ja mittepärilikest faktoritest tingituks fenotüüp = genotüüp + väliskeskkonna tingimused i. Genotüüp- kui identsed genotüübid asuvad erinevates keskkonnatingimustes, siis tunnuste varieeruvus nende rühmade vahel ontingitud keskkonnafaktoritest kui erinevad genotüübid asuvad täpselt ühesugustes keskkondades, siis on tunnuse rühmadevaheline variatsioon tingitud geneetilistest erinevustest loomadevahel. epigeneetilised faktorid tunnuse avaldumisel ii. Keskkond -sööda kvantiteet ja kvaliteet, keskkonna temperatuur, päikesekiirgus, patogeensed faktorid, pidamistingimused jne iii. Epigeneetilised faktorid c. Fenotüüpide jaotus populatsioonis variatsioonirida normaaljaotus aritmeetiline keskmine standardviga d. Päritavuskoefitsient- ehk heritaablus, tähis: h2; arvuliselt väljendatav geneetilise muutlikkuse
) Epigeneetika Epigeneetika ehk päritavad muutused geeni ekspressioonis või raku fenotüübis, mida põhjustavad erinevad muutuste mehhanismid mis erinevad alus DNA sekventsi muutustest. 21. sajandil on saanud epigeneetika üldaktsepteeritud faktoriks, mis on mõjutanud rakkude eristumise evolutsioonilist käiku. Kuigi epigeneetikat hulkrakses organismis arvatakse olevat eristumise mehhanismiks, kuna epigeneetilised mustrid nullivad ennast ära, siis kui organismid paljunevad, kuigi on mõningaid nähtusi, kus epigeneetiline informatsioon kandub edasi generatsiooniliselt. See näitab, et ka mitte-geneetilisi muutusi on võimalik pärida ning selline käik mõjutab adaptatsiooni lokaalsele olukorrale ja võib mõjutada evolutsiooni käiku. On eeldusi, et teatud olukorras võib Lamarcki evolutsioon juhtuda. Kasutatud kirjandus http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/history_2 5 http://en
) Epigeneetika Epigeneetika ehk päritavad muutused geeni ekspressioonis või raku fenotüübis, mida põhjustavad erinevad muutuste mehhanismid mis erinevad alus DNA sekventsi muutustest. 21. sajandil on saanud epigeneetika üldaktsepteeritud faktoriks, mis on mõjutanud rakkude eristumise evolutsioonilist käiku. Kuigi epigeneetikat hulkrakses organismis arvatakse olevat eristumise mehhanismiks, kuna epigeneetilised mustrid nullivad ennast ära, siis kui organismid paljunevad, kuigi on mõningaid nähtusi, kus epigeneetiline informatsioon kandub edasi generatsiooniliselt. See näitab, et ka mitte-geneetilisi muutusi on võimalik pärida ning selline käik mõjutab adaptatsiooni lokaalsele olukorrale ja võib mõjutada evolutsiooni käiku. On eeldusi, et teatud olukorras võib Lamarcki evolutsioon juhtuda. Kasutatud kirjandus http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/history_2 5 http://en
Vastutavad suurte kromosomaalsete ümberpaigutuste eest ja samuti ühe-geeni mutatsiooniliste efektide eest. Avastati maisis ( Barbara McClintok) kirju maisitõlvik. Transposoonid põhjustavad mitteaktiivseid või ebastabiilseid alleele. Naturaalselt esinevad transposoonid põhjustavad geneetilist variatsiooni. Transposooni vaigistamine: Maisis rohkelt aktiivseid transposoone. Kui luua mutandid, mis takistavad epigeneetilist protsessi, siis transposoonid ,,ärkavad". Epigeneetilised sildid tekkisid, et võõrast DNA-d (viirused) vaigistada. Transposoonide epigeneetiline vaigistamine on oluline et hoida genoomi terviklikkust! Transposoonide vaigistamise haldamine on aktiivne protsess, milleks on vaja siRNA tootmist ja epigeneetikat. Small interfering RNA-s e. Väikesed segavad RNA-d on pärit tsentromeeri ümbrusest. Kokkuvõte: transposoonide aktiivsus peab olema kindlalt kontrollitud, et vältida laialdast mutatsioonide levikut. Epigeneetilised kontroll-protsessid on DNA
