Kodeeriv osa 27%, intronid 26%. 32% kodeerivast osast sarnane inimese geenidega, 70% inimgeenidest sarnane C.elegansiomadega. Geeni keskmine pikkus 5 kb, suur osa koondunud operonidesse. Otsene HGP eelkäija (metodoloogia). Drosophila melanogaster Genoom 165 Mb (6 kromosoomi). 13601 valke kodeerivat geeni s.t. üks iga 9 kb. kohta. Väga palju retrotransposoneid. Esimene genoom, mis sekveneeriti whole genomeshotgun(WGS) tehnikat kasutades. Arabidopsis thalianagenoom Sekveneeritud 2000 a. 5 kromosoomi, genoom 125 Mb. Umbes 25000 geeni. 35% geenidest unikaalsed. Lisaks nukleaarsele genoomile ka mitokondriaalne ja kloroplastide genoom. Geenid kompaktsed s.t. väikeste intronitega ja paiknevad genoomis lähestiku (keskmine vahemaa 4.6 kb). Mitmed geeniperekonnad paiknevad tandeemselt. Eksonid on palju rohkem G+C rikkad kui intronid (taimede omapära). Genoomis toimunud arvukalt duplikatsioone (polüploidiate teke)
LFY, AP1ja CAL on geenid, mis identifitseerivad õiemeristeemi. Vastutavad õiemeristeemi ehituse, õieosade morfoloogia ja paigutuse eest LFY ja AP1 ekspresseeruvad enne kui õieosade algmed moodustuvad LFY – mutandid roheliste õitega tupp-ja viljalehtede sartnaste moodustistega AP1ja AP2 võimendavad LFY fenotüüpi CAL ja AP1 mutandid koos põhjustavad suurema õiemeristeemi tekke Kirjeldage lühidalt õie tekke ABC mudelit, millised geenid on ABC geenideks müürloogas (Arabidopsis) Õietekke ABC hüpotees: õieosade teke ja paigutus on kolme geeni A, B, C kontrolli all. Geenid kontrollivad moodustuva õie kolme piirkonda, mis osaliselt kattuvad. Mudeli eeldused: 1) homebox geenide produktide kombinatsioon igas neljas õieosade ringis määrab õieosa iseloomu 2) A ja C toimivad antagonistlikult Tupplehtede tekke määrab A, kroonlehed A+B, tolmukad B+C, viljalehed C, Müürloogis vastavad geenid: A: APETALA2 (AP2) B: PISTILLATA (PI)
Hiired on ka odavad, paljunevad kiiresti. Rattus norvegicus ehk rändrott. Nende järgi uuritakse inimese füsioloogiat ja haigusi. Rottide eelis hiirte ees on kiirem õppimisvõime, seega on mugavamad käitumise uurimiseks. Rotid on füsioloogiliselt inimesele lähedasemad kui hiired. Kuna neil on väike elutsükkel, on neid mugav uurida kogu eluea jooksul. 64. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks? Arabidopsis thaliana ehk müürlook on väike ja kiiresti kasvav taim, mis annab põlvkonna viie nädalaga. Tal on väike genoom ja kiire elutsükkel. Ta on iseviljastuv, kuid tema erinevaid tüvesid on võimalik laboris hübriidide saamiseks ristviljastada. Müürloogal pole majandusikku tähtsust, kuid tema genoom sarnaneb oluliste põllumajandustaimede, nt maisi, riisi ja nisu omale, tänu millele saab müürlook olla nende testorganismiks. Oryza sativa ehk riis
