1. Milliseid RNA polümeraasi subühikuid peate transkriptsiooni aktivatsiooni regulatsiooni seisukohalt olulisteks? Selgitage. Aktivatsiooni seisukohalt olulised ja faktor. Eubakterite RNA polümeraas, suurusega 480 kDa, koosneb viiest subühikust. 2ßß` - apoensüüm - koosneb neljast subühikust ja on võimeline katalüüsima RNA sünteesi. ülesandeks on apoensüümi assambleerumine (N-terminus) ja interaktsioon TF-dega või promootori UP-elemendiga (C-terminus). Sageli on transkriptsiooni initsiatsiooniks vajalik ka spetsiifiliste TF-de olemasolu. Kui transkriptsiooni kontrolliv järjestus -35 on vaevu äratuntav on vajlikud transkriptsiooni aktivaatorid
Ei erista elusaid ja surnuid Mikroskoopimine toiduainetes ja rakke vaktsiinides Bakterite loetlemine Elusrakkude mitmesugustest Tundlik söötmekomponentidele loetlemine (kolooniate proovidest (toiduained, ja kasvatamistingimustele (1 kaudu) keskkonnaproovid, rakk ei võrdu alati 1 kolooniaga) laborikultuurid jne) Valguse neeldumise Bakterite arvukuse Kiire ja mugav meetod, kuid ei mõõtmine määramine suuda mõõta <107 rakku/ml mitmesugustest kohta 4 vedelikest sh söötmetest Bakterite arvukuse
GEEN, GENOOM JA KROMOSOOM 1. Prokarüootse geeni struktuur. Ei sisalda introneid. Operon. Prokarüootidel geneetilise ekspressiooni ühik, mis koosneb ühest või enamast geenist ning operaator- ja promootorjärjestusest, mis reguleerivad nende transkriptsiooni. Geenide klaster, mis moodustab bakteriaalse operoni, sisaldab ühe transkriptsiooniühiku, kuna ühelt promootorilt transkribeeritakse üks primaarne transkript. Teisiti öeldes on geenid ja transkriptsiooniühikud prokarüootides tihtipeale üksteisest eristatavad. 2. Prokrüootsed kromosoomid. Rõngaskromosoomid. Struktuur üks replikatsiooni alguspunkt, geenid organiseeritud operonidesse, suurus 160 000-12 200 000 aluspaari, pakituse tasemed tuuma pole, selle asemel on tuumapiirkond, kromosoom on superkeerdunud ning assotsieeritud polüamiinide ja madalmolekulaarsete aluseliste valkudega, mis võimaldavad DNAd tihedalt bakteriraku keskosas pakkida. 3
Molekulaarbioloogia dimensioon – 1 A – 300 A (üle 500 – rakubioloogia, alla 1 - biofüüsika) 1 A (ongström) = 10 -10 m 1nm = 10 A 2-ahelalise DNA läbimõõt – 20 A kovalentne side – 1,5 A globulaarse valgu d – 50 A dsDNA (double stranded) d – 50 A ribosoomide, valgumolekulide d – 200-300 A DNA aluspaaride vahe – 3,4 A vesiniksideme pikkus – 3 A nukleosoom – 60x110x110 A bakteri ribosoom – 200x200x230 A tuumapoorid – 120x120x75 A bakteriaalne RNA polümeraas – 90x90x60 A Molekulaarbioloogia põhidogma DNA↔ RNA →valk DNA sünteesitakse nii DNA kui RNA alusel! RNA-sõltuv DNA polümeraas – pöördtranskriptaas – revertaas – katalüüsib DNA sünteesi RNA matriitsilt, leiti algselt retroviirustelt. Dogma evolutsiooniline aspekt: looduslik valik toimub organismide mitte geenide tasemel. Valik toimub geeniproduktide tasemel. Ühte „head“ geeni võib ümbritseda „halvad“ geenid ja teda ei valita. Mutatsioonid toimuvad juhuslikult