2) tekib rakkude autonoomse vohamise (prolifereerumise) tagajärjel 3) püsib ja võib areneda edasi ka pärast esilekutsuva (initseeriva) faktori toime lõppemist; 4) kasvaja tekke aluseks on geneetilised muutused (mutatsioonid) rakkudes; Terminoloogia: Üldnimetus: neoplaasia; tuumor Vähk (cancer): pahaloomuliste e. maliigsete kasvajate üldine nimetus Vähkkasvajate tekkepõhjuseks on onkogeenide ja tumor supressorgeenide kodeeriva ala DNA muutused või epigeneetilised häired. Epigeneetika: seotud geenide ekspressiooni tasemega. Epigeneetilised häired: geenide ekpressiooni taseme muutused, mis ületavad normi piiri. Otseset või kaudselt on epigeneetilised häired seotud DNA muutustega. Kasvajate üldine jaotus: 1. Healoomulised e. Beniigsed - reeglina ei muutu pahaloomulisteks. Nimi rakutüübi järgi, millest tekkinud + liide oom Luukoe rakkudest alguse saanud kasvaja: osteoom 2. Pahaloomulised e. maliigsed
tasemega rakkudes langeb ka atsetüül-CoA tase, sest nikkel deaktiveerib püruvaadi dehüdrogenaasi kinaasid mis seda toodavad. Seda on tõestatud nikli poolt modifitseeritud rakkude peal, mida on ravitud histoonide deatsetülaasi inhibiitoriga(Trichostatin A.), mis muudavad raku fenotüübilt samasuguseks nagu muutumata rakud koos geeni ekspresseerumise profiiliga, mis viitab, et nikli poolt tehtud muudatusi on võimalik inhibeerida. Lisaks geeni ekspressiooni muutustele, epigeneetilised effektid muudavad ka geenide kasvu: uuringud on demonstreerinud, et jällegi nikli poolt tehtud muudatusi saab inhibeerida ka siis, kui rakku uuesti viia vananemise geen, mille muidu nikkel ära blokeerib. Nikli tähtsus eluslooduses Teiseltpoolt mängib nikkel fundamentaalset rolli elus organismides. Nikli tähtsus taimedele, bakteritele, arhedele ja üherakulistele loomadele on hästi dokumenteeritud, nendes
Terminaalselt diferentseerunud rakud on täiskasvanud spetsialiseerunud rakud ei arene enam edasi. Täiskasvanud rakkudes ja kudedes on multipotentsed tüvirakkud mis osalevad kudede uuenemises ja regeneratsioonis. Igal arengu etappil on rakk piiratud valikute ees. Rakk võib olla osaliselt determineeritud, mis areneb valitud suunas sõltumata keskkonnamuutustest. Rakkude arengupotentside ahenemine on pöördumatu. Seda määravad rakutüübide omased epigeneetilised muutused. IPS rakud: somaatilised rakud, muudetud pluripotentseteks pluripotentsust määravate geenidega. Rakkude transdiferentseerimine: täiskasvanud somaatiliste rakkude vahetu muutmine teiseks rakutüübiks ilma pluripotentsuse staadiumita. Rakkude diferentseerumine.Püsivate struktuursete ja funktsionaalsete erinevuste tekkimine rakkude vahel. Koe- ja rakutüübile iseloomulikud genoomi (epigeneetilised)muutused -> erinev geenide avaldumine ->
- Fenofond – populatsiooni tunnuste kogum - Geen – geneetiline ühik - Feen – elementaarne tunnus - Memotüüp – vaimsete võimete kogum - Meem – vaimne elementaartunnus Mis on muutlikkus? - pärilik reaktsiooni norm = fenotüübilise muutlikkuse ulatus – modifikatsiooniline muutlikkus Epigeneetika Teadus mis uurib muutusi organismides geeniekspressiooni muutuste kaudu. Need muutused ei ole seotud muutustega genoomis. Epigeneetilised mehhanismid jagunevad neljaks: - DNA metülatsioon - RNAga seonduv vaigistamine - Histooide modifikatsioon - Ema munarakuga kaassatulevad geeniproduktid mis käivitaad loote arengu esimesed etapid - Mendeli seadus: 1. Ühetaolisuse seadus – erinevate tunnustega homosügoossete (puhaste tunnustega) isendite ristamist saadakse kõik järglased ühetoalised heterosügootsed hübriidid, sõltumata ristamise suunast 2
