6. Kuidas toimub organismides nukleiinhapete süntees? Lämmastikaluste komplementaarsus? 7. Kirjeldage nukleiinhapete- DNA ja RNA primaar- ja sekundaarstruktuure. Mille poolest erineb RNA sekundaarstruktuur DNA sekundaarstruktuurist? 8. Mis on DNA- polümeraas, RNA- polümeraas, nukleaasid? Kuidas on need seotud nukleiinhapetega? 9. DNA ülesanded organismis? 10. RNA molekulide jaotus ja nende ülesanded organismis? 11. Millised tegurid võivad denatureerida DNA-d? Mis võivad olla tagajärgedeks? 12. Mis on ,,DNA analüüs" ja mis eesmärkidel seda kasutatakse? VASTUSED 1. Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Eristatakse kahte tüüpi nukleiinhappeid: desoksüribonukleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA) 2. Nukleiinhapped koosnevad viiesüsinikulisest suhkrust (desoksüriboosist, riboosist), lämmastikalusest ja fosfaatrühmast 3. 4
Gloobul allub kergesti keskkonna tingimustele – ph, t, soolsus. Gloobulid on enamasti vees lahustuvad.) Kui omavahel ühinevad 2 või enam polüpeptiidi, moodustub valk, mille puhul räägitakse neljandat järku struktuurist(kvarternaarstruktuur). Kuidas muutub valkude struktuur? Kui valgulahust kuumutada, siis soojusenergia toimel nõrgad keemilised sidemed katkevad. Kaotab kolmandat/teist järku struktuuri – nähtuse nim. denaturatsioon. Valke võivad denatureerida ka mehhaanilised tegurid, happed, raskemetallid, ioniseeriv ja uvkiirgus. Denaturatsioonil ei hävine ainult peptiidsidemed sp. säilitab ka oma esmase struktuuri. Organismides lagundatakse valgu molekulid aminohapeteks vastavate ensüümide toimel. Renaturatsioon – pöördprotsess. Valkude funktsioonid *Kõik biokeemilised reaktsioonid on juhitud valguliste ensüümide abil *Ensüümide toime on väga spetsiifiline – pea iga reaktsiooni jaoks on oma ensüüm Ehituslik funktsioon
On keraja kujuga ja nim on gloobul.*kõigil valkudel globulaarset 3 järk str ei moods ja nad jäävad väljavenitatud niitjateks.*4 järk str on kui ühinevad omavahel 2 või enam polüpeptiidimmoodustutb valk.*valgu kompleksi nukleiinhappega nim nukleoproteiiniks.valk strk muut *valgulahustit kuumut siis soojusenerg toimel nõrgad keemili sidemed katkevad.selle tulemusena kaotab valk esmalt 3 ja siis 2 järku struk.Sellist nähtust nim denaturatsiooniks.*valke võivad veel denatureerida mehaan tegurid:happed,raskmetallid,ioniseeriv/ultraviolettkiir jne.*selle käigus häviv kõrgema järk stru,peptiidsidemed ei katke.*organismis lagundatakse valgu mol aminohapeteks vastavate ensüümide toimel.*Renaturatsioon-denaturatsiooni pöördeprotsess.toimub siis kui dena-vate tegurite mõju pole veel lõpslikult lagunenud. Valku ül.*Biokeemiliste reakts kiirust reguleerivad valgud,nim ansüümideks.neid iseloom kõrge spetsiifilisus,sest iga reakts juhib oma ensüüm
keerdumisel. Enamasti on see keraja kujuga ning kannab gloobuli nimetust. Valgu neljandat järku struktuur (kvarternaarstruktuur) tekib siis, kui omavahel ühinevad kaks või enam polüpeptiidi. · Denaturatsioon on nähtus kui valgulahuse kuumutamisel soojusenergia nõrgad keemilised sidemed katkevad ning selle tulemusena kaotab valk esmalt kolmandat ning seejärel teist struktuuri. Lisaks kõrgele temperatuurile võivad valke denatureerida mehhaanilised tegurid, happed, raskmetallid, ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus jm. · Renaturatsioon denaturatsiooni pöördprotsess. · Ensüümideks nimetatakse valke, mis reguleerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust. · Valkudel on ensümaatiline, ehituslik, transport-, retseptor-, liikumis-, energeetiline regulaatoorne ning kaitsefunktsioonid. · AIDS omandatud immuunpuudulikkuse sündroom, mida põhjustab viirus HIV. HIV