jamoodustada paar A=T(U), G=C DNA kaksikheeliksi suur ja väike vagu- suur vagu 3,4nm, sisaldab 10 nukleotiidi ning vahemaa lämmastikalsute vahel DNA ahelas on väike vagu DNA replikatsiooni mehhanism. DNA replikatsiooni poolkonservatiivne mudel. DNA replikatsiooni alguspunkt- origin punktid, AT rikkad järjestused replikatsiooni mull- topoisomeraas on kaksikahela lahti keeranud, helikaas lõhub vesiniksidemed ja tekib replikatsiooni mull replikatsiooni kahvel- Replikatsioon toimub alguspunktist lähtuvalt kahes suunas, moodustub kaks Y-kujulist struktuuri. Matriitsahelad- Transkriptsioonil DNA-ahel, mida kopeeritakse komplementaarse RNA- ahela moodustamiseks. DNA sünteesi liider- ja viivisahel- Replikatsioon toimub alati 5´3´ suunas.Juhtiv ahel on 5´3´ suunaga ja DNA polümeraas kinnitub ning sünteesitakse uus ahel. Teisel ahela 3´5´ suunaga ei suuda polümeraas koheselt sünteesida. DNA replikatsioonil osalevad ensüümid
Sel juhul kandub elusrakkudesse surnud rakkudest vabanenud DNA. Transkriptsioon ümberkirjutamine, DNA ühe ahela alusel komplementaarse RNA molekuli süntees. Translatsioon mRNA põhjal ribosoomides valguahela sünteesimine ehk lihtsamalt öeldes valgu süntees. (RNA alusel valgu süntees tsütoplasmas paiknevatel ribosoomidel.) Translatsiooniprotsess loob geneetilise koodi ehk vastavuse mRNAde nukleotiidahelate ja valkude polüpeptiidahelate vahel. 2. Initsiatsioon prokarüootidel: transkriptsioon algab sellega, et protsessi läbiviiv ensüüm RNA polümeraas kinnitub struktuurgeenide ees asuvas promootoris sisalduvatele transkriptsiooni algussignaalidele. RNA polümeraas ei vaja transkriptsiooni initsiatsiooniks praimerjärjestust nagu seda vajas DNA polümeraas. Promootori piirkonnas, 10np transkriptsiooni alguspunktist eespool, on kindel järjestus TATAAT -, mis on tuntud Pribnow box'i nime all. Sellel järjestusel kinnitub RNA polümeraas DNA-le ja oletatakse, et selles
X kromosoom on suur ning seal on mitmeid regulatoorseid geene, millest paljud on essentsiaalsed eluks. Y kromosoomil on aga vähe kodeerivaid geene, millest ükski pole essentsiaalne. Seepärast on X kromosoom vajalik kõikidele inimestele, mitte ainult naistele. Kuid naised ei saaks funktsioneerida, kui neil oleks topelt valke, mis tehtud kokku kahe X kromosoomi poolt, seega tuleb üks X kromosoom inaktiveerida (seda tehakse varases embrüogeneesis). Iga rakk valib ise juhuslikult, kumb X kromosoom inaktiveeritakse. Tihedalt kokku pakitud inaktiivses olekus X kromosoom on Barri kehake. Avaldumine fenotüübis – kuna nad sisaldavad võrdsel hulgal mõlemat tüüpi rakke – olles seetõttu X kromosoomi suhtes geneetilised mosaiigid, on nt emane, kes on heterosügootne mingi x-liitelise geeni suhtes võib omada kahte erinevat fenotüüpi – kass on ühest kohast valge ühest must ja ühest punane. 12
Selliseid molekule kutsutakse optilisteks või stereoisomeerideks. Enamik molekule rakus koosnevad vähemalt ühest asümmeetrilisest süsiniku aatomist, mida kutsutakse ka kiraalseks süsiniku aatomiks. Looduses on kõik suhkrud D-isomeerid ja kõik aminohapped L-isomeerid. D-L süsteemi aluseks on glütseeraldehüüdi paigutus (2C OH paremal/vasakul). Ravimitööstus peab õigete ravimite tootmiseks arvestama ka kiraalsusi ja kasutama looduslikke, sest muidu ravim ei toimi. 5. Eukarüootne replikatsioon. Mehanism ja läbiviivad ensüümid. Replikatsiooni mehhanism pärineb peamiselt viiruse SV40 replikatsiooni uurimisest. Replikatsioon algab järjestusest, mida kutsutakse origin'iks, igas DNA-s on neid palju. DNA polümeraasid ei saa DNA-ahelat lahti keerata.
