili svoje obrambne mehanizme. Pri nekaterih patogenih je ta proces vodil v evolucijo efektorskih proteinov, ki imitirajo evkariontske proteine in manipulirajo z gostiteljevimi signalnimi potimi. Pojav imenujemo imitacija molekul (angl. molecular mimicry). Gre za proteine, zelo podobne evkariontskim proteinom ali njihovim domenam. Patogene bakterije lahko imitirajo GTPazne regulatorje. Ti so dovzetni za biokemijske abnormalnosti, ki so direktno povezane z boleznimi. Največji skupek imitiranih proteinov so odkrili v bakterijskem rodu Legionella. Med okužbo patogen spremeni namembnost gostiteljske celice za optimizacijo pogojev, ki bakteriji omogočijo preživetje. Če se gostiteljske celice zdravijo, je tako okolje manj ugodno za bakterije in obolenje bo težje napredovalo. Z razumevanjem motivne imitacije preko kratkih linearnih motivov ali SLiM-ov, ki jo uporabljajo bakterije med okužbo, lahko razširimo spekter alternativ zdravljenja infekcij. S porastom rezistence na antibiotike, se je povečala tudi potreba po novih antibiotičnih terapijah. Obetavna alternativo antibiotikom predstavlja ciljanje gostitelja, da ta ustvari neugodno okolje za patogen, kar doseže s povzročanjem motenj v SLiM posredovanih interakcijah.

==Pia Kristanc - Toksini kot inhibitorji ionskih kanalov==

Toksini so sestavine živalskih strupov, ki na žrtev delujejo na različne načine. Njihov cilj so pogosto ionski kanali, saj tako lahko že majhna količina strupa močno vpliva na veliko različnih procesov. Toksini pogosto delujejo kot inhibitorji. Kanal lahko inhibirajo tako, da zmotijo mehanizem odpiranja in zapiranja ali pa se vežejo direktno v poro in tako zamašijo kanal. Ionski kanali so tudi zanimivi kot tarče za zdravila, vendar je zelo težko ustvariti takšna, ki bi ciljala točno določen ionski kanal. Znanstveniki so zato začeli raziskovati toksine kot potencialna biološka zdravila. Primer takšnega že potrjenega zdravila je zikonotid, ki se uporablja kot analgetik. Pridobljen je iz strupa stožčastega polža in deluje kot inhibitor od napetosti odvisnega kalcijevega kanala, ki se nahaja v živčevju. Toksin blokira kanalsko poro in tako onemogoči njegovo delovanje. Drug primer sta dva toksina, ki blokirata ionske kanale za zaznavanje kisline (ASIC). Pri teh proton igra vlogo liganda, odgovornega za odprtje in zaprtje, zato je kanal direktno odvisen od pH okolja. Toksina, ki ga lahko inhibirata, sta mambalagin, pridobljen iz kače črne mambe, in π-heksatoksin-Hi1a, pridobljen iz avstralskega pajka. Prvi deluje kot analgetik, drugi pa izboljšuje posledice po ishemični kapi. Raziskovanje delovanja toksinov je pripomoglo k poznavanju delovanja ionskih kanalov, hkrati pa odpira možnosti za razvoj raznih zdravil, predvsem analgetikov, ki ne bi vsebovali opioidov.

==Marcel Tušek - Pomembnost mitofagije, njena vloga ter korelacija z Atg32 receptorjem==

Mitofagija je specifičen proces, ki pomeni, da poteka avtofagija mitohondrija. Ta proces v celici je nastal evolucijsko. To lahko sklepamo po tem, da se aktivira v času pomanjkanja, kar je bilo preteklosti velikokrat prisotno, saj nismo vedno imeli dostopa do hrane. Poznamo tri vrste avtofagije. Celica ima dva procesa s katerima lahko uničuje visoko reaktivne kisikove radikale, ki nastanejo v času oksidativne fosforilacije. To sta mitofagija ter derivat NAC-a, saj obadva razgrajujeta te radikale. Razlika je, da NAC razgradi samo te radikale, medtem ko mitofagija pa kar celoten mitohondrij. Pri mitofagiji je trenutno znanih 32 proteinov, ki so specializirani samo za avtofagijo. Eden najpomembnejših izmed teh proteinov je Atg32, saj če on ni fosforiliran, mitofagija sploh ne more biti inducirana. Atg pomni, da je ta protein avtofagosomsko-povezan. Atg32 je transmembranski receptor, ki celici avtofagosomu sporoča, kam se naj veže. Najdemo ga na zunanji strani membrane mitohondrija. Pokazano je tudi bilo, da če Atg32 vežemo na peroksisome, jih je proces avtofagije sposoben razgraditi.

==Lucija Kovaček - Nekroptoza in njena vloga pri raku==
Nekroptoza je oblika celične smrti, kjer celica nabrekne, membrana poči in sprosti se znotrajcelična vsebina. Ta vsebuje tudi molekulske vzorce povezane s poškodbo celic oziroma DAMP (angl. damage-associated molecular patterns), ki povzročijo provnetni odziv. Nekroptoza je pomembna zlasti pri regulaciji rasti tumorjev in imunskem odzivu. Regulirana je s proteinskimi kinazami povezanimi z receptorji (angl. receptor-interacting protein kinases) ali z RIP kinazami, bolj natančno z RIPK1 in RIPK3. Procesi signalizacije celične smrti imajo ključno vlogo pri regulaciji tumorjev, saj so se rakave celice prilagodile, tako da bi nekroptozi ubežale. RIP kinaze lahko vplivajo na rast tumorjev z uravnavanjem aktivnosti imunskih efektorjev v tumorskem mikrookolju. Smrt rakavih celic z nekroptozo, lahko tako trajno okrepi protitumorsko imunost. Kljub temu pa obstajajo primeri, pri katerih RIP kinaze povzročijo vnetje in pomagajo pri napredovanju tumorja. Znanstveniki zato želijo raziskati, kako je aktivnost RIP kinaz regulirana v tumorjih in v imunskih celicah ter kako se ti procesi med seboj usklajujejo. To nam bi pomagalo bolje razumeti tumorogenezo in možnosti njenega nadzora v prihodnosti. Šele ko bomo popolnoma razumeli mehanizem regulacije nekroptoze pri raku, bomo lahko zasnovali nove terapije za njegovo premagovanje, kjer ne bi več ogrožali imunskih celic.

==Luka Fink - Kako fosforilacija integrinov regulira celične stike in signalizacijo==
Celična adhezija je bistvena za tvorbo organov, celično migracijo in interakcijo s ciljnimi celicami in zunajceličnim matriksom. Integrini so veliki proteinski heterodimeri α in β verige in tvorijo pomembno družino molekul celične adhezije. V zadnjih nekaj letih je prišlo do dramatičnega razvoja razumevanja regulacije integrina in izkazalo se je, da je fosforilacija le-tega temeljnega pomena. V tem seminarju želim razložiti, kako je aktivnost integrina regulirana z njegovo fosforilacijo. Proteinske kinaze in fosfataze inducirajo specifične fosforilacije in defosforilacije integrinov, kar jim omogoča uravnavanje dinamičnih interakcij s citoplazemskimi proteini. Eni izmed zunajceličnih ligandov, ki interagirajo z integrini so kolagen, fibrinogen, fibronektin in veliko drugih proteinov, ki imajo sekvenco, ki jo integrini lahko prepoznajo: –Arg–Gly–Asp– (RGD). Kratek citoplazemski podaljšek α in β podenote vzpostavlja povezave s citoskeletnimi proteini, ki ležijo pod plazmalemo: talin, α-aktinin, vinkulin, paxillin in drugi. Nekateri od teh delujejo kot pozitivni ali pa negativni regulatorji integrinov. S tem se dosežejo spremembe v celični adheziji in signalizaciji. LFA-1 (Lymphocyte function-associated antigen 1) integrin je bil uporabljen kot model za študijo adhezije. Je integrin, ki ga najdemo na limfocitih in levkocitih. Igra ključno vlogo pri migraciji levkocitov iz krvnega obtoka do tkiv. Fosforilacija α verige je nujno potrebna za indukcijo fosforilacije na β verigi v LFA-1. Signalni poti enega in drugega integrina, ki lahko aktivirata ali inaktivirata njuno funkcijo, sta nadzorovani s fosforilacijo β verige.