· Loksutakse · Kirjeldame muutusi Tulemuste analüüs ja kokkuvõte: HNO3 lisamisel tekkis sade.(valk denatureerib) Soojendamisel värv muutus kollaseks. NH4OH lisamise tulemuseks värv muutus oranziks, järelikult munavalk sisaldab aromaatse tuuma sisaldavad valgud (Tyr, Trp, Phe), mis nitreeritakse HNO3-ga ja teenivad indikatorina muutudes oranziks leeliselises keskonnas. töö on teostatud õigesti. Lisaks sellele nüüd tean, et HNO3 võib denatureerida valku ja nitreerima aromaatse tuuma. 1.1.3 Milloni reaktsioon Teoreetilised alused: Läbiviimiseks kasutatakse Milloni reaktiivi. Milloni reaktiiviga reageerivad fenoolset hüdroksüülrühma sisaldavad ühendid, seega valkude puhul Tyr-radikaalid. Suurem osa valkudest annab positiivset reaktsiooni Valgu lahus muutub roosaks kuni tumepunaseks. Töö käik: · Kaks katseklaasi
Valkude omadused: 1) kõrgmolekulaarsus: vabalt membraane valgud ei läbi. Urniini analüside puhul kontrollitakse, kas uriinis on valku, kui on, siis on põletik või muu haigusnäht. 2) Laeng tuleb aminohapete radikaalide laengutest, mis annavad valgule summaarse laengu. 3) Denatureeruvus valgu kõrgemat järku struktuuride kadumine, alles jääb primaarstruktuur. a) organismi omastest teguritest põhjustatud. (esimesel kohal). Palavik-et denatureerida vaigust tekitavad valgud. Toiduvalgud mao soolhappe toimel. b) organismi välised tugevatoimelised faktorid: kiirgused, happed/alused, vibratsioon, temperatuurid. Denaturatsioon võib olla pöördumatu. Muna keetmine, praadimine, vahustamine. Pöörduvad denaturatsioonid esialgne molekul taastub: keele maitsetundlikkuse taastumise (retseptorvalkude renaturatsioon). Denaturatsiooni käigus kaob ka valkude veesiduvusvõime.
Kui omavahel ühinevad kaks või enam polüpeptiidi, moodustub valk, mille puhul räägitakse kvaternaanstruktuurist (nt Hgb). Denaturatsioon. Kui valgulahust kuumutada, siis soojusenergia toimel nõrgad keemilised sidemed katkevad. Selle tulemusena kaotab valk esmalt kolmandat ja seejärel teist järku struktuuri. Lisaks kõrgele temperatuurile võivad valke denatureerida mehhaanilised tegurid munavalge vahustamine, kontsentreeritud lämmastikhape, elavhõbe, ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus jm. Denaturatsioonil hävivad üksnes valgu kõrgemat järku struktuurid, kuid peptiidsidemed ei katke. Säilib esmane struktuur. Denatureeriva teguri mõju lakates võib valgu sekundaar ja tertsiaarstruktuur taastuda. Renaturatsioon. Toimub enamasti vaid siis, kui denatureerivate tegurite mõju pole olnud liiga suur ja
Seda struktuuri stabiliseerivad mitmesugused keemilised sidemed. Kui omavahel ühinevad kaks või enam polüpeptiidi, moodustub valk, mille puhul räägitakse neljandat järku struktuurist (kvaternaarstruktuur). Kui valgulahust kuumutada, siis soojusenergia toimel nõrgad keemilised sidemed katkevad. Selle tulemusena hakkab valk kaotama esmalt kolmandat ja seejärel teist järku struktuuri. Sellist nähtust nimetatakse denaturatsiooniks. Lisaks temperatuurile võivad vale denatureerida mehaanilised tegurid (näiteks munavalge vahustamine), happed (kontsentreeritud lämmastikhape), raskemetallid (elavhõbe), ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus jm. Valk võib nende toimel kaotada oma ruumilised struktuurid nii katseklaasis kui ka rakkudes. Denaturatsioonil hävinevad üksnes valgu kõrgemat järku struktuurid, kuid peptiidsidemed ei katke (seetõttu jääb peptiidside püsima ja säilib valgu esmane struktuur). Organismides lagundatakse valgu molekulid