1 MOLEKULAAR- JA RAKUBIOLOOGIA | YTM0011 II KONTROLLTÖÖ KORDAMISKÜSIMUSED | MIHKEL HEINMAA TTÜ YAGB31 | 08/10/10 TRANSKRIPTSIOON JA GEENI REGULATSIOON 1. Missuguseid geneetilise infovahetuse protsesse tähistavad a) transformatsioon, 2) transkriptsioon 3) translatsioon. Transformatsioon on geneetilise info ülekandumine ühest bakterirakust teise rakust isoleeritud DNA abil. Transkriptsioon ehk RNA süntees on DNA ühe ahela (matriitsahel) alusel komplementaarse RNA ahela süntees. Translatsioon on mRNA põhjal ribosoomides valguahela süntees. 2. Võrdle transkriptsiooni initsiatsiooni protsesse prokarüootidel ja eukarüootidel. Prokarüoodi transkriptsiooni initsiatsioon: RNA polümeraas seondub ühega paljudest spetsiifilistes tranksriptsiooni
polymerase and DNA ligase. Mahajääval ahelal on ahela väikese lõigu ühes otsas RNA praimer ja lõigu teises otsas sünteesib DNA primaas (mis on sisuliselt RNA polümeraas) samuti uue RNA praimeri. DNA plümeraas lisandub uuele RNA praimerile ning sünteesib okazaki fragmendi, kuni vana RNA praimerini, siis eksonukleaasidega eemaldatakse RNA praimer ning asendatakse okazakiga. RNA primer sünteesitakse DNA primaasi poolt (see on oma olemuselt RNA polümeraas). DNA polümeraas lisandub RNA praimerile, et sünteesida okazaki fragment. Mahajääval ahelal liigub replikatsiooni kahvel 5'--- 3'suunal seepärast peabki toimuma süntees katkendlikult * DNA polümeraasi ja klambervalgu seostumine ja vabanemine viivisahelal (Liug)klamber hoiab DNA polümeraasi kopeeritava ahelaga tugevalt seotuna ning ei lase sel dissotseeruda ehk eralduda. Klambri asetab DNA-le libiseva klambri laadija, valgukompleks, mis katalüüsib
(BIOMOLEKULID ainult ELUSlooduses). Esmane organiseerituse tase. Kõikjal, kus on elu, esinevad biomolekulid: sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped. - ORGANELLI tase – (molekulaarne) rakubioloogia. Uuritakse raku organelle: tuum, ribosoomid, mitokondrid jne. Kui need rakkudest eraldada, ei kanna nad enam elu tunnuseid. Organellide koostööst tulenevad rakkude omadused. - RAKU tase – rakubioloogia. Rakk on elu esmane organiseerituse tase, kus ilmnevad kõik elu omadused. - KOE tase - histoloogia, arengubioloogia/embrüoloogia. Inimesel põhikoed: epiteel-, lihas-, närvi- ja sidekude. Rakkude ehitus ja talitlus on kooskõlas vastavate kudede ja organite talitlusega. Sarnase ehituse ja talitlusega rakud moodustavadki koe. - ELUNDI tase – ERI KOED (Tissues) moodustavad ELUNDID e. ORGANEID (anatoomia, füsioloogia). Organitest moodustuvad ELUNDKONNAD e
(BIOMOLEKULID ainult ELUSlooduses). Esmane organiseerituse tase. Kõikjal, kus on elu, esinevad biomolekulid: sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped. - ORGANELLI tase (molekulaarne) rakubioloogia. Uuritakse raku organelle: tuum, ribosoomid, mitokondrid jne. Kui need rakkudest eraldada, ei kanna nad enam elu tunnuseid. Organellide koostööst tulenevad rakkude omadused. - RAKU tase rakubioloogia. Rakk on elu esmane organiseerituse tase, kus ilmnevad kõik elu omadused. - KOE tase - histoloogia, arengubioloogia/embrüoloogia. Inimesel põhikoed: epiteel-, lihas-, närvi- ja sidekude. Rakkude ehitus ja talitlus on kooskõlas vastavate kudede ja organite talitlusega. Sarnase ehituse ja talitlusega rakud moodustavadki koe. - ELUNDI tase ERI KOED (Tissues) moodustavad ELUNDID e. ORGANEID (anatoomia, füsioloogia). Organitest moodustuvad ELUNDKONNAD e
