Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga " Geeni ekspressioon: translatsioon ja geneetiline kood". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
koodon, nukleotiid, ribosoom, peptiid, antikoodon, polüpeptiid, koodonit, translatsioon, ribosoomid, vesinik, initsiatsioon, karboksüül, hüdrofiilsed, hüdrofoobsed, mutatsioon, kombinatsioon, aktiveerimine, elongatsioon, ekspressioon, väljendus, konverteerimine, etapiline, transkriptsioon, molekul, proteiin, polüpeptiidid, aminohapped, aatomBioinformaatika 5 Andmebaasid (KEGG, NCBI, RCSB), järjestuste (SMS, BioEdit) ja struktuuride (SPdbV) analüüs 1. KEGG-i kasutamine (http://www.genome.jp/ a. Leida liikide Escherichia coli K12 MG1655, Drosophila melanogaster ja Homo sapiens glükolüüsi rajad ning ensüümid aldolaas ja püruvaatkinaas. Escherichia coli glükolüüsi rada: http://www.kegg.com/dbget-bin/get_pathway?org_name=eco&mapno=00010 Drosophila glükolüüsi rada: http://www.kegg.com/dbget-bin/get_pathway?org_name=dme&mapno=00010 Homo sapiens glükolüüsi rada: http://www.kegg.com/dbget-bin/get_pathway?org_name=hsa&mapno=00010 aldodaas: http://www.kegg.com/dbget-bin/www_bget?enzyme+4.1.2.13 püruvaatkinees: http://www.kegg.com/dbget-bin/www_bget?enzyme+2.7.1.40 b. Leida vastavad geenid KEGG-i entry numbrid, geeni nimed, nukleotiidsed järjestused ning asukohad geenikaardil. Aldolaas : Escherichia coli K12 MG1655: http://www.kegg.com/dbget-
keskmine globulaarne valk, molekulmassiga 50 000 daltonit, diameeter - 50 Å bakteriaalne RNA polümeraas (koosneb neljast globulaarsest valgust) molekulmassiga 500 000 daltonit, dimensioonid 90x90x160 Å nukleosoom (DNA valkudega pakitud struktuuriüksus kromosoomides), molekulmassiga 300 000 daltonit, dimensioonid 60x110x110 Å 2 bakteriaalne ribosoom, molekulmass 2,5 megadaltonit, dimensioonid 200x200x230 Å Rakubioloogia väiksemad uurimisobjektid on näiteks tuumapoorid, molekulmassiga 100 megadaltonit ja dimensioonidega 120x120x75 nm (1 nm = 10 Å). Teine osa molekulaarbioloogiast sarnaneb füsioloogiale ja tegeleb vastavalt molekulide funktsioonidega ja omavaheliste seostega. Nii nagu füsioloogiat ei saa mõista ilma anatoomiat tundmata, ei saa ka molekulide funktsioone uurida ilma nende struktuuri tundmata
1 “Valgu biosüntees 2012” loengute põhipunktid Valgusünteesi uurimise meetodid Rakuvaba valgusüntees Milliseid komponente peab sisaldama rakuvaba valgusünteesi ekstrakt (mis peab ekstraktis olema ja mida tuleb lisada) On olemas ribosoomid ja translatsiooni faktorid. Rakud lüüsitakse DNaasi juuresolekul, tsentrifuugitakse ja dialüüsitakse. Lisatakse: mRNA või DNA + RNAP (NTP), Aminohapped, ATP, GTP ja energia regeneratsiooni süsteem (PEP/PK, AcP/AK, KrP/KP) S12 puhul ka glükoos vms energia allikas, SH reagent (DTT, 2- ME), Mg2+, K+, Na või NH4+ Mille poolest erinevad bakterite ja eukarüootide rakuvaba valgusünteesi ekstraktid
I kontrolltöö – molekulaarbioloogia põhiprotsessid 1. nimeta molekulaargeneetika põhiprotsessid Molekulaargeneetilised põhiprotsessid on DNA süntees e. replikatsioon, RNA süntees e. transkriptsioon ja valgu süntees e. translatsioon. 2. mis on replikatsioon? Millal ja milleks see toimub? Replikatsioon on DNA kahekordistamine enne raku jagunemist, millega tagatakse, et jagunemisel moodustunud tütarrakud saaksid täpselt sama päriliku info. 3. mis on transkriptsioon? translatsioon? Transkriptsioon on RNA süntees, mis toimub päristuumsetel organismidel rakutuumas. See on matriitsreaktsioon, mille käigus saadakse DNA ühe ahela nukleotiidsele
Valgu sünteesi geneetiline kontroll 1942: George Beadle ja Edward Tatum Uurisid hallitusseenel, mis on haploidne kas geenid määravad valku. Üks geen üks ensüümOne GeneOne Enzyme Hypothesis Iga geen kontrollib ühe ensüümi aktiivsust Hiljuti: üks geen üks polüpeptiid Praegu: "üks geen palju geeni produkte 1958: George Beadle (Cal. Tech); Edward Tatum (Rockefeller Instituut) Neurospora crassa elutsükkel: 1. Neurospora paljuneb mittesugulisel teel koniidiumite abil (spoorid) 2. Neurospora on haploidne, seega iga mutatsioon avaldub (vastandina diploidne) 3. Lühike elutsükkel, kasvab lihtsal söötmel (N, C, biotin). · Sünteesib praktiliselt kõik eluks vajaliku nendest lihtsatest ühenditest 4