==Tin Vranjes - Strukturni pogled signalizacije z G proteini povezanih receptorjev v zunanjem segmentu paličice==
V zunanjem segmentu paličice poteka fototransdukcija. To je prevzem svetlobnega signala in njegova pretvorba po signalni poti v spremembo membranskega potenciala paličice. Struktura zunanjega segmenta je specializirana za potek signalne poti, s kupom membranskih diskov med katerimi se nahajajo ključne komponente za fototransdukcijo. S krio-elektronsko tomografijo(krio-ET) lahko dobimo 3- dimenzionalne slike znotraj celičnih okolij z nanometrske ločljivosti in malo motečih artefaktov.V kombinaciji z drugimi metodami nam je omogočila narediti velikostno konsistenten model zunanjega segmenta paličice. Pri sprožitvi kaskade reakcij fototransdukcije in njeni regulaciji je ključen rodopsin in kompleksi, ki jih tvori v svoji aktivirani obliki, s trnsducinom, GRK1 in arestinom. Iz tomografskih slik in strukturnih podatkov o PDE6, ki pretvarja cGMP v neciklično obliko, in GCs, ki pretvarja GMP v ciklično obliko, lahko sklepamo, da proteina delujeta tudi kot steberna proteina pri ohranjanju razdalje med membranskimi cikli. Pri fotostimulacji lahko merimo intrinzične optične signale, ki so posledica podaljšanja fotoreceptorskih celic ob fotostimulaciji. To bi lahko omogočala zgradba PDE6, katerega konformacija se pri aktivaciji spremeni in s tem poveča dolžino med membranskimi cikli. Razumevanje strukture proteinov in okolja v katerem poteka fototransdukcije je ključno za razumevanje bolezni mrežnice.

==Teja Mohar - Encimi za popravilo metabolitov==
V celici med seboj usklajeno deluje stotine metaboličnih encimov, ki so zelo specifični. A encimi niso popolni katalizatorji in zato, kljub njihovi visoki specifičnosti pod fiziološkimi razmerami, številni katalizirajo manj pogoste stranske reakcije, katerih rezultat so stranski produkti - nekanonični metaboliti. Lahko so neuporabna obremenitev metabolizma saj se lahko kopičijo v celicah in so lahko zaviralni in/ali reaktivni, kar včasih povzroči toksičnost. Zato so za trajno delovanje presnovnih poti potrebni mehanizmi za preprečevanje poškodb metabolitov ali za pretvorbo poškodovanih metabolitov nazaj v fiziološke oblike. Večje pomanjkanje encimov za popravilo metabolitov lahko pri ljudeh povzroči različne bolezni, pri višjih vretenčarjih pa ima lahko smrtonosne posledice. To kaže na njihovo pomembno vlogo pri celičnem metabolizmu. En popravljalni encim ima zmožnost katalizirati številne različne popravljalne reakcije. Velike metabolične poti pa lahko potrebujejo tudi več popravljalnih encimov. Glikoliza tako za popravilo napak potrebuje 10 popravljalnih encimov (G6PC3, PGP, ACYP1, NAXD, NAXE, L2HGDH, GLO1, GLO2, FN3K, MDP-1) in prenašalec (G6PT). Odkritje novih metabolitov, encimov in celotnih poti je omogočilo zdravljenje tudi prej slabo razumljenih bolezni. Glede na število popravljalnih encimov, ki so prisotni pri glikolizi je verjetno, da jih je treba odkriti še na stotine, ki ščitijo širok spekter presnovnih poti.

==Tea Amidović - Karakterizacija glikoproteoma==
Glikozilacija, ena od najpogostejših posttranslacijskih modifikacij, spremeni proteine in lipide na različne načine, kar ima za posledico prodorno foliacijo celične površine. Kljub veliki kompleksnosti v živalskih sistemih imajo glikanske strukture ključne biološke in fiziološke vloge, pomagajo pri zvijanju proteinov in pri biološkem prepoznavanju. Proteinski glikokonjugati, ki nastanejo kot rezultat glikozilacije, lahko prispevajo k pomembnim biološkim funkcijami. Razumevanje biologije glikokonjugata na ravni konjugata lahko zagotovi pomembne vpoglede v razvoj bioloških označevalcev in zdravil. Ugotavljamo, da so glikokonjugati več kot vsota njihovih posameznih komponent glikana in proteina. Nove raziskave, ki so osredotočene na glikom, kažejo na združevanje glikoma in proteoma na vseh ravneh, od glikanskih nizov do glikoproteomike in krioelektronske mikroskopije. Popolna analiza glikoproteinskih konjugatov kot tudi njihovih komponent je zdaj mogoča zahvaljujoč novim metodam. Vse večja zbirka orodij za karakterizacijo strukture, interakcij in bioloških funkcij proteinskih glikokonjugatov za razumevanje in nadzorovanje teh skrivnostnih biomolekul postaja ključnega pomena za preučevanje glikoproteoma.

==Urša Lah - Acetil-CoA in njegova vloga pri regulaciji kromatina==
Nastanek acetil-CoA je potreben za učinkovito regulacijo acetilacije histona v jedru. Acetilacija je do danes najbolj raziskana modifikacija histonov. Je proces, pri katerem gre za pripenjanje acetilne skupine iz acetil-CoA na N-terminalni repek enega od histonov. Acetil-CoA obstaja v dveh ločenih območjih v celici. Ločimo mitihondrijski in jedrski/citosolni acetil-CoA. Mitohondrijski izhaja predvsem iz delovanja encim piruvat dehidrogenaze in oksidacije maščobnih kislin. Citosolni acetil CoA pa je odgovoren za acetilacijo beljakovin in sintezo maščobnih kislin. Globalne ravni acetilacije histona so občutljive na razpoložljivost acetil-CoA v celici, ki niha kot odziv na razpoložljivost hranil ali presnovno reprogramiranje, ki je eden od znakov raka. ATP-citrat liaza (ACLY) je encim, ki proizvaja acetil-CoA iz citrata. Prisoten je tako v jedru, kot v citosolu. ACLY v jedru igra ključno vlogo pri ohranjanju acetilacije histona z vzdrževanjem acetil-CoA v jedru celic sesalcev, hkrati pa igra pomembno vlogo pri popravljanju DNK. Pomembno vlogo pa ima pri acetilaciji histona še encim ACSS2, ki pa neposredno uravnava tudi prostorski spomin pri sesalcih. Prav tako igra vlogo pri presnovi in tumorjih in je primerna tarča za raziskovanje v terapevtske namene. Acetilacija presnovnih encimov je zelo ohranjena tako pri prokariontih kot tudi pri evkariontih.

==Zara Bunc - Krebsov cikel kot tarča za zdravljenje raka==
Vsak aerobni organizem se za pridobitev energije primarno zanaša na Krebsov cikel, ki predstavlja osrednjo pot metabolizma in sinteze makromolekul. Znano je, da se v primeru razvoja celic v rakave, celični metabolizem in posledično tudi Krebsov cikel znatno spremenita. Slednje je predvsem posledica nakopičenja genetskih mutacij. Sprva je bila kot glavna presnovna pot v metabolizmu rakavih celic izpostavljena glikoliza, vendar študije v zadnjih letih nakazujejo tudi na velik vpliv Krebsovega cikla. Slednji predstavlja pomemben vir energije za rakave celice, s čemer omogoči pospešen razvoj raka. Pri raziskovanju specifik poteka Krebsovega cikla v rakavih celicah, se je pojavilo vprašanje, ali bi lahko raka zdravili s pomočjo vanj tarčno usmerjenih terapij. Posebnosti so se pojavile predvsem pri spremenjenih gorivih cikla (glukoza, glutamin, maščobne kisline), izražanju onkogenov in tumor supresorjev (MYC, P53, HIF, RAS) ter pri mutacijah encimov, ki sodelujejo v ciklu (SDH, FH, IDH). Obetavne so predvsem terapije, ki vključujejo inhibicijo določenih procesov z majhnimi molekulami. Ugotovili so, da ima zaenkrat najboljši terapevtski učinek inhibicija razgradnje glutamina (glutaminolize), saj je v rakavih celicah kot glavno gorivo cikla prisoten glutamin. Podobno efektivni so tudi inhibitorji mutiranih encimov cikla. Čeprav številne terapije že kažejo pozitivne učinke pri zaviranju razvoja raka, je trenutno večina še vedno v kliničnem testiranju.