Geneetika tänapäeval: rekombinantse DNA tehnoloogia; genoomide sekveneerimine; globaalne geeniekspressiooni uurimine, geenikiibid. Kaasaegse geneetika rakendusalad; geneetika ja meditsiin (haigust põhjustavad mutatsioonid geenides, geeniteraapia, molekulaarne diagnostika); geneetika kaasaegses põllumajanduses; organismide kloonimine. Geneetika väärkasutused: eugeenika; lõssenkism. 2. Reproduktsioon kui pärilikkuse alus. Rakk kui elusorganismi ehituskivi. Eukarüootne ja prokarüootne rakk Kromosoomid. Rakutsükkel, selle toimumist mõjutavad kontrollpunktid. Raku jagunemine mitoosi teel. Raku jagunemine meioosi teel. Meioosi häired. Meioosi evolutsiooniline tähtsus. Gameetide moodustumine erinevatel organismidel: oogenees; spermatogenees; sugurakkude moodustumine taimedel. 3. Mendelism: pärilikkuse üldprintsiibid. Monohübriidne ristamine dominantsuse ja lahknemise
põhjustavad haigusi – tsüstiline fibroos (kahjustab organite epideelrakkude ioonkanaleid ning tekib limakiht + põletik), Huntingtoni tõbi (neuronid hakavad surema liigutuste kehvenev koordineerimine), fragiilne X (tugev alaareng), Alzheimeri tõbi (ei ole alati seotud geenmutatsioonidega; ilmneb dementsus ja haige ei tunne enam inimesi ära), rinnavähk + südame veresoonkonna haigused (2 geeni – BRCA, BRCA2 – tõstavad oluliselt riski; need geenid on seotud DNA reparatsioonidega). Lisaks uuritakse komplekseid tunnuseid (geenid + keskkond) isiksuse omadused, vaimsed võimed, alkoholism, skisofreenia, maniakaalne depressiivsus, homoseksuaalsus (?). Kaksikute meetod uurida ühemunakaksikuid erinevates keskkonna tingimustes. 2. Kaasaegse geneetika rakendusalad põllumajanduses. Transgeensed organismid. Organismi kloonimine. GMO ehk geneetiliselt muundatud organismid (teatud tunnuste uuendamine)
Kõikjal, kus on elu, esinevad biomolekulid: sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped. 2) ORGANELLI tase – (molekulaarne) rakubioloogia. Uuritakse raku organelle: tuum, ribosoomid, mitokondrid, lüsoosoomid jne. Kui need rakkudest eraldada, ei kanna nad enam elu tunnuseid. Organellide koostööst tulenevad rakkude omadused. 3) 3)RAKU tase – rakubioloogia, tsütoloogia. Uuritakse nii eukarüootseid kui ka prokarüootseid rakke. Rakk on elu esmane organiseerituse tase, kus ilmnevad kõik elu omadused. 4) KOE tase - histoloogia, arengubioloogia/embrüoloogia. Inimesel põhikoed: epiteel-, lihas-, närvi- ja sidekude. Taimede koed: tugi-, juht- katte, põhikude). Rakkude ehitus ja talitlus on kooskõlas vastavate kudede ja organite talitlusega. Sarnase ehituse ja talitlusega rakud moodustavadki koe. 5) ELUNDI tase – ERI KOED moodustavad ELUNDID e. ORGANEID (anatoomia,
Koplementaarsus ja antiparalleelsus- 5´ 3´ Sekundaarstruktuur- iga ahela täispööre e suur vagu(10 nukleotiidi), vahemaa N-aluste vahel e. väike vagu. RNA- ribonukeliinhape, viib läbi valkude sünteesi, geneetilised regulatsiooni protsessid RNA-analüüsi kasutatakse diagnostikas palju vähem, kuna RNA on palju ebastabiilsem (nii säilitamise, kui analüüsi suhtes). Vajadusel (RNA-viiruste analüüs) kasutatakse näiteks revertaasi polümeraas mis sünteesib RNA pealt DNA. Valgud- koosnevad ah, nende kaudu jõuab pärilik info tunnustesse Replikatsioon, transkriptsioon, translatsioon- matriitssüsteemireaktsioonid Nukleosiid- suhkur + lämmastikalus Nukleotiid- suhkur+ lämmastikalus+ fosfaatrühm ( lisaks nukleiinhappe mood. On teisi ül: ATP, koensüümide koostises- CoA, signaalmolekul-cAMP Nukleiinhape- tekib kui nukleotiidid seostuvad omavahel fosfodiestersildadega.