CLAVATA muteerumisel areneb ebaproportsionaalselt suur SAM. 12. Mis funktsioon on geenidel KNAT ja KNOTTED vastavalt müürloogas ja maisis. Millises taime piirkonnas nad ekspresseeruvad? Mis toimub nende ekspresseerumisel piirkondades kus nad normaalselt ei avaldu. vajalikud tsentraalsete meristemaatiliste rakkude säilitamiseks ja taastootmiseks (geenid mis produtseerivad homeodomeenseid transkriptsioonifaktoreid KNOX klassist nagu KNOTTED1 maisis, KNAT1 Arabidopsis'es (müürloogas); Ekspresseeruvad lehealgmetes?? Tekitab mügarate teket 13. Milliste geenide ekspresseerumise transkriptsioonitasandiline kontroll on reguleeritud valgusega (nimetage vähemalt kolm geeni) Valgusega on reguleeritud järgmiste geenide ekspresseerumine: Rubisco väike subühik LHC teatud valgud Püruvaat- ortofosfaadi dikinaas (Hatch-Slacki tsükli ensüüm) Halkooni süntaas flavonoidide sünteesiraja esimene ensüüm
technique does not require protoplasts or even single-cell isolations. Using biolistics, transgenic corn and soybean plants have been produced that contain heritable copies of the inserted gene. 2. Millised omadused muudavad bakteri Agrobacterium tumefaciens unikaalseks kogu eluslooduses? Vt eelmist punkti 3. Milliste taimeliikide genoom on täielikult sekveneeritud? Mida oskate öelda õistaimede genoomi iseloomustamiseks? Täielikult on sekveneeritud Arabidopsis thaliana ja Sativa africana (riis) Õistaimede genoomis on suhteliselt suur osakaal transposoonidel (arabidopsises 10%, sativas 25%). Õistaimedel esineb tihti polüploidia, loomadel on see üldjuhul letaalne. 4. Milline on kloroplastide biokeemiline funktsioon? fotosüntees 5. Milleks vajavad taimed õhulõhesid? gaasivahetus keskkonnaga 6. Kirjelda lühidalt sugulise viljastumise mehhanismi õistaimedel.
(oregano, loorber, basiilik, rosmariin, piparnünt, salvei jne) Fenoolid · Teine suur metaboliitide klass. flavonoidid (suurim klass) antotsüaniin vastutavad värvi eest taimedes. Kaitseb UV eest. fütoaleksiin - tapab baktereid ja seeni, on osa indutseeritud kaitsest. Segab ära patogeeni metabolismi · medicarpin - alfalfa (Medicago sativa) · rishitin - tomatoes and potatoes (the Solanaceae family) · camalexin, Arabidopsis thaliana tanniin ligniin Tanniinid · veeslahustuvad flavonoidid taime vakuoolides. · Tanniinid on putukatele mürgised, sest nad seonduvad süljevalkudega ja seedetrakti ensüümidega (nt. trüpsiin) ja põhjustavad seedetrakti mittetoimimise. Putukad, kes tarbivad palju tanniine võtavad kaalus juurde ja siis surevad. · Tanniinid annavad ka punasele veinile oma eripärase maitse, sest viinamarja tanniinid seonduvad sülje valke ja tekitavad valkude hüübimise (koagulatsioon).
