Genoomika kursuse kordamispunktid 1. Mis on ja mida uurib genoomika? Genoomika - teadus genoomide ehitusest. Genoomika uurib põhjusi, miks konkreetne DNA järjestus on evolutsioonis välja valitud (säilunud). Genoomika ülesandeks on mitte ainult teada konkreetse geeni ja selle produkti funktsiooni organismis, vaid ka kõikide geenide, nende produktide, funktsioonide ja regulatsiooni seoseid, mis viivad organismi tekkeni. GENes and chromosOMEs (kromosoomide täielik kogu koos neis sisalduvate geenidega).
Farmakogenoomika Põhineb terve (üksiku) genoomi järjestuse ja sellest tulnevate kliiniliste väljundite uurimisel. Erineb farmakogeneetikast kolme aspekti poolest: 1. Kliiniliste fenotüüpide (vastus ravimitele ja ksenobiootikumidele) taandamine genoomile läbi SNP markerite analüüsi 2. Ravimite effekti uurimine geeniekspressioonile kasutades genoomika metodoloogiaid 3. Uute märklaudgeenide ja prognostiliste markerite leidmine Esimene etapp on kandidaatgeenide otsing, märklaua validatsioon ning keemilised testid. Järgnevad pre-kliinilised katsed (loomkatsed) määramaks ravimi toksilisust, kineetikat, metabolismi iseärasusi. Faas I inimkatsed- ohutuse ja doosi määramiseks. Faas IIA (otsustav) patsientidel, effektiivsuse ja ohutuse katsed (vähemalt sada patsienti, 10000$ patsiendi kohta). Faas IIB on laiendatud faas IIA. Faas III põhineb massilisel ravim versus placebo kontrollil (väga kallis) Ravim versus platseebo katsete tulemust
GSV nakatab putukate muna ja seemnesarju ja põhjustab sellega oma peremeestel steriilsust. Putuka populatsioonis levib GSV asümptomaatiliste viiruskandjate vahendusel (samuti ka vertikaalselt munade kaudu). GSV replikatsioon aktiveerub putuka hormoonide toimel. Kõige enam on nudiviiruste hulgast uuritud Hz-1 molekulaarbioloogiat. Hz-1 genoom on ca 228 kbp pikkune tsirkulaarne DNA ja see viirus tekitab peamiselt persistentset ja latentset infektsiooni, mida iseloomustab viiruse DNA stabiilne integreerumine peremeesraku kromosoomi. Vetikate viirused Vetikaid nakatavad väga mitmed erinevad viirused, sh. ssRNA, dsRNA, ssDNA ja dsDNA genoomiga viirused. Enim on uuritud suured dsDNA genoomiga viirused. Need viirused kuuluvad sugukonda Phycodnaviridae ja jagunevad mitmesse perekonda: - Chlorovirus (Paramecium bursaria chlorella virus 1 – PBCV1) - Coccolithovirus (Emiliania huxleyi virus 86 – EhV-86)
Inimese genoomi projekt (ajalugu, eesmärgid, ELSI, strateegiad). 1956 a. esimene inimgenoomi füüsikaline kaart 1977 a.Sanger: dideoksü sekveneerimise metoodika 1980 a. Botstein: geneetiline kaart RFLP-de alusel 1981 a. Sanger: mitokondriaalse genoomi järjestus 1987 a. USA DoE initsiatiiv inimgenoomi uurimiseks 1988 a. USA NIH loob National Center of Human Genome Research, paralleelselt luuakse HUGO 1990 a. algab HGP 1992 a. Weissenbach: esimene mikrosatelliitidel põhinev geenide aheldatuse kaart 1995 a. Lander: esimene STS põhinev aheldatuse kaart 1999 a. Sanger Center: esimene inimkromosoomi (22) täielik järjestus 2001 a. 90% inimgenoomist sekveneeritud (Celera ja HGSC) 2003 a. inimgenoom on 99% ulatuses sekveneeritud Esmane eesmärk, saada informatsiooni inimese geneetilise pärandi kohta, mis omakorda aitab selgitada erinevate geenide osa ontogeneesis ja patoloogiate tekkes. Projekt algselt planeeritud 15 aastaks, lõpetatud 2 aastat varem! Lisaks suured satelliitprojek