==Žiga Koren - Vloga intermediatov Krebsovega cikla pri zaščiti pred ishemijo==
Ishemična bolezen srca, eden od vodilnih vzrokov smrti po celem svetu, letno terja kar sedem milijonov žrtev. Med pojavom napada bolezni lahko pride do srčnomišičnega infarkta, kjer se pomembne venčne arterije močno zožajo ali popolnoma zaprejo. Znanstveniki so za boj proti njej predlagali že veliko število terapij, vključno z analizo vloge intermediatov Krebsovega cikla ob pojavu le-te. Med epizodami hipoksije pride do močno povečane proizvodnje sukcinata in fumarata, ki imata tako energijsko vlogo ob pomanjkanju kisika, kot signalno vlogo ob njegovi vrnitvi. Za pojasnitev povišanih koncentracij omenjenih intermediatov sta predlagani dve poti, pri prvi gre za preplet Cahillijevega cikla s Krebsovim, pri drugi pa prride do metabolizma aminokisline aspartat. Sukcinat je pomemben pri preprečevanju ubikvitinacije ob hipoksiji induciranega faktorja 1 (HIF1) in vezavi na na receptor Gpr91, fumarat pa igra ključno vlogo pri aktivaciji oksidativne poti z NF-E2 povezanega faktorja (NRF2). Načeloma so povečane koncentracije intermediatov koristne, a obstajajo tudi z dokazi podprte teorije, da tovrstno kopičenje predstavlja velik napor za celice, ki lahko posledično vodi do poškodb o ponovni vzpostavitvi krvnega toka. Do poškodb pride zaradi močno povečane proizvodnje reaktivnih kisikovih delcev, ki lahko vodi do odprtja mitohondrijskih tranzicijskih por in posledično tudi do aktivacije apoptoze.

==Deni Krašna - Krebsov cikel - zvezdišče viroimunometabolizma==
Samorazmnoževalni proteinsko-nukleinsko kislinski kompleks, ali bolje rečeno virus, je samo intuitivno povezan z gostiteljevim metabolizmom. Brez ATP, ki ga ta zagotavlja se ni sposoben pritrditi niti na plazmalemo. Sinteza biomolekul in njihovih prekurzorjev, pomenbnih za virusno replikacijo ter brstenje, ravno tako pade na ramena gostiteljevega anabolizma. Zato ni nikakor čudno, da se virus razmnožuje z obzirom na Krebsov cikel. Le-tega med drugim zaradi njegove amfibolične lastnosti smatramo kot središče metabolizma. Nedavno pridobljeno znanje pa ga postavi tudi v središče virusne patogeneze in njenega razvoja. Zasidran proces, sicer skrit v mitohondriju in uravnan z vseh strani neba, pa je virusu težko oblegati, zato napade tudi anaplerotične reakcije. Med njimi na tudi poglavitne, piruvat – oksidirajoče reakcije, ter tako napoti gostiteljsko celico na kriva, vendar zanj ugodna pota. Celica pa ne ostane dolžna, svoje lovke véje iz globin, sicer že signalno signifikantnega cikla trikarboksilnih kislin, ter s svojimi signalno zmožnimi intermediarnimi metaboliti pokaže zobe in zažene vnetni, proti-virusni sistem. Imunoregulatorno funkcijo pa lahko pripišemo tudi nekaterim derivatom metabolitov TCA, ki predstaljajo odlično odskočno desko za pripravo terapevtskih učinkovin. Še posebej, ker se virus težko izogne znižanja plastičnosti metabolizma, in kompleksnosti prepeleta dinamike tako virusno kot gostiteljsko inducirane alarmacije.

==Tim David Agrež - Trenutni dosežki raziskav lncRNA v lipidnem metabolizmu in signalizaciji==
V zadnjem času se izvajajo mnoge raziskave na dolgih nekodirajočih RNA in njihovi funkciji v organizmu, saj je samo področje še sorazmerno neraziskano. Če nam uspe pojasniti njihovo vlogo in mehanizem v regulaciji lipidnega metabolizma in signalizacije bi to lahko pomenilo velik preskok v zdravljenju mnogih bolezni povezanih z metabolizmom. Glede na to, kar nam je že poznano lahko z gotovostjo trdimo, da imajo lncRNA v metabolizmu in signalizaciji lipidov pomembno vlogo na praktično vsaki točki. V seminarju sem opisal nekatere izmed pomembnejših lncRNA in kako le te vplivajo na regulacijo metabolizma lipidov in njihovo vlogo pri sprejemanju signalov medcelične komunikacije preko lipidnih signalnih molekul.

==Aleš Poljanšek - Ketonska telesca in njihov vpliv na nevrodegenerativne bolezni==
Nevrodegenerativne bolezni se pojavijo kot posledica propadanja nevronov in izgubljanja njihovih funkcij. Eden izmed glavnih vzrokov propadanja nevronov so motnje v metabolizmu, med katerimi je najbolj kritična motnja v metabolizmu glukoze, saj nevroni ne morejo proizvajati ATP-ja iz lipidov. Da bi ublažili hipometabolizem glukoze, so se znanstveniki posvetili izvajanju terapij, s katerimi bi povečali koncentracijo ketonski telesc v krvi. Ta lahko namreč delujejo kot nadomesten substrat v primeru nizke koncentracije glukoze v krvi ali zmanjšanja samega metabolizma glukoze. Sama ketonska telesca nastanejo v procesu, imenovanem ketogeneza, v katerem iz prostih maščobnih kislin v jetrnih celicah nastanejo ketonska telesca, med katerimi je najpomembnejši beta-hidroksibutirat, saj ga nevroni najlažje absorbirajo. Ta se nato sprostijo v kri in preko krvno-možganske pregrade nato vstopijo v možgane. Tam se ketonska telesca v procesu, imenovanem ketoliza, pretvorijo v acetil-CoA, ki se nato nadalje sintetizira v ATP. Ketonska telesca poleg tega, da služijo kot nadomesten substrat v nevronih, zmanjšujejo oksidativni stres, blažijo pa tudi nevroinflamacijo. V terapijah, pri katerih so zdravili različne nevrodegenerativne bolezni, se je pokazalo, da lahko s povečanjem koncentracije ketonskih telesc v krvi, za kar lahko poskrbimo s ketogeno dieto, z vnosom srednje-verižnih maščobnih kislin ali z vnosom ketonskih estrov, izboljšamo kognitivne sposobnosti, spomin in jezikovne sposobnosti pri Alzheimerjevi bolezni. Tovrstne terapije so bile učinkovite tudi pri Parkinsonovi bolezni in pri amiotrofični lateralni sklerozi.

==Tonja Jeromelj - Alteracije lipidnega metabolizma v rakavih matičnih celicah==
Lipidi v celicah predstavljajo glavno zalogo energije, kot gradniki se vgrajujejo tudi v celične membrane. Lipidni metabolizem je pomemben za vzdrževanje življenja, ki v ravnovesju izkorišča sintezo in razgradnjo energijsko bogatih molekul. Ogromna količina podatkov, zbranih v preteklih letih nakazuje na pomemben vpliv lipidnega metabolizma v rakavih matičnih celicah (cancer stem cells – CSC). CSC predstavljajo majhno populacijo rakavih celic, ki imajo značilnosti zdravih matičnih celic, zlasti sposobnost, da generirajo vse vrste celic, ki jih najdemo v določenem vzorcu raka. CSC ali tumor-initiating cells (TIC) so zaradi svoje raznolikosti odporne na tradicionalno zdravljenje. Odgovorne so za metastaze in ponovitev bolezni pri rakavih pacientih. V njih se prepletajo metabolične in signalne poti, ki so značilne za rakave in matične celice. Lipidni metabolizem ima v teh celicah signifikantno vlogo saj predstavlja kompleksno mrežo fleksibilnih metaboličnih poti. V biosintezi maščobnih kislin CSC kot druge celice pridobivajo strukturne komponente, ki so ključne za celično proliferacijo. Encimi, ki sodelujejo v regulaciji in lipogenezi pa regulirajo signalne poti kot je Hippo-YAP/TAZ, ki jih povezujemo z ohranjanjem matičnosti. Oksidacija maščobnih kislin služi kot glavna metabolična pot za zadostitev visokim energijskim potrebam teh celic, brez nevarnosti, ki jih predstavljajo reaktivne kisikove spojine. Zaradi odvisnosti CSC od lipidnega metabolizma, postaja to tematika številnih kliničnih študij, ki se ukvarjajo z eliminacijo celotne populacije rakavih celic.

==Teo Trost - Oslabljen metabolizem razvejanih aminokislin==
Razvejane aminokisline (BCAA), levcin, izolevcin in valin, igrajo ključno vlogo pri zdravju. So esencialne, njihov metabolizem pa je precej kompleksen in medorgansko odvisen. Poteka v mitohondrijih, prva stopnja lahko poteka tudi v mišičnem tkivu, druga pa v jetrih. Napake v metabolizmu lahko vodijo do kopičenja intermediatov (metabolitov) ali pa kar celih BCAA. Povišana koncentracija BCAA v krvi lahko aktivira tarčni protein rapamicina (mTOR), ki se aktivira tudi z inzulinom. Ko je mTOR aktiviran, se aktivira tudi ribosomska proteinska kinaza S6, ki pa fosforilira in s tem inaktivira inzulinski receptorski substrat, kar pa vodi do blokirane inzulinske signalizacije. Posledica tega je tudi razvoj diabetes mellitus tipa 2. Oslabljen metabolizem BCAA pa lahko rezultira tudi kot bolezen javorjevega sirupa ali številne kardiometabolične bolezni zaradi zamenjave metabolnega goriva v srčni mišici (iz glukoze na BCAA). Ugotavljali so tudi povezavo med telesno aktivnostjo in BCAA in ali je povišana koncentracija BCAA pri idealnih pogojih škodljiva zdravju ali ne. Prav tako so se začele izvajati študije, ki bi ugotovile potencialno povezavo med BCAA in PDAC oziroma vrsto raka trebušne slinavke, ki je pogosto povezan z ljudmi, diagnosticiranimi z debelostjo in/ali diabetesom.