1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. MEDITSIIN Geneetilised uuringud on alati olnud suures ulatuses seotud meditsiiniga ja nende eesmärgiks on olnud meditsiiniprobleemide lahendamine. Need uuringud on võimaldanud leida viise võitluses nakkushaigustega ning kindlaks teha geene, mis on otsustavad pärilike haiguste tekkel. Geneetikute töö tulemuseks on ka efektiivselt töötavad vaktsiinid. 1. Molekulaarne diagnostika ehk teha kindlaks geenid, mis on otsustavad pärilike haiguste tekkel. Molekulaarsete diagnostikameetoditega on võimalik tuvastada haigusi põhjustavaid mutantseid geene. See aitab leida optimaalseid ravivõimalusi. Nt alpaktonuuria on perekonniti päranduv, lisaks huntingtoni tõbi, tsüstiline fibroos. 2. Geeniteraapia rakendamine. Geeni defekt kompenseeritakse uue, funktsionaalse geeni rakku viimisega. Nt immuunpuudulikkuse ja tsüstilise fibroosi korral. Terve geen viiakse organismi lisaks
Ka geeni definitsioon on alates Mendeli poolt kasutatud "pärilikkuse ühikust" (siis veel terminit "geen" ei tuntudki) pidevalt täiustunud. Geneetika rakendus kaasajal Geneetiline informatsioon on salvestatud DNA nukleotiidses järjestuses ja kandub raku jagunemisel tütarrakkudesse geneetilise informatsiooni kandjate kromosoomide duplitseerumise tulemusena. Enne raku jagunemist kaheks tütarrakuks toimub rakus DNA süntees DNA replikatsioon, mille tulemusena saadakse igast algsest DNA molekulist koopia. Geenide avaldumine realiseerub informatsiooni edastamise teel DNA nukleotiidselt järjestuselt valkude aminohappelisse järjestusse. Esmalt kandub geneetiline informatsioon DNA-lt RNA-le vastavat protsessi nimetatakse transkriptsiooniks. RNA molekulide nukleotiidses järjestuses salvestatud informatsiooni põhjal toimub valkude süntees translatsioon. Seega liigub geneetiline informatsioon DNA-lt RNA-le ja RNA-lt valgule
Ümbritsetud kahekordse membraaniga nn tuumaümbrisega. Välimine membraan on sageli seotud ER membraaniga ja kahe membraani vaheline ruum on ER luumeni jätkuks. Tuumamembraanid koosnevad lipiidsest kaksikkihist, milles esinevad teatud tüüpi valgud. Tuumas on eristatav tuumakese piirkond. Tuuma sisemist osa, mis ei ole tuumake, nimetatakse nukleo- e. karüoplasmaks. Tuuma struktuur ja koostis on määratud tuuma funktsioonidega. Tuumas paikneb DNA ja toimub DNA replikatsioon. Tuumas paikneval DNA-l sünteesitakse mRNA, tRNA, rRNA, samuti toimub tuumas ribosoomide subühikute teke. mRNA, tRNA ja ribosoomide subühikud peavad liikuma tuumast tsütoplasmasse. Tsütoplasmast tuuma peavad liikuma tsütoplasmas sünteesitud valgud (histoonid, regulaatorvalgud, DNA ja RNA polümeraasid jt) Seega läbi tuuma membraani peavad liikuma kõrgmolekulaarsed ühendid ja tuuma membraan peab omama transpordiks sobivaid struktuure
Ekspressiivsus kirjeldab geeni fenotüübilise avaldumise taset. Kandilise lõuaga Hapsburgid, lobe mutatsiooniga sagaralise silmakujuga äädikakärbsed.. Mittetäielikku penetrantsust või erinevad ekspressiivsust mõjutab tunnuste komplekssus konkreetne fenotüüp võib olla seotud mitme erineva geeni avaldumisega. 11. Mõisted epistaas ja pleiotroopsus. Tooge mõni näide. Epistaas ühe geeni takistav, pärssiv või varjutav toime teise geeni avaldumisele. Need geenid mida allutatakse on hüpostaatilised. Kui epistaatilise geeni ainsaks avaldumisviisiks on teise geeni pärssimine, nimetatakse teda inhibiitor- või supressorgeeniks. Äädikakärbeste mutatsioon white (põhjustab valget silmavärvust) on epistaatiline mutatsiooni cinnabar suhtes. Ehk mõlema homosügootsel avaldumisel on kärbse silmad ikka valged. Pleiotroopsus geen mõjutab samaaegselt erinevaid tunnuseid. Mitme patogeense tunnuse koos avaldumine on sündroom