Suguluskoefitsenti arvutamine 9. Inbriidingu koefitsienti arvutamine 10. Kvantitatiivse geneetika põhiprintsiibid a. (kvantitatiivsed) tunnused a. Kvantitatiivsed tunnused Mõõdetavad: Piimatoodang Rasvakihi paksus Kaalu tõus Söödakulu Loendatavad: Latri suurus Laktatsiooni pikkus Munade arv Haigestunud päevade arv aastas b. Fenotüübi avaldumise komponendid o Genotüüp o Keskkond o Epigeneetilised faktorid c. Fenotüüpide jaotus populatsioonis Fenotüübiline muutlikkus – jälgitavad või muudetavad erinevused loomade vahel mõne kindla tunnuse osas. See on algmaterjal loomade aretajale. Kui loomade vahel erinevusi ei oleks, ei oleks vajadust loomi valida või prakeerida ning geneetiline erinevus loomade vahel puuduks. Loomade tunnuste fenotüübilise muutlikkuse põhjused: 1) pärilikkus 2) keskkonnategurid 3) pärilikkuse ja keskkonna koosmõju
o Fenotüüp – isendi tunnuste kogum o Genofond – populatsiooni geenide kogum o Fenofond – populatsiooni tunnuste kogum o Geen – geneetiline ühik o Feen – elementaartunnus o Memotüüp – vaimsete võimete kogum Epigeneetika Epigeneetika on teadus, mis uurib muutusi organismides geeniekspressiooni muutuste kaudu. Need geeniekspressiooni muutused ei ole seotud muutustega genoomis. Epigeneetilised mehhanismid jagunevad neljaks: o DNA metülatsioon DNA metülatsioon on biokeemiline protsess, mis on olulise tähtsusega kõrgemate organismide normaalses arengus. See hõlmab metüülrühma lisamist tsütosiini pürimidiini 5' süsiniku või adeniini puriini kuuenda lämmastiku külge. Raku jagunemisel võib selline DNA modifikatsioon edasi kanduda.
saab tõhusamalt rakendada just Eestlastele suunatud personaalmeditsiini. 6. Mis on farmakokineetika ja farmakodünaamika? Mis neid mõjutab? Farmakokineetika uurib ravimi metabilismi ja imendumist. Farmakodünaamika uurib ravimikoguse vastust. Neid mõjutavad inimeste geneetilised ja füsioloogilised erinevused nagu haigused, vananemine või teised ravimid. 7. Miks on farmakogeneetikas oluline uurida lisaks geneetikale ka (maksa) epigeneetikat? Epigeneetilised faktorid, nagu nt DNA metülatsioon ja histoonide atsetüleerimine, võivad põhjustada indiviididevahelisi erinevusi ravimi metabolismis ja transpordis. Seda arvestades saab arendada uusi ravimeid. 8. Mis on DNA metülatsiooni ja hüdroksümetülatsiooni erinevused? DNA metülatsioon – tsütosiini kovalentne modifikatsioon, kus vesinik H5 vahetatakse metüülgrupi vastu. Seotud valkude sidumisega DNAle. DNA hüdroksümetülatsioon – tsütosiini H5 vahetatakse
ning on positiivse valiku all, mis viib rekombinatsiooni hotspotide paiknemise erinevusteni, polümorfne liikide vahel. PRDM9 seondumiskoht inimeses on täiesti erinev nt šimpansi PRDM9 seondumiskohast. Selle erinevuse põhjuseks on PRDM9 kodeeriva järjestuse kõrge mutatsioonikiirus – selles geenis toimub kiirem evolutsioon. Seletab mittekonserveerumist liikide vahel. • • • Genoomi epigeneetiline komponent: • Epigeneetika/epigenoomika mõiste; epigeneetilised mehhanismid • Epigeneetika on teadus mis uurib rakulisi ja füsioloogilisi tunnuseid, mis päranduvad tütarrakkude kaudu, kuid ei ole seotud muutustega DNA enda nukleotiidses järjestuses. Funktsionaalsete geenide aktiveerimine ja inaktiveerimine. Epigeneetilised mehanismid on: DNA modifitseerimine (nt CpG metülatsioon), histoonide posttranslatsiooniline modifitseerimine, väikeste RNAdega seonduv vaigistamine