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 kohas avatakse DNA kaksikahel nii, et DNA matriitsahelal oleks võimalik seostuda RNA nukleotiidiga. Kuna pribnow box'i ala on A : T paaride rikas, on seal kergem ahelaid denatureerida. Transkriptsiooni alguspunkt on tähistatud ühega pürimidiinalustest, kas T või C-ga. Initsiatsioon eukarüootidel: siin osalevad teatavad promootorpiirkonna elemendid, kuhu seonduvad transkriptsioonifaktorid ja mis osalevad ka regulatsioonil. Promootori elemendid: TATA, CAAT ja GC box'id. Peale transkriptsioonifaktorite seondumist promootorile, millest tähtsaim on TATA-box'i seonduv valk TFIID ehk TATA-seonduv valk, seondub trans-
Kloreerimisel mikroorganisme ei hävita mitte kloor vaid hapnik, mis tekib keemilise reaktsiooni tulemusel. Karastusjookide valmistamisel kloreerimist ei kasutata. Laiemalt on levinud vee kahjutustamine ultraviolettkiirtega. Selle puhul on oluliseks voo võimsus, kiirte neeldumine vees, bakteritsiidsete kiirte toime bakteritele. Kasutad võib ka hõbedaioone. Hõbeda bakteritsiidsed omadused on seletatavad hõbeda ioonide võimega lõhkuda ja denatureerida mikroorganismide plasmat. Hõbedaioonide aktiivsus kasvab tema ioonide kontsentratsiooni kasvades lahuses ja temperatuuri tõusuga. Karastusjookide bvalmistamisel on kasutusel veel elektrolüütiline meetod. Elektrolüütiline meetod põhineb hõbeda anoodsel lahustumisel. Elektrolüüsi protsessi käigus avaldatakse suurt mõju kloriididele, mis moodustavad elektroodide pinnale hõbekloriidi kihi, mis takistab metalli lahustumist
võivad jääda väljavenitatult niitjateks ehk fibrillaarseteks. Kahe või enama polüpeptiidi ühinemisel moodustub liitvalk, mida nimetatakse neljandat järku struktuuriks ehk kvaternaarstruktuuriks. (hemoglobiin) Kui valgulahust kuumutada, siis soojusenergia toimel nõrgad keem sid katkevad ning valk kaotab oma kõrgemat järku struktuurid, seda nimetatakse denaturatsiooniks. Lisaks temperatuurile võivad valke denatureerida ka mehhaanilised tegurid, happed, raskmetalliühendid, ioniseeriv ja UV kiirgus. Aminohappejääkidevahelised peptiidsidemed denaturatsiooni käigus ei katke. Denatureeriva mõju lakkamisel võivad valgud taastada sekundaar ja tertsiaalstruktuuri, seda pöördprotsesse nim renaturasiooniks. Valgud võivad ühineda ka teiste org ainetega, mood liitvalgud: Valgukompleks nukleiinhapetega nim nukleoproteiinideks (eukarüootide kromosoomid)
kõigepealt selliste laialdaselt laboriloomadena kasutatavate loomade genoomid nagu rott, hiir ja koer. Genoomika - täispikkade genoomide uurimine. Igal inimesel on pisut erinev genoom, need erinevused võivad mõjutada inimese tervist. Genoomi täispikka järjestust kasutades saab tegeleda personaalmeditsiiniga, sest on võimalik teada, kuidas patsient ravimile reageerib ja selle põhjal määrata just talle sobiv ravi. Polümeraasi ahelreaktsioon. Esmalt tuleb DNA denatureerida. PCR-i puhul on vaja teada lühikesi järjestusi kahel pool sünteesitavat piirkonda. Külgnevate järjestuste järgi on sünteesitud komplementaarsed praimerid, tavaliselt 15–25 nukleotiidi pikkused oligonukleotiidid. Nende seondumine DNA-ga on vajalik, kuna alad, kuhu praimerid kinnituvad, on fragmentide sünteesi initsiaatoriteks. Praimerid seonduvad komplementaarsusprintsiibi alusel mõlemale poole piirkonda. Kui
