S3-13

S3-13#

  • Datum izdelave: 2026-05-17

  • Koda seminarja: S3-13

Bioinformatska analiza PCNA od zaporedja do strukture, evolucije in ekspresije#

PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) je protein, ki deluje kot “objemalka” okoli DNA dvojne vijačnice in koordinira replikacijo, popravljanje in rekombinacijo DNA. Mutacije ali spremembe v izražanju PCNA so povezane z rakom in prezgodnjim staranjem. Zanimivo je, da imajo arheje funkcionalen homolog PCNA s presenetljivo podobno strukturo, kar predstavlja odličen primer ohranjene evolucijske rešitve skozi milijarde let.

NALOGA 1 - UniProt#

  1. Kakšna je UniProt koda človeškega PCNA proteina?

  2. Koliko aminokislin vsebuje protein in kakšna je njegova molekulska masa?

  3. Katero domeno oz. interakcijsko regijo vsebuje ta protein in ali imajo AK v njej kakšne posttranslacijske modifikacije? Če ja, katere?

  4. Na kratko opišite bolezen, ki je neposredno povezana s tem proteinom.

NALOGA 2 - GenBank#

  1. Najdite mRNA zaporedje PCNA transcript variante 2 in izpiši njegovo GenBank kodo.

  2. Koliko eksonov vsebuje ta gen?

  3. Na katerem kromosomu leži?

  4. Ali ta protein v telesu deluje kot monomer in kje so bili opisani psevdogeni tega gena? Kaj sploh so psevdogeni?

NALOGA 3 - BLAST#

  1. Kateri arhejski protein je najbližje človeškemu PCNA? Zapišite ime organizma, ime proteina in E-value.

  2. Kakšen je % identičnosti med človeškim PCNA in arhejskimi homologi? Ali vas to preseneča glede na evolucijsko razdaljo?

  3. Izvedite BLASTp za iskanje podobnih proteinov pri bakterijah. Ali najdete homolog? Znanje povežite z znanjem iz molekularne biologije in se spomnite kateri protein pri bakterijah opravlja zelo podobno funkcijo.

NALOGA 4 – PORAVNAVE#

Za to nalogo pripravite poravnavo PCNA zaporedja iz 8 organizmov. Zaporedja pridobite iz UniProta in naj vsebujejo naslednjih 8 organizmov:

Homo sapiens, Mus musculus, Xenopus laevis, Danio rerio, Drosophila melanogaster, Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis thaliana, Pyrococcus furiosus

  1. Kateri aminokislinski ostanki na DNA-binding mestu so popolnoma ohranjeni v vseh 8 organizmih?

  2. Iz poravnave naredite filogenetsko drevo. Razmislite kje bi pričakovali, da bi se nahajal Pyrococcus furiosus, nato pa svojo hipotezo ovržite ali potrdite. Razložite tudi zakaj.

  3. Ali drevo odraža pričakovano evolucijsko filogenezo?

  4. Dodajte zaporedje proteina iz 3. vprašanja 3. naloge (iz E.coli K12) med ostalih 8 zaporedij in ponovite poravnavo. Koliko popolnoma ohranjenih AK na DNA-binding mestu ostane?

  5. Na UniProt strani najdite PDB kodo za verigo A iz človeka in iz Pyrococcus furiosus. V programu ChimeraX izvedite superpozicijo in komentirajte rezultat.

NALOGA 5 - FIZIKALNOKEMIJSKE LASTNOSTI#

  1. Izračunajte pI in indeks nestabilnosti.

  2. Je protein stabilen? Razložite pogled na to (natančno poglejte kako je indeks določen).

  3. Kakšen je naboj proteina pri fiziološkem pH?

  4. V laboratoriju ste izrazili in očistili človeški PCNA. Izolacijo ste izvedli v pufru z dodatkom reducenta DTT. Izmerili ste transmitanco vzorca pri 280 nm v kiveti široki 1 cm in dobili vrednost T = 0.355. Kakšna je bila koncentracija proteina?

NALOGA 6 - IUPred2#

Uporabite spletno orodje IUPred2 (https://iupred2a.elte.hu). Vnesite UniProt kodo človeškega PCNA ali njegovo zaporedje in zaženite analizo z nastavitvijo “long disorder”.

Preden si ogledate rezultate: Na grafu sta dve krivulji — rdeča (IUPred2) in modra (ANCHOR2). Na spletni strani si preberite kaj pomenita ti dve krivulji in kaj pomeni horizontalna črta pri vrednosti 0.5.

#

  1. Ali je PCNA v celoti urejen ali neurejen protein? Kako ste to razbrali iz grafa?

  2. Katera regija proteina pokaže vrednosti IUPred2 nad 0.5?

  3. Modra krivulja naraste prav na istem mestu kot rdeča. Kaj to funkcionalno pomeni za to regijo?

NALOGA 7 – HUMAN PROTEIN ATLAS#

Za to nalogo boste uporabili spletno stran https://www.proteinatlas.org, na kateri poiščite PCNA protein.

  1. V katerih tkivih je PCNA najmočneje izražen in v katerih najmanj?

  2. Poiščite interakcije PCNA z drugimi proteini. Kje v celici se nahajajo proteini, ki z njim interagirajo?

  3. V katerih delih možganov opazimo ekspresijo PCNA?

Contents