==Leila Bohorč - Katabolizem lizina pri rastlinah: vloga saharopinske poti pri odzivu na abiotski in biotski stres==
Suše, poplave, ekstremne temperature, patogeni… pri rastlinah povzročajo abiotski oziroma biotski stres. Na to se morajo ustrezno odzvat in prilagodit metabolizem, da ga zaščitijo pred posledicami dehidracije, osmotskega in oksidativnega stresa, pomanjkanja hranilnih snovi in ATP, okužb… Sprožijo se različne metabolne poti, med njimi tudi katabolizem aminokisline lizin. Ta se ob stresu začne nabirat v celici, kar sproži saharopinsko pot, po kateri se lizin preko saharopina in α-aminoadipat semialdehida z encimom LKR/SDH pretvori v pipekolat. Lizin predstavlja tudi alternativni substrat za celično dihanje, saj se α-aminoadipat semialdehid lahko preko α-aminoadipata pretvori tudi v acetil-CoA. Pri nekaterih reakcijah se elektroni direktno prenesejo v dihalno verigo, na koncu pa acetil-CoA seveda vstopi v Krebsov cikel. Ob biotskem stresu iz lizina preko intermediata dehidropipekolične kisline nastane pipekolat in se nato pretvori v N-hidroksipipekolat, ki je ena izmed ključnih molekul, ki pri rastlini regulirajo sprožitev obrambnega mehanizma sistemsko pridobljene odpornosti, ki zdrave dele rastline ščiti pred morebitno okužbo. Znanstveniki predvidevajo, da tudi pipekolat, ki nastane v saharopinski poti sodeluje v imunskem odzivu rastline. Čeprav biotski stres aktivira tudi encime saharopinske poti, sama NHP pot nanjo nima vpliva.

==Lara Rajterič - Vloga metabolizma razvejanih aminokislin pri zdravljenju raka==
Razvejane aminokisline, levcin, izolevcin in valin, so esencialne aminokisline, ki so v celicah vključene v številne metabolne procese. Razvejane aminokisline in njihovi katabolni produkti sodelujejo v različnih celičnih mehanizmih, kot so preskrba celic z energijo, anabolizem in katabolizem proteinov ter signalna transdukcija. V zadnjem času se vse več študij ukvarja z raziskovanjem sprememb v metabolizmu aminokislin. Izkazalo se je, da so le te močan faktor v karcinogenezi, ki vključuje celično rast, delitev, migracijo itd. Tumorske celice imajo namreč neomejeno sposobnost delitve, kar močno poveča njihove energetske potrebe. Posledično se morajo prilagoditi oz. reprogramirati svoj metabolizem tako, da lahko sploh preživijo v okolju z relativno malo razpoložjivimi hranili. Za razumevanje reprogramiranja metabolizma aminokislin je pomembno predvsem poznavanje delovanja proteinov, ki v njem sodelujejo. Najpomembnejši v tem procesu so katabolni encimi transaminaze razvejanih aminokislin (BCAT1 in 2), kompleks dehidrogenaza razvejanih aminokislin v povezavi s svojo kinazo in fosfatazo (BCKDH-BCKDK-PPM1K kompleks), transporterji aminokislin in njihovi metaboliti. Globje razumevanje njihovega delovanja in spremenjene ekspresije predstavlja veliko možnost za napredek pri razvoju diagnostičnih pristopov za odkrivanje in terapij za zdravljenje nekaterih rakavih obolenj.

==Ivana Stojić - Motnje cikla sečnine v povezavi z zgodnjimi znaki raka==
Cikel sečnine je glavna pot, po kateri sesalci odstranjujejo odpadni dušik. Specifične spremembe v izražanju večine encimov se pojavljajo v številnih tumorjih, kar vodi do splošnega presnovnega znaka, imenovanega disregulacija. Pri več vrstah raka je izražanje proteinov cikla sečnine ne regulirano, kar zagotavlja presnovne koristi za preživetje in rast tumorja. Glavne spremembe, opisane v izražanju encimov cikla pri različnih oblikah raka na različnih stopnjah, so dinamične in jih je zato treba obravnavati na poseben način. Disregulacija izzove preusmeritev dušika ter poveča sintezo pirimidina, ki povzroči spremembe na genomskem podpisu, katerega sestavljajo mutacija na ravni DNA, RNA in proteinov. Mutacijsko prevladovanje je povezano s povečanim številom hidrofobnih tumorskih antigenov in boljšim odzivom na zaviralce imunskih kontrolnih točk, neodvisno od mutacijske obremenitve. Cikel sečnine je bil ovrednoten na podlagi motenj v jetrih, izoliranih iz kahektičnih podgan s tumorjem, kjer se je sinteza sečnine avtoinhibirala v prisotnosti mnogih substratov. Sečnina v krvi je bila višja pri podganah s tumorjem, kar kaže na povečano sintezo sečnine. Razumevanje aktivnosti poti cikla sečnine je ključno za interakcije med rakom in imunskimi celicami ter diagnozo za zdravljenje raka.

==Špela Auer - Kompleks II (sukcinat dehidrogenaza)==
Celično dihanje je proces v katerem živa bitja pridobivajo ATP. Eden izmed procesov v tej metabolni poti je oksidativna fosforilacija, katere del je tudi encim sukcinat dehidrogenaza (SDH) oziroma kompleks II. SDH je povezovalni člen med Krebsovim ciklom in oksidativno fosforilacijo, saj oksidira sukcinat v fumarat, potem pa elektrone prenese preko FAD in treh [Fe-S] centrov na ubikinon. Encim je sestavljen iz 4 podenot (podenote A, B, C in D), ki imajo vsaka svojo funkcijo. Zorenje encima omogočajo sestavljalni faktorji. Najpomembnejši so SDHAF1, SDHAF2, SDHAF3 in SDHAF4. SDHAF1 omogoča vezavo treh [Fe-S] centrov na podenoto B s pomočjo proteinov ISCU, HSPA9 in HSC20, pri tem naj bi pomagal še SDHAF3. SDHAF2 pritrja FAD na podenoto A, SDHAF4 pa zmanjšuje avtooksidacijo. Delovanje SDH-ja je regulirano s pomočjo sukcinatnih kompetitorjev (npr. malat), ubikinonskih inhibitorjev (karboksin) in posttranslacijskih modifikacij, kamor prištevamo fosforilacije, acetilacije in sukcinilacije. Fosforilacija (poteče kot odgovor na nastanek reaktivnih kisikovih spojin), deacetilacija (odstrani acetilni del na SDHA, da se substrat lažje veže) in sukcinilacija povečajo SDH aktivnost; obratni procesi pa jo zmanjšajo. Mutacije sukcinat dehidrogenaze so povezane s številnimi boleznimi, ki jih v osnovi delimo na rakave in nevrodegenerativne bolezni, med katere med drugim spadajo tudi hipertenzija in palpitacija, je pa to področje še precej neraziskano.

==Gal Kastelic - Sestavljalne poti kompleksov oksidativne fosforilacije==
Oksidativna fosforilacija ali OXPHOS je primarni vir ATP molekul v evkariontskih celicah. Pri tem procesu sodeluje 5 večjih heteromernih encimov: kompleksi I, II, III, IV in V, ki se nahajajo na tubularnih kristah in se sestavijo po zapletenih in včasih med seboj odvisnih poteh. Transportni mehanizmi so dobro regulirani s sestavljalnimi faktorji, a natančne funkcije regulatorjev so še povsem neraziskane. Vsak encim, razen kompleksa II, je mešanica podenot, ki so kodirane bodisi v jedrni DNA, te se sintetizirajo v citosolu in so v mitohondrij transportirane s posebnimi mehanizmi TOM in TIM22, TIM23 na membranah mitohondrija, bodisi v mitohondrijski DNA, te pa sintetizirajo mitohondrijski ribosomi v matriksu in jih s pomočjo OXA1 translokaz vstavijo na membrano mitohondrija. Ravno ta dvojni izvor podenot celici predstavlja največji izziv za tvorjenje kompleksov. Sestavljalne poti se pri kompleksih razlikujejo, najbolj pa izstopa kompleks V, pri katerem vsi koraki sestavljanja potekajo na membrani krist. Da se proteini in kofaktorji, npr. Fe-S klastri in FMN pravilno povežejo, so potrebni številni sestavljalni faktorji in združevanje posameznih kompleksov v superkomplekse, katerih funkcija še vedno ni popolnoma znana, dokazano pa je, da ustvarijo primernejše pogoje za sestavljanje novih kompleksov.