Erinev on ka eukarüootse ja prokarüootse raku jagunemine ja DNA segregatsioon: 1) Alguses mõlemad suurenevad ja küpsevad vajaliku määrani 2) Eukarüootidel järgneb raku küpsemisele pooldumine koos mitoosiga, prokarüootsed rakud paljunevad mitoosita tsütokineesi ehk lahknemise teel 3) Prokarüoodis puudub tsentromeer, DNA molekul kinnitub lahknemiseks mesosoomile (tsütoplasma membraani sissesopistus) 3. Mida on vaja teha selleks, et lühikese aja jooksul korduvalt DNA kaksikahelat denatureerida ja renatureerida? 4. Milline ensüüm viib läbi järgnevaid: REPLIKATSIOON – DNA polümeraasid TRANSKRIPTSIOON – RNA polümeraas: avab DNA ning sünteesib ühte ahelat kasutades komplementaarsus-printsiibi alusel RNA. Polümeraas seostub promootorpiirkonnaga ning transkriptsioon jätkub seni kuni RNA polümeraas jõuab stoppkoodonini DNA lõikude liitmine - ligaas DNA lõikamine kindla järjestuse juurest – restriktaas 5
polüpeptiidi Inimese veri- vereplasma valgud-globuliinid on kerajad, Trombotsüütide valk-fibrinogeen-niitja struktuuriga, vere hüübimisel- fibriiniks. Erütrotsüütides esineval hemoglobiinil on neljandat järku struktuur(2 või enam polüpeptiidi) Valgu denaturatsioon- valgu kuumutamisel(soojusenergia) katkevad nõrgad keemilised sidemed, nii kaob alguses 3 järku struktuur ja siis 2 järku struktuur. Valke võin denatureerida- mehaanilised tegurid(munavalge vahustamine), happed(konsentreeritud lämmastikhape), raskemetallid(elavhõbe), UVkiirgus Renaturatsioon-denaturatsiooni pöördprotsess, struktuuri taastumine Valgu ülesanded: Ensümaatiline funktsioon Ensüümid- Valgud- Reguleerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust ja protsesse(iga reaktsiooni jubib kindel ensüüm)(inimese süljes amülaas) Emsüümid vajavad aktiveerimiseks vitamiine(bioaktiivsed madalmolekulaarsed orgaanilised ained)
väljavenitatult niitjateks ehk fibrillaarseteks. Kahe või enama polüpeptiidi ühinemisel moodustub liitvalk, mida nimetatakse neljandat järku struktuuriks ehk kvaternaarstruktuuriks. (hemoglobiin). Kui valgulahust kuumutada, siis soojusenergia toimel nõrgad keem sid katkevad ning valk kaotab oma kõrgemat järku struktuurid, seda nimetatakse denaturatsiooniks. Lisaks temperatuurile võivad valke denatureerida ka mehhaanilised tegurid, happed, raskmetalliühendid, ioniseeriv ja UV kiirgus. Aminohappejääkidevahelised peptiidsidemed denaturatsiooni käigus ei katke. Denatureeriva mõju lakkamisel võivad valgud taastada sekundaar ja tertsiaalstruktuuri, seda pöördprotsesse nim renaturasiooniks. Valgud võivad ühineda ka teiste org ainetega, mood liitvalgud: Valgukompleks nukleiinhapetega nim nukleoproteiinideks (eukarüootide kromosoomid)
Geeniregulatsioon (aktivaator ja repressor valgud) Transport- hapnik (hemoglobiin). Orgaanilistest ainetest on organismis kõige rohkem valke, sest neil tuleb täita palju ülesandeid. Kui valgu lahust kuumutada (nt juuste lokkimine, sirgendamine), siis soojusenergia toimel nõrgad keemilised sidemed katkevad- esmalt kolmandat ja siis teist järku struktuur. Seda nähtust nimetatakse denaturatsiooniks. Lisaks kuumusele võivad valku denatureerida mehaanilised tegurid (munavalge kloppimine), happed (kontsentreeritud lämmastikhape), raskmetallid (elavhõbe), ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus jms. Valk võib nende toimel kaotada oma ruumilised struktuurid. Denaturatsiooni käigus hävivad vaid kõrgemat järku struktuurid, kuid peptiidside ei katke, peptiidahel jääb püsima ja koos sellega säilib valgu esmane struktuur. Denaturatsiooni pöördprotsessi nimetatakse
Labo- n i m e t a ta k s e - dS-+-a_tg-a!pfq g ry_ 9 (j oo n. ris saab valke lSplikult lagundada niiiteks hap- 2.17.). Lisaks"g]gu k6rgele temperatuurile vdivad pelises v6i aluselises lahuses kuumutamisega. valke denatureerida mehhaanilised tegurid Denatureeriva teguri m6ju lakates v6ib val- (nditeks munavalge vahustamine), happed gu sekundaar- ja tertsiaarstruktuur taastuda. rEsrrguse struktuuriga (kontsentreeritud ldmmastikhape), raskmetallid Denaturatsi ooni ry1 gt4plgFe :,s.-l- nimetatakse