20. Sajandi teine pool USA sisserännupoliitika, eelistati Põhja-Eurooplasi. Juutide ja mustlaste tapmine natside ja venelaste poolt. Nõukogude Liidus keelas Stalin geneetika ja tehti ka muud mittekasulikku, nt kasvatati Eestis maisi. 4. Võrrelge eukarüootset ja prokarüootset genoomi. Eukarüootsel on 3-30 korda suurem genoom. Prokarüootse DNA on haploidne, koosneb ühest kromosoomist, tavaliselt rõnga kujuline, seal pole introneid, geenid on tihedamalt kokku pakitud kuid neid on vähem, tihti kodeerivad ühist tunnust geenid koos. 5. Võrrelge raku jagunemist mitoosi ja meioosi teel. Mitoos Profaas kromosoomid lühenevad ja paksenevad Metafaas kromosoomid joonduvad paaridena tsentrisse Anafaas tsentromeerid eralduvad, muutudes õdekromatiidideks, liigvad poolustele Telofaas kromosoomid dekondenseeruvad, tsütokinees (raku lõplik
Geenitehnoloogia eksam 1. Suhkrute lühiiseloomustus. Süsivesikud=sahhariidid. On orgaanilised ühendid, mille koostises esinevad süsinik, vesinik ja hapnik. Süsivesikud säilitavad rakusiseselt keemilist energiat. Rakk saab energiat suhkrumolekulide lagunemisel lihtsateks ühenditeks, aeroobidel veeks ja süsihappegaasiks. I Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud on madalamolekulaarsed ühendid, milles süsinike arv on enamasti kolmest kuueni- riboos ja desoküriboos (5 süsinikulised). Glükoos ehk viinamarjasuhkur- kiire energiaallikas, näitab veresuhkrutaset. Funktsioon- energeetiline, DNAs ja RNAs ehituslik (6 süsinikuline). Rohelistes taimedes moodustub glükoos fotosünteesi
Bakterid ja arhed. Ainuraksed, taimed, seened, loomad. 5. Raku tuum ja tuumamembraan Tuum on geneetiline komponent, mis koosneb tuumakattest ja karüoplasmast e tuumaplasmast, mis sisaldab kromatiinainet, millest moodustuvad kromosoomid. Kromosoomid koosnevad põhiliselt DNAst ja valkudest. Tuumas toimuvad DNA replikatsioon, geenide regulatsioon ja transkriptsioon. Enamik DNAst on rakutuumas kromatiini kujul. Kaetud tuumamembraaniga, milles on tuumapoorid. Aktiivsetel rakkudel moodustunud RNA rikas ala – tuumake, nukleool. Tuumaskelett toetab tuuma struktuuri. Tuumas on palju struktuure, mille kohta ei ole piisavalt informatsiooni: PML kehad, Cajal kehad, splaisingu speklid. Tuumaümbrise e tuumakatte moodustavad välismembraan ja sisemembraan ning nende vahele jääv perinukleaarruum. Tuumaümbrises paiknevad poorid, läbi nende toimub
substraadina. Ribosoomi subühikute vahele jääb põhiline aktiivtsenter, mis moodustab tRNA'de sidumiskohad: · A-saiti seondub aminoatsüül-tRNA - paikneb nii väiksemal kui suuremal subühikul. · P-saiti seondub peptidüül-tRNA. · E-sait on deatsüleeritud tRNA spetsiifiline. TRANSKRIPTSIOON on matriitssüntees, mille käigus sünteesitakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul. Transkriptsioon toimub eukarüootidel tuumas, prokarüootidel tsütoplasmas. Prokarüoodi transkriptsiooni initsiatsioon: RNA polümeraas seondub ühega paljudest spetsiifilistes tranksriptsiooni faktoritest (-faktor) moodustades holoensüümi. Saab seonduda promootor-piirkonnaga DNA'l. -35 -10 regioon sisaldab prokarüootset promootorit.. Selles staadiumis DNA on kaksikheeliks. DNA põimub lahti üksikahelaks initsiatsiooni saidi lähedal. RNA-
*Tuumamembraanis on tuumapoorid, mis reguleerivad ainete liikumist tuuma ja tsütoplasma vahel. *Kõiki rakutuumas paiknevaid kromosoome kokku nim kromatiiniks ning selle kokkupakituse tase muutub rakutsükli käigus. *Tuumas on ka üks või mitu tuumakest. Neis sünteesitakse ribosoomi-RNAd, samuti moodustuvad seal ribosoomid. *Inimesel on rakus 46 kromosoomi v.a. sugurakkudes. *Peale tuuma sisaldavad väikesel hulgal DNAd ka mitokondrid ja taimede kloroplastid. DNA JA RNA SÜNTEES DNA replikatsioon protsess, mille käigus kopeeritakse DNA-molekul Transkriptsioon protsess, mille käigus DNAs paikneva info põhjal sünteesitakse RNA-ahel Ensüümid valgud, mis katalüüsivad keemilisi reaktsioone rakus (muudavad reaktsiooni kiirust või võimaldavad reaktsioonil toimuda sobimatuses tingimustes, nt madalama temp-ga kui muidu) Helikaas ensüüm, mis katkestab kahe DNA-ahela vahelised vesiniksidemed ja kerib DNA-kaksikheeliksi lahti.