==Primoz Senica Pavletic - Mehanizmi mitohondrijske respiratorne prilagoditve==
Živalske celice uporabljajo najrazličnejše regulatorne mehanizme za prilagoditev na stres v okolju. Povišan stres je povezan s povišanjem porabe ATP. Mitohondrij je kot glavni organel za proizvodnjo ATP reguliran glede na potrebo le-tega. Eden od regulatornih mehanizmov je nadzor nad izražanjem mitohondrijskih genov. Glavni regulator je PGC1α, ki, tako sam kot tudi z vezavo na transkripcijske faktorje, vpliva na izražanje genov. Drugi način regulacije mitohondrijske biogeneze je s kontrolo translacije jedrne mRNA, ki ima zakodirane mitohondrijske proteine in proteine, ki na druge načine sodelujejo pri mitohondrijski biogenezi. Glavni regulator translacije mitohondrijskih proteinov je kompleks mTORC1–4E-BP1/2 in RNA-vezani protein CLUH. Z zaviranjem zgornjega bralnega okvirja (uORF = upstream open reading frames) na PPARGC1A mRNA (kodira PGC1α) se regulira tudi translacije le-tega. Ko so polipeptidi proteinov dihalne verige sintetizirani, se transportirajo preko membranskega proteina TOM v medmembranski matriks, kjer se še dodatno modificirajo in preko membranskega proteina TIM vsidrajo v notranjo mitohondrijsko membrano. V membrani z drugimi podenotami tvorijo kvartarne strukture. Ob povečani porabi ATP se proteini dihalne verige dodatno posttransladijsko spremenjio in povečajo kapaciteto proizvodnje ATP. Kapaciteta proizvodnje ATP v mitohondriju se lahko tudi poveča s tvorbo super struktur v dihalni verigi.

==Mia Kobal - Zgradba in delovanje rubisca, najpogostejšega encima==
Ribuloza-1,5-bifosfat karboksilaza/oksigenaza oziroma rubisco je glavni encim procesa fotosinteze. Fotosinteza je glavni dejavnik proizvodnje hrane in uravnavanja koncentracije kisika v atmosferi. Rubisco je tako eden najpomembnejših encimov na svetu. A rubisco ni učinkovit, ravno obratno. Nagnjen je k napakam, katalitično delovanje je počasno in nezadostno, namesto ogljikovega dioksida - kar je osrednja točka fotosinteze - pa lahko veže kisik. Karboksilazno aktivnost spremlja oksigenazna, namesto dveh molekul 3-fosfoglicerata, nastane le ena, poleg nje pa še toksičen in neuporaben 2-fosfoglikolat. Tega morajo organizmi presnoviti v ATP reguliranem procesu fotorespiracije. Fotosintetskim organizmom je zato v prid večanje učinkovitosti rubisca. Nadzor nad encimom se izvaja že pri samem nastanku s pomočjo raznih šaperonov oziroma spremljevalcev. Samo delovanje rubisca spremlja zanj posebna aktivaza – rubisco aktivaza (Rca), učinkovitost pa večajo tudi posebni kompleksi – rubiskozomi, ki so jih razvile cianobatkerije, rastline… Pravilno delovanje vseh mehanizmov pripomore k fiksaciji in pretvorbi CO2 v kisik. Letno rubisco veže do 1014kg ogljikovega dioksida, encima pa je na svetu okoli 7 x 1011kg (96% se ga nahaja v kopenskih organizmih, ostalo pa v morskih).

==Karin Rak - Manipulacija rastlin proti višjim izkoristkom fotosinteze preko fotorespiracije==
Ribuloza 1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza (Rubisco) je encim, ki v prvem koraku fotosinteze veže CO2 in ga fiksira, da lahko iz njega nastanejo bolj energijsko bogate molekule kot je glukoza. Ker pa ni specifičen samo za ogljikov dioksid, lahko veže tudi kisik. Sklop reakcij, ki se sproži, se imenuje fotorespiracija in je energijsko neugoden proces. V seminarju so povzeti načini, ki preusmerjajo fotorespiracijo z mehanizmi lovljenja CO2 v kloroplastih, uvajanjem bolj učinkovitih poti iz drugih tipov rastlin in cianobakterij, preoblikovanje encima Rubisco in obvodi fotorespiracije. Glavna tarča poskusov so poljščine, ki pa so zahtevne za manipulacijo, vendar so dosedanji rezultati obetavni. Druga problematika so nestanovitne vremenske razmere, ki so tudi posledica globalnega segrevanja. V manjši meri je upoštevana tudi avtorizacija genetsko spremenjenih organizmov. Dvig izkoristka fotosinteze je ključnega pomena za preskrbo naraščajoče svetovne populacije s hrano. Pridobili bi tudi kmetijske površine, saj bi za enako količino poljščine zaradi boljših in hitrejših izkoristkov fotosinteze potrebovali manj zemlje. Z gojenjem rastlin, ki so bogate s sladkorji ali škrobom bi pridobil znatno količino biogoriv, prav tako z gojenjem rastlin, ki vsebujejo velike količine rastlinskega olja.

==Laura Simonič - Prilagoditev tilakoidnih membran na spremembe svetlobe ==
Tilakoidna membrana v kloroplastih višjih rastlin je kompleksen sistem cistern, sestavljen iz naloženih granularnih in nenaloženih stromatarnih domen. V njej so prisotni štirje nosilni proteinski kompleksi, ki sodelujejo pri od svetlobe odvisnih reakcijah prenosa elektronov in ustvarjanju elektrokemijskega gradienta na tilakoidni membrani: fotosistema I in II, citokromski kompleks b6f in CF1CFo- ATP sintaza. Rastline so pogosto izpostavljene spremembam okoliške svetlobe, ki lahko povzročijo neuravnoteženost med sintetizirano količino ATP in NADPH in njuno porabo v metabolnih reakcijah. Če rastline tem spremembam ne nasprotujejo s prilagoditvami mehanizmi, lahko privede do zmanjšane učinkovitosti fotosinteze ali pa celo nastanka spojin, ki poškodujejo membranske komponente. Zato se je tilakoidna membrana skozi evolucijo razvila v zelo dinamično strukturo. Organizacija, mobilnost, količina in interakcije tilakoidnih komponent so izredno pomembne za prilagoditev tilakoid na različne svetlobne pogoje. Rastline so razvile dva načina prilagoditve na svetlobo: na kratki rok pride predvsem do prerazporeditve in spremembe interakcij med komponentami membrane ter na dolgi rok, kjer je prilagojena stehiometrija membranskih kompleksov. Takšne spremembe v sami sestavi tilakoidne membrane pripeljejo do strukturnih sprememb na nivoju tilakoid, kot tudi celotnih kloroplastov, kar privede tudi do spremembe v rasti rastlin in v procesov, ki jih izvajajo.

==Taja Mužič - ROS in njihova vloga v rastlinah ==
Fotosinteza je proces, pri katerem rastline uporabljajo sončno svetlobo, vodo in ogljikov dioksid za ustvarjanje kisika in energije v obliki sladkorja. Ločimo jo na oksigeno in anoksigeno. Funkcionalno srce fotosinteze so redoks reakcije, zato ni presenetljivo, da v procesu fotosinteze reaktivne kisikove spojine (ROS) nastajajo v izobilju, to pa zagotavlja veliko število redoks signalov. Najpogostejši ROS, ki jih najdemo v rastlinah so superoksid (O2--), vodikov peroksid (H2O2), hidroksilni radikal (HO--) in singletni kisik (1O2). ROS se v optimalnih razmerah nenehno prozivajajo. Pri nizkih koncentracijah imajo več koristnih vlog, pri visokih pa lahko v celici povrzočijo škodo. ROS imajo lahko pomembno vlogo tudi kot signalne molekule. Njihova vloga signalne molekule je odvisna od ravnovesja med njihovo proizvodnjo in razstrupljanjem. Zato je pomebna komunikacija med organeli, v katerih nastajajo ROS in jedrom. Ko gre za prenos signalov iz organela do jedra, govorimo o retrogradni signalizacji. Ena izmed najbolj preučenih retrogradnih molekul v rastlinah so ravno ROS. Rastline so izpostavljene stresnim razmeram, na katere se morajo konstanto prilagajati. Glavni vrsti stresa sta biotski in abiotski. Obe vrsti lahko porušita ravnovesje med nastajanjem in razstrupljanjem ROS. Tako previsoke kot prenizke koncentracije ROS pa negativno vplivajo na rast in razvoj rastlin.