on kogunenud suur hulk andmeid, mille põhjal uurida inimese tervist ja haigusi[38]. Aastakümneid on rotte kasutatud ravimite testimiseks. Väga palju teadmistest vähki tekitavate molekulide kohta on saadud just uuringutest rottidega.[2] 61. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede (õis- ehk katteseemnetaimed, paljasseemnetaimed, sõnajalgtaimed, sammaltaimed) hulgas ja miks? Harilik müürlook (Arabidopsis thaliana) on tänapäeval kõige populaarsem taimne mudelorganism. Müürlook on lähedalt sugulane sinepitaimega. Tänu väikesele kasvule ja lühikesele generatsiooniajale on kaardistatud palju fenotüüpe ja biokeemilisi mutante. Harilik müürlook oli esimene taim, mille kogu genoom sekveneeriti (avaldati 2000. aastal). Isetolmlemine teeb müürlooga iseäranis heaks mudelorganismiks: järglased (seemned) tulevad kõrvalise abita ja taimeliinide omavahelist ristumist on lihtne ära hoida
Esineb kahte tüüpi piRNAsid: varasemad pärinevad kordusjärjestustelt, hilisemad suurtest genoomsetest piRNA klastritest. Dicer ei osale piRNAde sünteesis. PIWI tüüpi valgud lõikavad märklaud-RNAd. piRNAd on vajalikud, et kaitsta genoomi mobiilsete elementide ja korduselementide plahvatusliku paljunemise eest. • • AGO valgud ja RISC kompleks • Argonaut valgud jaotatakse kolme rühma: 1. Argonaut sarnased valgud, mis sarnanevad arabidopsis thaliana AGO1 valguga 2. Piwi sarnased valgud, mis sarnanevad D.melanogaster PIWI valguga 3. C.elegansi spetsiifilised grupp 3 argonaudid. • • miRNAd, siRNAd ja piRNAd pakitakse koos Argonaut perekonna valkudega RISC kompleksi. Argonaut on RISC kompleksi katalütiline komponent. Väikesed RNAd juhivad argonaudi märklauani tundes ära neil ekomplementaarse järjestuse. Argonaut sisaldab PIWI domeeni, mis viib läbi kaheahelalise RNA lõikamist
Rottid on füsioloogiliselt lahedased inimesele, kui hiired, ja nede prganism käitub stressi ajal samasuguselt nagu inimese organism. Kuna rotidel on suhteliselt väike elutsükkel, neid on kerge uurida kogu eluiga jooksul või põlvkondade jooksul. Rottide ja hiirte korral on kerge reguleerida nende elutingimusi. 58. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks? 1) Arabidopsis thaliana e müürlook. Kasutatakse taimede uurijate poolt taimede arengu uurimiseks. Ta on mugav, sest tal on väike genoom (ca 100 Mbp), kiire elutsükkel (ca 5 nädalat), viljaks ning kergelt kultiveeruv ja kättesaadav. 2) Oryza sativa e riis. Tal on kõige väiksem genoom teraviljade sees, aga vaatamata sellel, ta on mudeliks ühe suure õistaimede grupi- Üheidulehelised- geenoomiks. Teda võib kasvatada erinevates oludes.
Stress mõjutab ajutegevust rottidel ja inimestel samamoodi. Rotid on vastuvõtlikud sarnastele terviseprobleemidele. MITTEIMETAJATEST: Danio rerio – sebrakala. Paljuneb kiiresti. Embrüod arenevad kehaväliselt. They can be cloned from somatic cells and can be made transgenic. U 30 000 geeni. 64. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks? Arabidopsis thaliana – müürlook. Väike genoom, haploidne. Kiire elutsükkel (u 5 nädalat). Lihtne kasvatada. U 27 600 geeni. Oryza sativa – riis. Smallest genome of all the cereals. U 45 000 geeni.