(koostises, nt keratiin). Geeniregulatsioon (aktivaator ja repressor valgud) Transport- hapnik (hemoglobiin). Orgaanilistest ainetest on organismis kõige rohkem valke, sest neil tuleb täita palju ülesandeid. Kui valgu lahust kuumutada (nt juuste lokkimine, sirgendamine), siis soojusenergia toimel nõrgad keemilised sidemed katkevad- esmalt kolmandat ja siis teist järku struktuur. Seda nähtust nimetatakse denaturatsiooniks. Lisaks kuumusele võivad valku denatureerida mehaanilised tegurid (munavalge kloppimine), happed (kontsentreeritud lämmastikhape), raskmetallid (elavhõbe), ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus jms. Valk võib nende toimel kaotada oma ruumilised struktuurid. Denaturatsiooni käigus hävivad vaid kõrgemat järku struktuurid, kuid peptiidside ei katke, peptiidahel jääb püsima ja koos sellega säilib valgu esmane struktuur. Denaturatsiooni pöördprotsessi nimetatakse
Chaperonid suunavad enamuse valkude voltumist sünteesi käigus. Mõnede (peamiselt väiksemate, alla 150 aminohappe jäägist koosnevate) valkude ruumiline struktuur tekib iseeneset sünteesi käigus ja ei vaja 8 lisafaktoreid. Sel juhul on kogu ruumilse struktuuri tekkeks vajalik informatsioon olemas valgu primaarstruktuuris. Üks hästiuuritud näide on ribonukleaas A (RNaas A). Kui RNaas A molekul denatureerida st. lõhkuda tema ruumiline struktuur kas kuumutamise või keemiliste ainetega, siis jääb valguahela primaarstruktuur muutumatuks ja lagunevad ainult nõrgad sidemed, mis hoiavad valgu ruumilist struktuuri. Sobivates keskonnatingimustes tema aktiivne konformatsioon taastub. Seda protsessi nimetatakse valgu renatureeumiseks. Mõnede valkude renatureerimiseks on vajalikud kofaktorid, valgu ligandid, mis stabiliseerivad tema ruumilst struktuuri.
SulA indutseeritakse SOS vastusena. See valk inhibeerib septumi moodustumise raku jagunemisel. Kui SulA-d rakus ei degradeerita, moodustuvad pikad rakkude filamendid ning rakud surevad. Clp proteaas ClpP-ClpA proteaas molekulmassiga 750 kDa on dodekameerne 21,5 kDa suuruste ClpP subühikute osas ja heksameerne ClpA subühikute osas. ClpA-l on ATPaasne aktiivsus, ClpP-l proteaasne aktiivsus. ClpA puudumisel võib ClpP degradeerida väikesi peptiide ning denatureerida suuri valke. Suuremate valkude degradatsioonil on oluline, et ClpP subühikud oleksid assotsieerunud ClpA-ga. ClpP ja ClpA hulk tõuseb rakkudes eksponentsiaalse kasvufaasi lõpus. LexA repressori autoproteolüütiline inaktivatsioon DNA kahjustuste tulemusena (näiteks UV kiirguse toimel) vallandub rakkudes SOS vastus. Aktiveeruvad geenid, mis olid inaktiveeritud LexA repressori kaudu. LexA inaktivatsioon toimub autokatalüüütiliselt Gly-Ala sideme degradeerimise kaudu
Ruumilise struktuuri teket suunab ja mõjutab chaperoni valgud. Suunavad valkude voltumist sünteesi käigus – aitavad sünteesile kaasa või katkestavad lõpliku ruumilise struktuuri teket enne kui valk on oma sihtkohta viidud. Väiksemate valkude ruumiline 7 struktuur tekib iseenesest sünteesi käigus ja ei vaja lisafaktoreid (ruumilise struktuuri tekkeks vajalik info valgu primaarstruktuuris). Ribunukleaas A (RNaas A) – denatureerida (kuumutamise, keemiliste ainetega), jääb primaarstruktuur muutumatuks, lagunevad vaid nõrgad sidemed, mis ruumilist struktuuri kinni hoidsid. Renatureerub kui on sobivad kofaktorid – valgu ligandid, mis stabiliseerivad tema struktuuri. Nt metalli ioonid (moodustavad valgu struktuuris koordinatiivseid sidemeid). Renatureerimist kiirendavad ensüümid – valgu disulfiidi isomeraas, peptidüül-prolüül isomeraasid – kiirendavad disulfiidsidemete vahetust või
annaabi.ee 