toidumutageenid kantserogeensus · Pahaloomulise kasvaja teke e. kantserogenees on spetsiifiline toksiline vastus, mis seisneb somaatiliste rakkude ebanormaalselt kiires kontrollimatus kasvus ja paljunemises. · Indiviid on seda tundlikum kantserogeeni suhtes, mida varasemas eas on olnud esimene kokkupuude selle ainega. Toime mehhanismi järgi võib kantserogeenid, sealhulgas ka toiduga omastatavad, jagada kolme rühma · 1) DNA-reaktiivsed, · 2) epigeneetilised ja · 3) klassifitseerimata kantserogeenid. · Esimene rühm jaguneb omakorda: aktivatsioonist sõltumatud, aktiveerimist vajavad ning heterogeenseks rühmaks üldnimega anorgaanilised ühendid. Nende mõju võib avalduda juba esimese juhusliku kontakti järel ning neile on iseloomulik toime kumulatiivsus. · DNA-reaktiivsete kantserogeenide korral eksisteerib üldine korrelatsioon
täitmatu söögiisu/ ülemäärane hõivatus söögiga psühhomotoorse arengu hilistumine, kerge või mõõdukas vaimse arengu mahajäämus ja/või väljendunud õpiraskused 36. Geneetiline imprinting Imprinting on epigeneetiline protsess, mille käigus metüleeritakse DNA ja modifitseeritakse histoone. Tulemuseks on ühe alleeli geeniekspressioon (ilma DNA järjestuse otsese modifitseerimiseta). Need epigeneetilised markerid määratakse juba idurakkudes ning säilitatakse organismi kõigis somaatilistes rakkudes 37. X-kromosoomi inaktivatsioon X-i inaktivatsioon toimub astmeliselt ja järgib "n-1" reeglit, mis tähendab, et kõik X- kromosoomid peale ühe diploidse genoomi kohta inaktiveeruvad ühtlustub X-i geenide doos emas- ja isasisendite somaatilistes rakkudes Lyoni hüpotees - "ühe aktiivse X-i hüpotees", 1961 Lyoni hüpotees 1
Dif-nud rakud paljunevad, et taastada vigastatud organi struktuur ja fn. (nt maks kompenseerib puuduoleva sagara- uut sagarat ei kasvatata, vaid suurendatakse teisi sagaraid) kõik rakutüübid maksas suurendavad oma hulka. HGF hepatotsüütide kasvu suurendamine. · Vananemine ja mis seda põhjustab? - elamiseks ja paljunemiseks vajalike füsioloogiliste fn-de ajast sõltuv mandumine/ allakäik. Põhjustavad: mutatsioonid (kiirgus, hapniku radikaalid), keskkonna faktorid, juhuslikud epigeneetilised muutused (sobimatu metülatsioon) Vead DNA reparatsioonil; kulumine (punktmutatsioonide arv kasvab vanusega, sellega väheneb ensüümide võimsus); mõne looma puhul mõjutab eluiga insuliini tase (koeratõud, kel see madalam on, elavad kauem; inimese kohta pole eriti täheldatud, sest selle puudus põhjustab erin surmavaid defekte). Kui kromatiini ei remodelleerita e ei parandata selle katkestusi, siis see kiirendab vananemist.
Kordamisküsimused: 1. Spermatogenees Imetajate spermatogeneesi etapid - paljunemine, kasvamine, küpsemine, transformatsioon. Kus ja millal toimuvad? Kirjelda igas etapis toimuvaid protsesse. Paljunemisel jagunevad eellasrakud mitootiliselt, lähterakkude arv suureneb. Kasvamisel toimub sugurakkude massi suurenemine. Küpsemisel saadakse meioosi teel kahe järjestikuse jagunemisega spermatotsüütidest haploidsed tütarrakud — spermatiidid. Spermatiididest transformeeruvad viburiga varustatud gameedid — spermid. Spermatogeneesi protsessid toimuvad munandites, väänilistes seemnetorukestes. Spermatogenees algab meestel puberteedieas ning kestab elu lõpuni. Mis on spermatogoonid, spermatotsüüdid, spermatiidid, spermid? Need on spermi erinevad arenguastmed alustades spermatogoonidest, mis asetsevad seemnetorukestes kõige perifeersemalt, sealt sissepoole minnes tulevad spermatotsüüdid ja spermatiidid, lõpp-produkt on sperm. Spermatogoonid on ür...