Kodeeriv osa 27%, intronid 26%. 32% kodeerivast osast sarnane inimese geenidega, 70% inimgeenidest sarnane C.elegansi omadega. Geeni keskmine pikkus 5 kb, suur osa koondunud operonidesse, Otsene HGP eelkäija (metodoloogia). Drosophila melanogaster genoom: Lõplikult sekveneeritud aastal 2002, Genoom 165 Mb (6 kromosoomi), 13601 valke kodeerivat geeni s.t. üks iga 9 kb. kohta. Väga palju retrotransposoneid, Esimene genoom, mis sekveneeriti whole genome shotgun (WGS) tehnikat kasutades. Arabidopsis thaliana genoom (müürlook): Sekveneeritud 2000 a. 5 kromosoomi, genoom 125 Mb. Umbes 25000 geeni. 35% geenidest unikaalsed, Lisaks nukleaarsele genoomile ka mitokondriaalne ja kloroplastide genoom, Geenid kompaktsed s.t. väikeste intronitega ja paiknevad genoomis lähestikku (keskmine vahemaa 4.6 kb). Mitmed geeniperekonnad paiknevad tandeemselt, Eksonid on palju rohkem G+C rikkad kui intronid (taimede omapära), Genoomis toimunud arvukalt duplikatsioone (polüploidiate teke). Mus musculus
täiendavad regulaatorelemendid. Sageli on raske määrata, kus ühe geeni 3' ots lõpeb ja järgmise geeni 5' ots algab. Õpikute tekstis sageli geeni all mõistetakse ainult DNA kodeerivat piirkonda mis transkribeeritakse mRNA-ks. Erinevate ühe pre-mRNA splicing'u võimaluste esinemine teeb geeni defineerimise veel keerukamaks. Suurim inimese geen on düstrofiini (lihasrakkude valk) geen, sisaldab 2,4 milj aluspaari. Geenide arv genoomis Arabidopsis'el on ~20 000, inimesel 27000-32000. 1 Need arvud näitavad, et enamik DNA-st tuumas ei ole transkribeeritav (vastavat mRNA-d ei sünteesita). Näiteks taimede Arabidopsis thaliana genoomi suurus on ~7x107 aluspaari, Fritillaria assyriaca 1011 bp, aga cDNA (mRNA-lt pöördtranskriptaasiga saadud DNA) suurus on peaaegu ühesugune. See näitab, et mõlemad genoomid kodeerivad sama arvu geene
reguleeritud valgusega (nimetage vähemalt kolm geeni) nitraadireduktaas, Rubisco väike subühik, LHC valgud 12. Millised muutused toimuvad võrse apikaalses meristeemis üleminekul generatiivsesse arengufaasi Determineeritud kasv, uute valkude süntees, füllotaksise muutus, mitootilise aktiivsuse tõus, tipu kasvukuhiku lamenemine ja pinna suurenemine, õite väljakasvude initsieerimine 13. Kirjeldage lühidalt õie tekke ABC mudelit, millised geenid on ABC geenideks müürloogas (Arabidopsis), mis on nende funktsiooniks. Muudatused igas nende geenis põhjustavad tüüpilise muudatuse õieosade asetuses. mRNA in situ hübridiseerimistehnika abil on võimalik jälgida nende geenide ekspresseerumist generatiivses meristeemis. Nende geenide poolt kodeeritud TF mõjutavad geenide sünteesi, mis määravad õieosade spetsiifikat. Nt AG kroonlehed asendavad tolmukad, AP2 viljalehed asendavad tupplehed. AG, IP, AP2, AP 3 homeobox geenid.
kui puhta toidulisandina. (Probleem omega-3-rasvhapetega, s.h. alfa-linoleenhape regulaarsel puhtalt tarvitamisel võib viia insuldini, sest toimib südame- ja ajuveresoontele erinevalt). Vitamiin E (antioksüdant) sisalduse tõstmine ja isovormide suhte parendamine maisis (alfa- tokoferool on aktiivsem, aga tavaliselt on 80% tokoferoolist gamma-vormis). Lõplik väljatöötamine ja turuletulek võtab veel aastaid (praegu on vitamiin E biosünteesi raja vastavad ensüümid viidud ainult Arabidopsis' esse). 10. Farmatseutiliste preparaatide tootmine taimedes kirjeldage vähemalt kolme näidet. Praegu toodetakse paljusid ravimeid rakukultuuris või fermenteris. Praegu on väljatöötamisel taimsed vaktsiinid (millest on palju juttu olnud). Hea taim selleks on banaan. Kliinilised katsetused käivad hepatiit B vaktsiini tootmisega salatis ja marutaudi vastase vaktsiini tootmisega spinatis. Arvatakse, et nende lõplikuks väljatöötamiseks kulub veel ainult 2-3 aastat.