2. Kaasaegse geneetika rakendusalad põllumajanduses. Transgeensed organismid. Organismi kloonimine. Põllumajanduses rakendadakse geneetika teadmisi taimesortide ja loomatõugude aretuses. Transgeensed taimed on suuremad, viljakamad, vastupidavamad, säilivad paremini jne. Transgeenseid loomi on loodud ravimite tootmiseks – nt. kasvuhormooni tootev piimalehm. Transgeensed bakterid toodavad insuliini. Kloonimiseks võetakse somaatiline rakk ja siirdatakse see munarakku, millest on tuum eemaldatud. Tekib doonoriga geneetiliselt identne isend. Kloonimist rakendatakse lemmikloomade paljundamiseks – see on suur äri. Tulevikus kasutatakse ka transgeensete loomade paljundamiseks ja inimse tüvirakkude tootmiseks. 3. Geneetika väärkasutused. Eugeenika e. tõutervishoid seisneb paremate tõuomadustega indiviidide paljunemise soodustamises
DNA + valgud =kromosoomid. RNA ehitus: 1) RNA esmane struktuur - primaarstruktuur. Nukleotiidijääkide hulk ja järjestus RNAs. Tekib sünteesijärgselt. 2) Teisene struktuur. Molekul, milles üksikahelalised lõigud vahelduvad kaksikahelaliste lõikudega. Omavahel paarduvad (tRNA) RNA on ebastabiilne, et seda saaks vajaduse korral lagundada. See võimaldab rakul kasutada uusi RNA järgi sünteesitud valke. Ilma selleta ei oleks rakk võimeline kiiresti reageerima väliskeskkonnast tulenevatele signaalidele. 5.Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel: Peamisteks erinevusteks on 3, 1 ja 4 Tunnus DNA RNA 1)monomeer desoksüribonukleotiid ribonukleotiid 2)pentoos desoksüriboos riboos 3)N-alused A=T, G=C A=U, G=C
antakse üle ühe kindla determinandiga, millised omavahel kombineeruvad. 1. F1 oli alati sarnane ühe vanema tunnusega. 2. F2 ilmus välja F1 põlvkonnas kadunud tunnus, küll madala sagedusega, kuid alati 1:3. "Mendeli lahknemise printsiip": Retsessiivsed tunnused kahe erineva homosügootse isendi ristamisel ilmuvad alles teises põlvkonnas ja alati sarnase sagedusega Kaasaegne sõnastus lahknemise printsiibile: Gameetide küpsemisel geenid lookuses lahknevad ja kumbki neist paigutub ühte gameeti. Erinevate kromosoomide geenid on gameetide küpsemisel üksteisest sõltumatud. Trihübriidne ristamine: Kolm sõltumatut tunnuspaari. Tulemused: 8 erinevat gameeti annavad 64 kombinatsiooni, 27 erinevat genotüüpi, 8 eri fenotüüpi (2 x 2 x 2). Statistiline fenotüüpide suhe = 27:9:9:9:3:3:3:1. Metsik alleel populatsioonis enim levinud alleel. Mendeli seadused kokkuvõtvalt:
DNA + valgud =kromosoomid. RNA ehitus: 1) RNA esmane struktuur - primaarstruktuur. Nukleotiidijääkide hulk ja järjestus RNAs. Tekib sünteesijärgselt. 2) Teisane struktuur. Molekul, milles üksikahelalised lõigud vahelduvad kaksikahelaliste lõikudega. Omavahel paarduvad (tRNA) RNA on ebastabiilne, et seda saaks vajaduse korral lagundada. See võimaldab rakul kasutada uute RNA järgi sünteesitud valke. Ilma selleta ei oleks rakk võimeline kiiresti vastata väliskeskkonnast telenevatele signaalidele. 5. Nukleotiidid on kolmekomponendilised süsteemid, mis koosnevad: 1. 5C suhkrust ehk pentoosist 2. N-alusest 3. ühest või mitmest fosforhappe jäägist Biofunktsioonid 1. kolme fosforhappe jäägiga nukleotiidid osalevad energiasalvestamises (ATP ja GTP osalevad energia salvestamises, neil on makroergilised sidemed) 2