GENEETILINE KOOD, AMINOHAPETE AKTIVEERIMINE, VALGU SÜNTEES (TRANSLATSIOON) 1. a. Koodon = koodsõna mRNA ahela nukleotiidikolmikud ehk tripletid b. Antikoodon DNA ja tRNA ahela komplementaarsed nukleotiidikolmikud. c. Geneetilise koodi degeneratiivsus üks aminohape võib olla kodeeritud rohkem kui ühe koodoniga va. Trp ja Met. d. Geneetilise koodi kattumatus koodonisse kuuluvad nukleotiidid moodustavad komplekti, mida on translatsiooni staadiumis vaid üks kord. e. Ribosoom Molekulaarsed kompleksid, koosnevad mRNA-st ja valgust. Formeeruvad kahest subühikust: suurest ja väikesest
· Inimese keharakkudes on 23 paari kromosoome · Iga kromosoom koosneb ühest DNA molekulist · Kahekromotiidilne kromosoom kahest DNA molekulist · DNA (nool RNA poole) RNA(koosneb nukleotiididest) lagundatakse ära kandub üle valgu(koosneb aminohapetest) molekuli, mis tekitab reaktsiooni, mis tekitab tunnused(nt pruun silmavärvus) Protsessid: DNA replikatsioon ehk kahekordistamine DNA info kopeeritakse RNAsse transkriptsioon Translatsioon DNA info tõlgitakse valkudes keelde ehk valgu süntees Protsessid · DNA replikatsioon DNA kahekordistamine enne raku jagunemist Koosneb nukleotiididest Replikatsioon, kus leidub DNAd tuumas tuumapiirkonnas kloroplastides mitokondrites Tulemusena tekib ühest DNA molekulist kaks identset DNA molekuli Ensüüm helikaas tekitab ahelate laialimineku DNApoümeraas ensüüm, mis viib replikatsiooni läbi AT
Repressioon on ekspressiooni vähenemine vastuseks metaboliidi kontsentratsiooni tõusule. Transkriptsiooni regulatsioon eukarüootides. Kromatiin takistab regulatoorsete valkude juurdepääsu eukarüootsetele promootoritele. Eukarüootsetes rakkudes domineerib positiivse regulatsiooni mehhanismid, st iga geen vajab transkriptsiooniks aktiveerimist. Eukarüootsed regulatoorsed valgud on suured ning keerulised multimeersed kompleksid. Transkriptsioon ja translatsioon on lahutatud, esimene tuumas, teine tsütoplasmas. Enhanser võimendusjärjestus, regulatoorne DNA järjestus, millele seonduvad regulaatorvalgud, mis mõjutavad transkriptsiooni kiirust. DNA-le seonduvate regulatoorsete valkude struktuurid. Iseloomulikukd tunnuseks DNA-seonduvatele valkudele on - helikaalsete segmentide esinemine, mis sobivad täpselt B-vormi DNA suurde nõkku. Heeliks-pööre-heeliks (HTH) motiiv:
põhineb aineosakeste korduval ümberjaotumisel liikuva ja liikumatu faasi vahel.) 4. Aminohapete stereokeemia suhteline (D/L) ja absoluutne (S/R) konfiguratsioon ja kuidas seda määrata. D,L-nomenklatuur baseerub D- ja L-glütseeraldehüüdi stereokeemial ning R,S-nomenklatuur on ülimuslik, kuna võimaldab ühemõtteliselt nimetada ka kahe kiraalse tsentriga aminohappeid. D/L konfiguratsiooni puhul peab arvestama sellega, et kui keskmise süsiniku juures olev, ühelpool vaid vesinik on üksinda vastu teistele ahela osadele siis on D- ja ühendinimi, kui aga üksik vesinik on teiste ahelaosade sees ja selle süsinikuteises osas olev ühend vastu teistele ahela osadele siis on L- ühend üldjoontes, Teistel juhtudel, erandid on siis kui karbosküülhape osa juures ühendis on ühend D-ühend kui süsinku küljes olev H on väljapoole ja teisel pool olev ahelaosal on vaba elektron üle. R/S puhul vaadatakse kiraalsest tsentrist nõrgima (noorima) grupi suunas
ruumilise struktuuri kindlakstegemist (DNA 3-ruumiline struktuur). 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
olemas ensüüme, mis aitavad seda lõhkuda) *Geeni avaldumine e. ekspreseerumine-leiab aset siis kui temalt kirjutatakse geneetlineinfo ümber mRNA'le *Erinevad geenid avalduvad erinevalt *Geneetiline kood on 3 järjestikku paiknevat nukleodiidi DNA või mRNA molekulis, mis määravad ära ühe aminohappe *Inistiaatorkoodon e. triplet on AUG, mis alustab valgu sünteesil Geneetlise koodi omadused: 1.Sünonüümne-ühele aminohappele vastab mitu erinevat koodonit 2.Ühetähenduslik-üks koodon määrab ära ühe kindla aminohappe 3.Universaalne-ühesugune koodonite ja aminohapete vastavus. Eksisteerib peaagu kõigi eel-ja päristuumsete organismide rakkudes. 4.mitte kattuv-ükski mRNA nukleotiid ei kuulu samaaegselt kahe kõrvuti asetseva koodoni koostisse. TRANSLATSIOON e. valgusüntees Programm Geen->mRNA lähteaine 20 aimonohapet Energia ATP(mitokonder)
http://www.eau.ee/~ktanel/kool_ja_too/geenitehn_stat_mudelid/ 5 Tanel Kaart 6 Geenitehnoloogia statistilised mudelid Mõisteid, fakte ja seadusi geneetikast simpansist on 2%). 2. nukleotiid U C A G Geene tähistatakse tavaliselt ladina tähestiku tähtedega (A, a, B, C jne.). Phe Tyr Cys U, C U Leu Ser Stop Stop A Lookus geeni asukoht DNA-s (kromosoomi geneetilisel kaardil).