Eoskupar - sammaltaimede organ, milles valmivad eosed. Epigeneetika - teadus, mis uurib DNA modifitseerimist (nt. metüülimist), kromatiini struktuuri ja RNA ning valkude töötluse vorme, mis kontrollivad geenide avaldumist rakkudes. Epigeneetiliste tegurite tõttu on hulkrakse organismi genotüübilt identsed rakud fenotüübilt erinevad, olenevalt nende asupaigast ja ajast. Epigeneetiline - raku selline geneetiline eriseisund, mis ei ole tingitud geenide (DNA) mutatsioonidest. Epigeneetilised muutused tulenevad geenide avaldumise regulatsioonist kromatiini struktuuri, DNA inaktiveerimise või mRNA translatsiooni tasemel. Epiteelkude - kude, mis katab väliskeskkonna või kehaõõnega ühenduses olevaid pindu. Eribioloogia - bioloogiaharud, mis tegelevad ainult mingile kitsamale organismirühmale omaste elunähtuste uurimisega. Erimaine liigiteke (allopatriline e. Geograafiline liigiteke) - liigitekke protsess, mis saab alguse populatsioonide eristumisest geograafilises isolatsioonis
4. Somatic cell nuclear transfer – SCNT Esimesed kloonitud loomad: 1997 lammas Dolly. Ka lammas Dollyl tekkisid erinevad tervisehäired – pandi magama. Kloonimise tehnoloogiad on alles algstaadiumis, tehakse palju vigu. Kloonimise rakendusalad: 2 1. Transgeensete loomade paljundamine 2. Väljasurevate liikide paljundamine 3. (kloonitakse ka koduloomi, eriti Lõuna-Koreas) Kloonimisega kaasnevad probleemid: 1. Geneetilised ja epigeneetilised efektid kloonimisel o Kromosoomide aberratsioonid o Muutused geenide avaldumise mustris, mida mõjutab DNA metülatsioon ja histoonide atsetülatsioon 2. Edukus on alla 3%. Inimese reproduktiivne kloonimine on seadusega keelatud Eriti kui pragu on selles metoodikas veel väga palju vigu. Lisaks inimese isiksus on geenide ja keskkonna koostoime, ehk kloonides ei saaks sama isiksust. Peale lammas Dolly edukat kloonimist reguleeriti
kasvajate korral tegemist mingi mutatsiooniga somaatilises rakus. Seega võib mingi keemiline ühend olla kantserogeen, kui ta mõjutab rakusiseste protsesside geneetilist kontrolli mutatsioonide kaudu. Indiviid on seda tundlikum kantserogeeni suhtes, mida varasemas eas on olnud esimene kokkupuude selle ainega. Toime mehhanismi järgi võib kantserogeenid, sealhulgas ka toiduga omastatavad, jagada kolme rühma 1) DNA-reaktiivsed, 2) epigeneetilised ja 3) klassifitseerimata kantserogeenid. Teratogeensus on keemilise ühendi võime põhjustada nii loote kui ka sellest areneva looma strukturaalseid või funktsionaalseid ebanormaalsusi. Kuigi ka tsütotoksilised ühendid võivad olla samaaegselt teratogeensed, pole paljudel juhtudel väärmoodustuste tekkimisel tegemist mitte embrüo või loote otsese kahjustuse, vaid häire tekkimisega tema arengus. Teratogeenid on sageli suhteliselt ohutud emaorganismile, kuid toimivad mingi spetsiifilise