==Lena Kogoj - Lipidi SPM in njihova vloga pri delovanju imunskega sistema ==
Do vnetja pride zaradi odziva našega imunskega sistema na neko dražilo. Proces je sestavljen iz dveh faz – iniciacije in resolucije. Resolucijo, katere naloga je vzpostavitev homeostaze, nadzorujejo specialni resolucijski mediatorji (SPM-ji). Njihova naloga je prekinitev dotoka nevtrofilcev na mesto okužbe in preprečitev delovanja citokinov – proteinskih molekul, ki povečujejo imunski odziv. Nato pomagajo pri zbiranju makrofagov, ki odstranjujejo ostanke dražil in mrtvih celic. SPM-ji so skupina lipidov, ki se sintetizirajo iz polinenasičenih maščobnih kislin. Njihov nastanek katalizirajo različne lipoksigenaze in ciklooksigenaze. Med SPM-je sodijo lipoksini, resolvini, marezini in protektini. Njihovo delovanje je tesno povezano z receptorji, ki sodijo v skupino z G-proteini sklopljenih receptorjev, in pa celicami imunskega odziva. Te delimo na celice, ki so udeležene v prirojenem imunskem odzivu in pa celice, ki sodelujejo v pridobljenem imunskem odzivu. Med prve sodijo nevtrofilci, monociti, ki se med okužbo preobrazijo v makrofage, in naravne celice ubijalke, med druge pa limfociti T in B. Poglobljeno poznavanje mehanizmov delovanja SPM-jev bi nam lahko omogočilo izdelavo zdravil za bolezni, pri katerih pride do akutnega in/ali kroničnega vnetja.

BIO2 Seminar 2022

2022-10-19T09:32:08Z

Lena Kogoj: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| class="wikitable"
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
! Tinkara Korošec
| 12 || Vpliv bakterijskega oponašanja evkariontskih signalih molekul na človeka || Martin Kresal || Lena Kogoj || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Marcel Tušek
| 12 || Pomembnost Atg32 receptorja v mitofagiji || Laura Trček || Naja Pečovnik Wutt || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Pia Kristanc
| 12 || Toksini kot inhibitorji ionskih kanalov || Filip Petrovič || Matija Novel || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Samo Pucihar
| 12 || || Patricija Kolander || Sofija Stevanović || 24/10/20 || 25/10/20 || 26/10/20
|-
! Luka Fink
| 12 || || Tonja Jeromelj || Martin Kresal || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Tin Vranješ
| 12 || || Marcel Tušek || Laura Trček || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Lucija Kovaček
| 12 || || Pia Kristanc || Filip Petrovič || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Mark Varlamov
| 12 || || Samo Pucihar || Patricija Kolander || 28/10/20 || 31/10/20 || 02/11/20
|-
! Klemen Justin
| 14-15 || || Luka Fink || Tonja Jeromelj || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Teja Mohar
| 14-15 || || Tin Vranješ || Marcel Tušek || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Tea Amidović
| 14-15 || || Lucija Kovaček || Pia Kristanc || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Taja Pojbič
| 14-15 || || Mark Varlamov || Samo Pucihar || 04/11/20 || 07/11/20 || 09/11/20
|-
! Deni Krašna
| 16 || || Klemen Justin || Luka Fink || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Zara Bunc
| 16 || Krebsov cikel kot tarča za zdravljenje raka || Teja Mohar || Tin Vranješ || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Urša Lah
| 16 || || Tea Amidović || Lucija Kovaček || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Žiga Koren
| 16 || || Taja Pojbič || Mark Varlamov || 11/11/20 || 14/11/20 || 16/11/20
|-
! Tim-David Agrež
| 17 || || Deni Krašna || Klemen Justin || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Aleš Poljanšek
| 17 || || Zara Bunc || Teja Mohar || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Tonja Jeromelj
| 17 || || Urša Lah || Tea Amidović || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Miha Tomšič
| 17 || || Žiga Koren || Taja Pojbič || 18/11/20 || 21/11/20 || 23/11/20
|-
! Leila Bohorč
| 18 || || Tim-David Agrež || Deni Krašna || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Teo Trost
| 18 || || Aleš Poljanšek || Zara Bunc || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Ivana Stojić
| 18 || || Tinkara Korošec || Urša Lah || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Lara Rajterič
| 18 || || Miha Tomšič || Žiga Koren || 25/11/20 || 28/11/20 || 30/11/20
|-
! Primož Šenica Pavletič
| 19 || || Leila Bohorč || Tim-David Agrež || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Špela Auer
| 19 || || Teo Trost || Aleš Poljanšek || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Gal Kastelic
| 19 || || Ivana Stojić || Tinkara Korošec || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Miljan Trajković
| 19 || || Lara Rajterič || Miha Tomšič || 02/12/20 || 05/12/20 || 07/12/20
|-
! Taja Mužič
| 20 || || Primož Šenica Pavletič || Leila Bohorč || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Mia Kobal
| 20 || || Špela Auer || Teo Trost || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Laura Simonič
| 20 || || Gal Kastelic || Ivana Stojić || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Karin Rak
| 20 || || Miljan Trajković || Lara Rajterič || 09/12/20 || 12/12/20 || 14/12/20
|-
! Ula Mikoš
| 21 || || Taja Mužič || Primož Šenica Pavletič || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Lara Zupanc
| 21 || || Mia Kobal || Špela Auer || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Lena Kogoj
| 21 || SPM lipidi || Laura Simonič || Gal Kastelic || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Naja Pečovnik Wutt
| 22 || || Karin Rak || Miljan Trajković || 16/12/20 || 19/12/20 || 21/12/20
|-
! Matija Novel
| 22 || Kreatin in protitumorna imuniteta T celic || Ula Mikoš || Taja Mužič || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Sofija Stevanović
| 22 || || Lara Zupanc || Mia Kobal || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Martin Kresal
| 23 || || Lena Kogoj || Laura Simonič || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Laura Trček
| 23 || || Naja Pečovnik Wutt || Karin Rak || 30/12/20 || 02/01/21 || 04/01/21
|-
! Filip Petrovič
| 23 || || Matija Novel || Ula Mikoš || 06/01/21 || 09/01/21 || 11/01/21
|-
! Patricija Kolander
| 23 || || Sofija Stevanović || Lara Zupanc || 06/01/21 || 09/01/21 || 11/01/21
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2021|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15-18 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
Citiranje je možno po več shemah, važno je, da se držite ene same. V seminarskih nalogah in diplomskih nalogah FKKT uprabljajte shemo citiranja, ki je pobarvana zeleno.
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.
Za citate v naravoslovju je najpogostejše citiranje po pravilniku ISO 690. [http://www.zveza-zotks.si/gzm/dokumenti/literatura.html Pravila], ki upoštevajo omenjeni standard, so pripravili pri ZTKS. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. 
'''Citiranje knjig:''' 
Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. 
Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. 

Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. 
Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. 
Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.).

'''Citiranje člankov:''' 
Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. 
Lartigue, C., Glass, J. I., Alperovich, N., Pieper, R., Parmar, P. P., Hutchison III, C. A., Smith, H. O. in Venter, J. C.
Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, 317, str. 632-638.

Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: 
Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. 
Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.

Revija Science uporablja skrajšani zapis: 
C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) 

V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne). Navesti morate tudi vse avtorje dela, razen v primeru, ko jih je 10 ali več. Takrat navedite le prvih devet, za ostale pa uporabite okrajšavo in sod. (in sodelavci). Pred zadnjim avtorjem naj bo vedno besedica "in".

'''Citiranje spletnih virov:''' 
Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov 
strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life 
Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.