Terminaator- koodonid tuntakse ära terminatsioonifaktorite poolt (release factor, RF) poolt: RF1 tunneb ära UAA ja UAG koodonid. RF2 tunneb ära UAA ja UGA koodonid. Need faktorid käivitavad peptidüül- RNA-s asuva estersideme hüdrolüüsi ja vabastavad sellega sünteesitud valgu ribosoomi küljest. Kolmas factor RF3 , katalüüsib RF1 ja RF2 vabanemist peale terminatsiooniprotsessi. NB! 1. Prokarüootses rakus on transkriptsioon ja translatsioon sageli samaaegsed. 2. Prokarüootses rakus ei ole AUG ainus initsiatoorne koodon (ca ¼ juhtudel on selleks GUG või UUG), kuid initsiatoorseks aminohappeks on alati fMet ( ja vastavalt tRNA). 3. Prokarüootses rakus ei sõltu translatsiooni mRNA 5’ otsast. , st transleeritakse ka polütsistroonseid maatrikseid. Translatsioon ja selle regulatsioon: MS2 Leviviridae esindajate geeniekspressioon on väga hästi reguleeritud:
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 rakus sünteesib DNA polümeraas.
jne). Negatiivne vastuvõtt eugeenikale, palju on tõmmatud paralleele rassihügieeni ideega. + Kloonimise eetika. 4. Võrrelge eukarüootset ja prokarüootset genoomi. Eeltuumsed e prokarüoodid (ainult bakterid) vs päristuumsed e eukarüoodid. Prokarüootidel puudub rakutuum, mistõttu paikneb geneetiline info tsütoplasmas nukleoidis. DNA on küll kokku pakitud, ent mitte nii tihedalt kui eukarüootsetel organismidel. Eukarüootsetes rakkudes on transkriptsioon ja valgusüntees üksteisest lahus (RNA süntees rakutuumas, valgusüntees tsütoplasmas ribosoomides), prokarüootsetes praktiliselt koos, kuna tuum pole membraaniga eraldatud. Prokarüootsetes rakkudes on reeglina üks kromosoom (paljude bakterite puhul rõngaskromosoom), eukarüootidel mitu (need on enamasti ka suuremad ja keerukama ehitusega). Eukarüootide genoom on namasti diploidne, st kromosoomid on topelt (kehtib
Klassikaline geneetika kuulutati ebateaduseks ning Mendeli õpetuse pooldajad sattusid vanglasse. 4. Võrrelge eukarüootset ja prokarüootset genoomi. Prokarüoot Eukarüoot Haploidne genoom Diploidne genoom Üks kaheahelaline DNA rõngasmolekul Mitu (varieerub liigiti) lineaarset kromosoomi Tuum puudub, kromosoom lihtsalt tuumapiirkonnas Tuum ümbritsetud membraaniga Info transkriptsioon ja avaldumine toimub samas Transkriptsioon ja translatsioon toimuvad eri aegadel kohas ja kohtades DNA enamasti pidev (organiseerunud operonidesse) DNA katkendlik (jaotunud introniteks ja eksoniteks) 5. Võrrelge raku jagunemist mitoosi ja meioosi teel. Mitoos Meioos Moodustub 2 uut diploidset rakku. Moodustub 4 uut haploidset rakku. Ei toimu kromosoomide ristsiiret
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