2) Häired rakkudes halvendavad kudede ja organite tööd. 3) Kudede halb talitlus kahandab inimese vaimset ja kehalist saavutusvõimet. 4) Kudede ja organite edasise nõrgenemisega kaasnevad haigused ja surm. 5) Rakkude kulumine on normaalse ainevahetuse kaasnähtus. 1. Rakkude hävimine. Näiteks südame, aju ega lihaste rakud ei taastu. Mõnel juhul võivad tühja koha asemele kasvada naaberrakud, ent näiteks lihased üldiselt vaid kidunevad. 2. Mutatsioonid, nn epigeneetilised mutatsioonid rakutuuma DNAs. Halvimal juhul võivad mutatsioonid põhjustada vähki. 3. Mitokondri mutatsioonid. Raku "jõujaam" ehk mitokonder sisaldab omi geene. Neis tekkivad mutatsioonid võivad häirida raku tööd. 4. Rakud, mis keelduvad "enesetapust". Normaaltingimustes on rakkudesse, mille puhul naaberrakud täheldavad väärat käitumist, programmeeritud enesehävitusmehhanism. 5. Rakuväliste valkude kleepumine raku välispinnale
Enhaanser peab tulema promootori juurde. DNA-järjestus, mis võimendab transkriptsiooni ühel või mõnel geenil, isegi kui asub transkribeeritavast geenidest kaugel. Võimendaja toime molekulaarne mehhanism seisneb selles, et tänu valkude kompleksile tema sees ta lähendab RNA polümeraasi 2 ja transkriptsiooni kofaktoreid promootori aladega. 46. Epigeneetika mõiste üldkirjeldus Epigeneetika reguleerib geenide ekspressiooni, mis ei tulene muutustest DNA järjestuses Epigeneetilised mehhanismid jagunevad kolmeks: DNA metülatsioon, RNA-ga seonduv vaigistamine (miRNA-d ja siRNA-d) ja histoonide modifikatsioon. 47. Histoonide modifikatsioonid, nende funktsioon ja neid muutvad ensüümid Translatsioonijärgsed histoonide muundamised mõjutavad histoonide aktiivsust. ● atsetüülimine - ensüümid histooni atsetüültransferaasid HAT-id. Funktsioon: nõrgendab DNA ja histoonide vahelist sidet.
onsamade või sarnaste transkriptsioonifaktorite seondumiskohtadeks. Eukarüootides on kolm erinevat RNA polümeraasi, millest igaühel on oma kindlad märklaudgeenide: RNAP I vastutab ribosomaalse RNA geenioperonide (18S-5,8S-28S rRNA) transkriptsiooni eest. RNAP II sünteesib valke kodeerivaid mRNA molekule RNAP III transkribeerib 5S rRNA, tRNA ja mitmeid URNA molekule. 38 Epigeneetilised fenomenid 1. Prionid 2. Chaperonid (Hsp 90) mutatsioonide varjestajatena 3. RNA interferents 4. DNA metüleerimine ja geenide päritav represseerimine Geenide vaigistamine ja RNA interferents. Geenide vaigistamisele ja epigeneetilisele fenomenile on pühendatud ajakirja Science 10 Aug. 2001 erinumbri (vol. 293, No. 5532, p. 1064-1105) mitmed artiklid. Muude hulgas ka M. Matzke, et al., ibid. 1080-1083. Kuna nähtus on avastatud 1980ate lõpul taimedes ja 10 aastat hiljem loomadel, siis
märklaua modifitseerimine – modifitseeritakse kohta, kuhu ta seondub, nt tuleb modifitseerida ainult ühte A nukleotiidi, et resistentsus tagada antibiootikumide modifitseerimine – nt kloramfenikooli puhul (inhibeerib peptiidsideme süntees, seonduvad 3’ otsa). Nendel on α-aminogrupp, seondub sinna, kuhu peaks siduma aminoatsüül-tRNA aminorühm. Peab ainult atsetüleerima antibiootikumi rakust välja pumpamine – lihtsalt aetakse rakust välja. nt tetramütsiini puhul epigeneetilised fenomenid: - PTGS - posttranskriptsiooniline geeni vaigistamine. Käib üle 2-ahelalise RNA. Võib rakkudesse sattuda nii, et rakku nakatatakse 2-ahelalise või üheahelalise viirusega – viirusliku päritoluga. 2-ahelalisest tehakse 22 nukleotiidilisi 2-ahelalisi ja siis 1-ahelalisi RNA-sid - Pärilik DNA modifitseerimise muster - päritav histoonide koht-spetsiifline modifitseerimine - prioni nähtus (valguline pärilikkus)
annaabi.ee 