TBK 2022 Povzetki seminarjev

2022-03-03T21:35:01Z

Lena Kogoj: /* Priimek, Ime: Naslov */

=== Korošec, Tinkara: Superbakterije in novi pristopi k razumevanju vzroka rezistence ===
Nekatere bakterije so za nas esencialne, medtem ko patogeni sevi lahko povzročajo življenjsko ogrožujoča obolenja. Zaradi desetletij nepravilne uporabe antibiotičnih sredstev, so bakterije nanje razvile rezistenco. Imenujemo jih tudi superbakterije, ena najbolj razvpitih je MRSA, ki ima razvito rezistenco na β-laktamske antibiotike in na močnejše antibiotične učinkovine, kot je trimetoprim (TMP). Gre za inhibitor encima dihidrofolat reduktaze (DHFR), ključnega pri procesih celičnega podvojevanja. Redukcijo na encimu katalizira kofaktor NADPH. Zaradi pojava rezistence bakterij na omenjen inhibitor, so v razvoju novi, preko propargila vezani antibiotiki (PLA). Raziskave so bile izvedene preko računalniških orodij, kjer so izdelali visoko resolucijske kristalne strukture kompleksov med PLA enantiomerami, NADPH izomerama in SaDHFR WT ali F98Y, le-ti v različnih kombinacijah. Opazili so, da se NADPH pojavlja v dveh konformacijah, običajni β-NADPH in še nikoli videni anomeri t-NADPH. Ocenjena je bila tudi učinkovitost različnih PLA enantiomer na WT in mutirani SaDHFR. Izkazalo se je, da sta R-27 in S-27 najučinkovitejši PLA enantiomeri, vendar imata ob vezavi na DHFR različni preferenci za NADPH izomeri. Ker imata enantiomeri različni stopnji učinkovitosti proti F98Y SaDHFR, ta fenomen poimenujemo kiralni izogib (angl. chiral evasion). Gre za pojav, ko encim izrablja konfiguracijsko in kiralno razliko svojega kofaktorja za izogib inhibitorju.

=== Kogoj, Lena: Umetno narejene proteinske mišice zdaj realnost ===
Mišice so zelo kompleksen sistem v živalskih organizmih, ki je ključen za njihov obstoj, saj s pomočjo avtonomnih kontrakcij omogoča bitjem premikanje. Raziskovalna ekipa Univerze v Freiburgu je uspela razviti mišicam podoben material iz naravnih proteinov, ki izvaja kontrakcije avtonomno. Osnova narejenega materiala je elastin, naraven vlaknast zelo elastičen protein, ki se pojavlja v vezivnih tkivih sesalcev in omogoča vrnitev tkiva v prvotno obliko po kontrakciji oziroma raztegovanju. Po zgledu tega proteina so znanstveniki uspeli razviti dva elastinu podobna proteina (ELP) s formulama (DSY)16 in (VRY)16, od katerih se prvi odzove na spremembe pH, drugi pa na spremembe temperature. Znanstveniki so skombinirali ta dva proteina s pomočjo fotokemičnega premreženja, s čemer so oblikovali dvoslojen material. V takem materialu so uspeli vzpostaviti ritmične kontrakcije, ki jih poganja pH oscilirajoča reakcija, ki v ta namen porablja kemično energijo. Vir goriva je natrijev sulfit (Na2SO3). V pH oscilirajoči reakciji, med katero se pH periodično spreminja, se kemijska energija spremeni v mehansko energijo – pride do upogibanja. Kontrakcije se da zagnati ali zaustavili s pomočjo temperaturnih sprememb. Umetna mišica je za zdaj zgolj prototip, vendar je zaradi velike odpornosti, trajnosti, trpežnosti in potencialne možnosti povezovanja s specifičnimi tkivi zelo primerna za aplikacijo v protetiki, farmaciji, rekonstruktivni medicini in robotiki.

=== Priimek, Ime: Naslov ===
Tukaj napišite povzetek.

=== Priimek, Ime: Naslov ===
Tukaj napišite povzetek.

Temelji biokemije 2023 - seminar

2022-02-24T20:54:37Z

Lena Kogoj: /* Seznam seminarjev */

Seminarje vodi doc. dr. Miha Pavšič. Seminarji so obvezni.

Ocena seminarjev (6-10) predstavlja enako število odstotkov, ki se prišteje h končni pisni oceni izpita.
Stran na strežniku s seminarskimi nalogami je zaščitena.
Uporabniško ime je: tbk, password pa: samozame## "##" sta dve številki, ki ju izveste na predavanjih.
Tudi za urejanje Wiki strani potrebujete geslo, ki se od zgornjega razlikuje. Postopek pridobitve Wiki uporabniškega imena in gesla je opisan [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Main_Page tukaj].

== Seznam seminarjev ==

{| class="wikitable"
! Priimek in ime !! Naslov seminarja !! Povezava !! Rok za oddajo !! Rok za recenzijo !! Datum predstavitve !! Recenzent 1 !! Recenzent 2 !! Recenzent 3
|-
| Fink, Luka || To besedilo odstranite in nadomestite z naslovom seminarja v slovenščini || https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190214100038.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Bunc, Zara || Pečovnik Wutt, Naja || Malik, Lara
|-
| Kogoj, Lena || Umetno narejene proteinske mišice zdaj realnost || https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220128141254.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Pucihar, Samo || Pojbič, Taja || Novel, Matija
|-
| Korošec, Tinkara || Superbakterije in novi pristopi k razumevanju vzroka rezistence || https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220217181730.htm || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Kovaček, Lucija || Trček, Laura || Petrovič, Filip
|-
| Krašna, Deni || || || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Stojić, Ivana || Bernik, Miha || Kolenc, Klara
|-
| Mezek, Tajda || || || 04.03. || 07.03. || 10.03. || Trajković, Miljan || Jeromelj, Tonja || Koren, Žiga
|-
| Auer, Špela || || || 11.03. || 14.03. || 17.03. || Žerovnik, Klara || Poljanšek, Aleš || Matek, Nik
|-
| Mikoš, Ula || || || 11.03. || 14.03. || 17.03. || Zupanc, Lara || Vogrič, Vanja || Trost, Teo
|-
| Mužič, Taja || || || 11.03. || 14.03. || 17.03. || Petrov, Mario || Vranješ, Tin || Varlamov, Mark
|-
| Rajterič, Lara || || || 11.03. || 14.03. || 17.03. || Trobiš, Veronika || Agrež, Tim-David || Justin, Klemen
|-
| Simonič, Laura || || || 11.03. || 14.03. || 17.03. || Velkovska, Tamara || Bunc, Zara || Kresal, Martin
|-
| Kristanc, Pia || || || 18.03. || 21.03. || 24.03. || Fink, Luka || Pucihar, Samo || Pečovnik Wutt, Naja
|-
| Lah, Urša || || || 18.03. || 21.03. || 24.03. || Kogoj, Lena || Kovaček, Lucija || Pojbič, Taja
|-
| Mohar, Teja || || || 18.03. || 21.03. || 24.03. || Korošec, Tinkara || Stojić, Ivana || Trček, Laura
|-
| Tušek, Marcel || || || 18.03. || 21.03. || 24.03. || Krašna, Deni || Trajković, Miljan || Bernik, Miha
|-
| Brajer, Mirta || || || 25.03. || 28.03. || 31.03. || Mezek, Tajda || Žerovnik, Klara || Jeromelj, Tonja
|-
| Kastelic, Gal || || || 25.03. || 28.03. || 31.03. || Auer, Špela || Zupanc, Lara || Poljanšek, Aleš
|-
| Malik, Lara || || || 25.03. || 28.03. || 31.03. || Mikoš, Ula || Petrov, Mario || Vogrič, Vanja
|-
| Novel, Matija || || || 25.03. || 28.03. || 31.03. || Mužič, Taja || Trobiš, Veronika || Vranješ, Tin
|-
| Petrovič, Filip || || || 25.03. || 28.03. || 31.03. || Rajterič, Lara || Velkovska, Tamara || Agrež, Tim-David
|-
| Kolenc, Klara || || || 01.04. || 04.04. || 07.04. || Simonič, Laura || Fink, Luka || Bunc, Zara
|-
| Koren, Žiga || || || 01.04. || 04.04. || 07.04. || Kristanc, Pia || Kogoj, Lena || Pucihar, Samo
|-
| Matek, Nik || || || 01.04. || 04.04. || 07.04. || Lah, Urša || Korošec, Tinkara || Kovaček, Lucija
|-
| Trost, Teo || || || 01.04. || 04.04. || 07.04. || Mohar, Teja || Krašna, Deni || Stojić, Ivana
|-
| Varlamov, Mark || || || 01.04. || 04.04. || 07.04. || Tušek, Marcel || Mezek, Tajda || Trajković, Miljan
|-
| Justin, Klemen || || || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Brajer, Mirta || Auer, Špela || Žerovnik, Klara
|-
| Kresal, Martin || || || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Kastelic, Gal || Mikoš, Ula || Zupanc, Lara
|-
| Pečovnik Wutt, Naja || || || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Malik, Lara || Mužič, Taja || Petrov, Mario
|-
| Pojbič, Taja || || || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Novel, Matija || Rajterič, Lara || Trobiš, Veronika
|-
| Trček, Laura || || || 08.04. || 11.04. || 14.04. || Petrovič, Filip || Simonič, Laura || Velkovska, Tamara
|-
| Bernik, Miha || || || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Kolenc, Klara || Kristanc, Pia || Fink, Luka
|-
| Jeromelj, Tonja || || || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Koren, Žiga || Lah, Urša || Kogoj, Lena
|-
| Poljanšek, Aleš || || || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Matek, Nik || Mohar, Teja || Korošec, Tinkara
|-
| Vogrič, Vanja || || || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Trost, Teo || Tušek, Marcel || Krašna, Deni
|-
| Vranješ, Tin || || || 15.04. || 18.04. || 21.04. || Varlamov, Mark || Brajer, Mirta || Mezek, Tajda
|-
| Agrež, Tim-David || || || 22.04. || 25.04. || 28.04. || Justin, Klemen || Kastelic, Gal || Auer, Špela
|-
| Bunc, Zara || || || 22.04. || 25.04. || 28.04. || Kresal, Martin || Malik, Lara || Mikoš, Ula
|-
| Pucihar, Samo || || || 22.04. || 25.04. || 28.04. || Pečovnik Wutt, Naja || Novel, Matija || Mužič, Taja
|-
| Dehondt, Johan || || || 22.04. || 25.04. || 28.04. || || ||
|-
| Vitard, Arthur || || || 22.04. || 25.04. || 28.04. || || ||
|-
| Kovaček, Lucija || || || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Pojbič, Taja || Petrovič, Filip || Rajterič, Lara
|-
| Stojić, Ivana || || || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Trček, Laura || Kolenc, Klara || Simonič, Laura
|-
| Trajković, Miljan || || || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Bernik, Miha || Koren, Žiga || Kristanc, Pia
|-
| Žerovnik, Klara || || || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Jeromelj, Tonja || Matek, Nik || Lah, Urša
|-
| Zupanc, Lara || || || 29.04. || 02.05. || 05.05. || Poljanšek, Aleš || Trost, Teo || Mohar, Teja
|-
| Petrov, Mario || || || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Vogrič, Vanja || Varlamov, Mark || Tušek, Marcel
|-
| Trobiš, Veronika || || || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Vranješ, Tin || Justin, Klemen || Brajer, Mirta
|-
| Velkovska, Tamara || || || 06.05. || 09.05. || 12.05. || Agrež, Tim-David || Kresal, Martin || Kastelic, Gal
|}