Konkreetsete nukleotiidide järjestust üksikus DNA ahelas nimetatakse DNA primaarstruktuuriks (DNA esmane struktuur) . Enamasti esineb DNA elusorganismides kahe antiparalleelse omavahel komplementaarse ahela kujul (st kohakuti paiknevad ahelate A ja T ning G ja C nukleotiidid), sest lämmastikaluste vahel moodustuvad komplementaarsusprintsiibist lähtudes vesiniksidemed. DNA süntees toimub tavaliselt replikatsiooni teel, mida viib läbi DNA polümeraas. DNA lagundamine toimub nukleaaside abil (vt endonukleaas, eksonukleaas, restriktaas, apoptoos). DNA sekundaarstruktuuri muutvad ensüümid on DNA ligaasid, helikaasid, güraasid. Päriliku info säilitamine ja selle täpne ülekanne tütarrakkudele. Nukleiinhapete sünteesil on kindel suund: 5´ (prim) ots + 3´ (prim) ots. Ahelad on antiparalleelsed: üks ahel:-5´ ots, teine-3´ots ja komplementaarsed A=T, C=G. Kõiki DNA molekule
abil. Etapp 2. DNA tükk „kleebitakse“ vektorisse ja DNA otsad liidetakse vektori DNA-ga ligeerimise teel. Etapp 3. Vektor sisestatakse peremeesrakku, sageli bakterisse või pärmi. Peremeesrakud kopeerivad vektori DNA koos oma DNA-ga, luues sisestatud DNA-st mitu eksemplari/koopiat. Etapp 4. Vektor-DNA eraldatakse peremeesraku DNA-st ja puhastatakse. Mis on rekombinantne valk, selle tootmise võimalused? Rekombinantne valk on valk, mida kodeerib rekombinantne DNA. On DNA kloneerimise teel saadud valk. Selliseid valke saab toota nt bakterite abil või transgeensete loomade abil. Mis on cDNA? cDNA (komplimentaarne DNA) on pöördtranskriptsiooniga saadud DNA koopia. Pöörd-transkriptaas on ensüüm, mille abil sünteesitakse mRNA’lt cDNA’d. cDNA’d kasutatakse eukarüootsete geenide kloonimiseks prokarüootsetes organismides. Bakteri rakkudesse geenide viimisel peame me mRNA alusel tegema DNA.
tsüklisse, mille käigus sünteesitakse viiruse partikleid ning pannakse need kokku. Lõpuks rakk lüüsitakse ning uued virionid vabanevad keskkonda, kus nad on võimelised minema nakatama järgmisi peremeesrakke 2. Gripiviiruse muteerumine, rekombinantsed gripiviirused ja nendega seotud ohud Gripiviirus: o Pinnavalgud hemaglutiniin (H) ja neuraminidaas (N) muteeruvad kiiresti – RNA polümeraas teeb palju vigu, mida ei parandata! o Gripiviiruse genoom koosneb 8-st erinevast RNA segmendist, mis pakitakse valkkesta viiruse assambleerimisel o Geneetilise materjali segunemine võib toimuda siis, kui 2 sarnast viirust nakatavad sama rakku Rekombinantsed girpiviirused ja nendega seotud ohud: Linnugripp (H5N1): o Kandub lindudelt inimestele o Kardeti viirustevahelist rekombineerumist – uus tüüp, mille vastu puudub täielikult immuunsus
3. Nukleiinhapete lühiiseloomustus. Biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi: ·Deoksüribonukleiinhape (DNA) - leidub raku tuumas, mitokondris ja kloroplastis ·Ribonukleiinhape (RNA) - leidub kogu rakus Nukleiinhapped on polünukleotiidid. Iga nukleotiid koosneb kolmest osast: Fosfaatgrupp, 5-süsinikuline suhkur ehk pentoos (DNA-s on selleks 2- desoksüriboos; RNA-s riboos), lämmastikalus 4. Mida tähendab komplementaarsusprintsiip, mida DNA ahelate antiparalleelsus? Komplementaarsusprintsiip- DNA molekulis esinev printsiip kus ahelad vastavad üksteisele vastavalt: A=T, C=G. Antiparalleelsus- DNA biheeliks ehk kaksikahel moodustub kahest komplementaarsest DNA ahelast, mis on antiparalleelsed s.t., et ahelad on vastassuunalised, keemiliselt erineva polaarsusega, üks ahel kulgeb suunas 5' 3' ja teine suunas 3' 5'. 5. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel?
Kõik kommentaarid