Tänu ajaliste rütmide väljakujunemisele on suutnud organismid kohastuda öö ja päeva ning aastaaegade vaheldumisega. Ööpäevased rütmid võivad olla väga erinevad. Näiteks baobabi õied on päeval suletud ning avatud öösel, sest nende õisi tolmeldavad teatud nahkhiired. Ka seentel ja bakteritel on kirjeldatud rütme. Näiteks filamentse seene Neurospora aseksuaalsete spooride produtseerimine on rütmiline ja kontrollitud geeni frq (frequency) poolt. Taime Arabidopsis klorofülliga seonduvat valku kodeeriv geen avaldub päeval ning on väljalülitatud öösel. See rütm säilub ka siis, kui hoida taime konstantselt pimedas. Drosophila geen per. Drosophila X kromosoomis paikneb geen per (period), mis on funktsionaalselt ekvivalentne Neurospora geenile frq. Äädikakärbse käitumises täheldatakse 24- tunnist rütmi, mida nimetatakse tsirkaadseks rütmiks (lad. k. circa peaaegu; dies päev)
DNA restrikteeritakse, fragmendid lahutatakse geelelektroforeesil, kantakse filtrile ja hübridiseeritakse spetsiifilise radioaktiivse DNA prooviga. RFLP-d kasutatakse geneetilise markerina kromosoomide kaardistamisel. Samuti võimaldab RFLP analüüs hinnata, kas ristamisel saadud järglased on vanemtüüpi või rekombinantsed. juhul, kui on tegemist rekombinantidega, saab rekombinatsioonisageduse põhjal arvutada RFLP-de geneetilist distantsi. Sellist analüüsi on rakendatud näiteks taime Arabidopsis geneetilistes katsetes. RFLP markereid kasutatakse ka inimese kromosoomide kaardistamisel. Sel juhul on vaadeldud näiteks markerite segregeerumist suguvõsas. Markerite aheldumise alusel on koostatud kaardid. Nii esitati 1992. aastal esimene inimese kromosoomide RFLP-de kaart, mis baseerus 2000-l RFLP-l. Inimesel on kõige sobivamateks RFLP-deks osutunud lühikesed DNA järjestused, mis paiknevad tandeemsete kordustena. Nende koopiate arv on varieeruv, mistõttu neid
mutatsiooni, millest 50 100 on seotud haigustega (eelsoodumusega teatud haigustele). Eeldatavasti on 2011. a. lõpuks teada juba 30000 inimese genoomi järjestused. Praeguseks on sekveneeritud ka geneetikas mudelorganismidena kasutatavate organismide genoomid. Nii teame me DNA nukleotiidset järjestust bakteril E. coli, pärmil S. cerevisiae, nematoodil C. elegans, äädikakärbsel, hiirel, rotil, taimedest müürloogal Arabidopsis thaliana. 2 Genoomi primaarjärjestuse teadasaamine aitab oluliselt kaasa genoomi funktsioonide uurimisele. Mis funktsioon on ühel või teisel DNA järjestusel, selgub geneetilistest katsetest sama järjestuse mutantidega. Viimastel aastatel leiavad üha enam rakendust ka uued molekulaarsed meetodid, millest põgusalt tuleb juttu allpool. Globaalne geeniekspressiooni uurimine
2003. a. aprilliks, DNA kaksikheeliksi kirjeldamise 50-ndal aastapäevaks, esitas HGP inimese genoomi nukleotiidse järjestuse, kus 98% geene sisaldavatest aladest oli sekveneeritud 99,99%-lise täpsusega. Praeguseks on sekveneeritud paljude geneetikas mudelorganismidena kasutatavate organismide genoomid. Nii teame me DNA nukleotiidset järjestust bakteril E. coli, pärmil S. cerevisiae, nematoodil C. elegans, äädikakärbsel, hiirel, taimedest müürloogal Arabidopsis thaliana. 2004. a. aprillis teatati roti genoomi DNA järjestuse määramisest. Genoomi primaarjärjestuse teadasaamine aitab oluliselt kaasa genoomi funktsioonide uurimisele. Mis funktsioon on ühel või teisel DNA järjestusel, selgub geneetilistest katsetest sama järjestuse mutantidega. Viimastel aastatel leiavad üha enam rakendust ka uued molekulaarsed meetodid, millest põgusalt tuleb juttu allpool. Globaalne geeniekspressiooni uurimine
annaabi.ee 