==Naloga==
* samostojno pripraviti seminar, katerega tema je novica iz področja biokemije na portalu [http://www.sciencedaily.com ScienceDaily], ki je bila objavljena kasneje kot '''1. avgusta 2021'''. Osnova za seminar naj bo znanstveni članek, ki je podlaga za to novico. Poleg tega članka za seminar uporabite še najmanj pet drugih virov, od teh vsaj še dva druga znanstvena članka, ki se navezujeta na to vsebino.
* članke na temo lahko iščete [https://scholar.google.com/ z Google učenjakom].
* naslov izbrane teme (naslov seminarja v slovenščini) in povezavo do novice vpišite v tabelo seminarjev takoj ko ste si izbrali temo, najkasneje pa en teden pred rokom za oddajo
* [[TBK2021 Povzetki seminarjev|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju v približno 200 besedah – najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge (pisava Cambria, font 11, enojni razmak, 2,5 cm robovi; tekst naj obsega okoli 1000 besed), vsebuje naj 1–2 sliki. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. Vse uporabljene vire citirajte v tekstu, kot npr. (Nobel, 2010), na koncu pa navedite točen seznam literature, kot je opisano spodaj!
*Celotni seminar naj obsega 2 strani A4 formata (po možnosti dvostransko tiskanje).
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji/ tega obrazca].
* vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/tbk/poslji//bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva določenega v tabeli določijo popravke in podajo oceno pisnega dela, v predpisanem formatu elektronskega obrazca na internetu.
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 10 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni. Prvi recenzent vodi predstavitve in razpravo ter skrbi za to, da vse poteka v zastavljenih časovnih okvirih.
* Predstavitvi sledi razprava do 5 minut. Sledijo vprašanja prisotnih, recenzenti postavijo vsak vsaj dve vprašanji in na koncu podajo oceno predstavitve.
* En dan pred predstavitvijo na strežnik oddajte tudi končno verzijo. Na dan predstavitve morate oddati tudi končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu.
* Seminarska naloga in povzetek na wikiju morajo biti v slovenskem jeziku!

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki jih pošiljate, poimenujete po spodnjih pravilih. Ne uporabljajte ČŽŠčžš!
Poslati morate naslednje datoteke:
* TBK_2022_Priimek_Ime.doc(x) za seminar, npr. TBK_2022_Guncar_Gregor.docx
* TBK_2022_Priimek_ime_final.doc(x) za končno verzijo seminarja
* TBK_2022_Priimek_Ime_rec_Priimek2.doc(x) za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. TBK_2022_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* TBK_2022_Priimek_Ime.pdf za prezentacijo (PowerPoint -> Shrani kot PDF), npr TBK_2022_Guncar_Gregor.pdf
* TBK_2022_Priimek_Ime_clanek.pdf za datoteko PDF, ki vsebuje izvirni članek, npr. TBK_2022_Guncar_Gregor_clanek.pdf

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://forms.office.com/r/8i5ma9ZvQZ recenzentsko poročilo] na spletu.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik '''mora''' oceniti seminar tako, da odda svoje [https://forms.office.com/r/LvF8vvL7mT mnenje] najkasneje v enem tednu po predstavitvi. Kdor na seminarju ni bil prisoten, mnenja '''ne sme''' oddati.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Faktor vpliva==
Faktor vpliva (angl. impact factor) neke revije pove, kolikokrat so bili v poprečju citirani članki v tej reviji v dveh letih skupaj pred objavo tega faktorja. Faktorje vpliva za posamezno revijo lahko najdete v [https://plus.si.cobiss.net/opac7/jcr COBISS-u]. V polje "Naslov revije" vnesite ime revije, za katero želite izvedeti faktor vpliva, in pritisnite na gumb POIŠČI. Če želite videti vse revije, enostavno v iskalno polje vpišite *. V skrajnem desnem stolpcu se bodo izpisali faktorji vpliva za revije, ki ustrezajo vašim iskalnim kriterijem. Zadetkov za posamezno revijo je več zato, ker so navedeni faktorji vpliva za posamezno leto. Za tekoče leto faktorji vpliva še niso objavljeni, zato se orientirajte po faktorjih vpliva zadnjih par let. Če faktorja vpliva za vašo izbrano revijo ne najdete v bazi COBISS, potem izberite članek iz kakšne druge revije.

==Citiranje virov==
Citiranje je možno po več shemah, važno je, da se v seminarju držite ene same. Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati. Sicer pa ima vsaka revija lahko svoj način citiranja, ki ga je treba pri pisanju članka upoštevati. '''Citiranje knjig:''' Priimek, I. ''Naslov''. Kraj: Založba, letnica. Priimek, I. ''Naslov: podnaslov''. Izdaja. Kraj: Založba, letnica. Zbirka, številka. ISBN. Boyer, R. ''Temelji biokemije''. Ljubljana: Študentska založba, 2005. Glick BR in Pasternak JJ. ''Molecular biotechnology: principles and applications of recombinant DNA''. 3. izdaja. Washington: ASM Press, 2003. ISBN 1-55581-269-4. Če so avtorji trije, je beseda in med drugim in tretjim avtorjem. Če so avtorji več kot trije, napišemo samo prvega in dopišemo ''et al''. (in drugi, po latinsko). Vse, kar je latinsko, pišemo poševno (npr. tudi imena rastlin in živali, pojme ''in vivo'', ''in vitro'' ipd.). '''Citiranje člankov:''' Priimek, I. Naslov. ''Naslov revije'', letnica, letnik, številka, strani. Lartigue C. ''et al''. Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 2007, letn. 317, str. 632-638.Alternativni način citiranja (predvsem v družboslovju) je po pravilih APA, kjer članke citirajo takole: Priimek, I. (letnica, številka). Naslov. Naslov revije, strani. Lartigue C. ''et al.'' (2007, 317) Genome transplantation in bacteria: changing one species to another. ''Science'', 632-638.Revija Science uporablja skrajšani zapis: C. Lartigue ''et al''. Science 317, 632 (2007) V diplomah na FKKT je treba navesti vire tako, da izpišete tudi naslov citiranega dela in strani od-do (ne samo začetne). '''Citiranje spletnih virov:''' Priimek, I. ''Naslov dokumenta''. Izdaja. Kraj: Založnik, letnica. Datum zadnjega popravljanja. [Datum citiranja.] spletni naslov strangeguitars. ''On the brink of artificial life''. 6. 10. 2007. [citirano 13. 11. 2007] http://www.metafilter.com/65331/On-the-brink-of-artificial-life Navedemo čim več podatkov; pogosto vseh iz pravila ne boste našli.