TULEMUS 2 terviklikku DNA Tekib 3 eri vormi RNA-d: molekuli, kuna tRNA, mRNA, rRNA replitseeruvad mõlemad ahelad ERINEVUSED Matriitsiks terve Matriitsiks lõik DNA-st molekul Tekib kolme eritüüpi Tekib 1 molekulide molekule vorm Transkribeerub ühe ahela Replitseeruvad lõik mõlemad ahelad Translatsioon RNA alusel valgu süntees ribosoomidel Vajalikud tingimused: ribosoomid, mRNA, tRNA, aminohapped, energiat (ATP,GTP), ensüümid aminohapete aktiveerimiseks, nende seostumiseks tRNA-ga ja peptiidahela sünteesiks mRNA primaarstruktuur määrab ära valgu primaarstruktuuri Koodipäike Initsiaatorkoodon - AUG mRNA-s (metioniin) Stoppkoodon - ei kodeeri aminohappeid: UAA, UAG, UGA Geneetiline kood - süsteem, mille abil nukleiinhapetes olev info viiakse üle valgule
1. Valkude seedimise ja imendumise põhiaspektid Valkude seedimise bioloogilised põhiülesanded on: • lõhustada valgud imenduvateks aminohapeteks, • kaotada valkude antigeenne struktuur, • kindlustada vabade aminohapete fondi täienemist ja lämmastiku tasakaalustatud bilanssi. Valkude seedimist suuõõnes ei toimu. Seedimine hakkab maos soolhappe ja pepsiinide tõttu. Soolhape – maoseina venitus ja ärritus toidu poolt vallandavad närvilõpmetest atsetüülkoliini -> indutseerib gastriini vabanemise G rakkudest -> aktiveerib histidiini dekarboksülaasi -> muudab histidiini histamiiniks -> karboanhüdraasi aktivatsioon -> toodab süsihapet, mille üheks lõhustumisproduktiks on prootonid -> annavad sekretoorsetes kanalikes kloor-ioonidega soolhappe. Soolhappe biofunktsioonid on: toiduvalkude denaturatsioon, osalemine aktiivse pepsiini tekkes pepsinogeenist, sekretiini vallandumise initsieerimine. Pepsiinid – tekib pepsinogeenidest HCl toimel, nad on happekindlad protea
erineb organismiti: nt inimese -globuliinist (146 AH) erineb gorilla oma 1, giboni 2, reesusmakaagi 8, koduhiire 27, konna 67 aminohappe osas Nuklehapped: 1 DNA: lämmastikalus+desoksüriboos+fosforhape; pürimidiinid: Cytosiin, Tümiin; puriinid: Adeniin, Guaniin; C-G, T-A 2 RNA: TU 3 ATP, cAMP RAKU EHITUS Looma rakk Taime rakk Päristuumne rakk: sümbiogenees Bakteri rakk Pole membraanseid organelle On ribosoomid On üldjuhul raku kest ja limakapsel (pole kahe membraanilisi organelle, kromosoom on tsütoplasmas. Valgusüntees toimub ribosoomides) (vibur- päristuumsel kaetud membraaniga, bakteriraku vibur molekulaarne struktuur mis läbib membraani) MEMBRAANID Ehitus: lipiidid, valgud Ülesanded: Kaitse ja eristamine Juhtimine Energeetika! (kaks membraani= kroomosoome sisaldavad organellid)
Kordamisküsimused I Loeng 1 Mis on meditsiiniline keemia ja mida uurib? Meditsiiniline keemia on keemiline distsipliin, mis hõlmab füsioloogia, mikrobioloogia, rakubioloogia, farmakoloogia ja farmaatsia aspekte. Distsipliini eesmärk on uute bioloogiliselt aktiivsete ühendite avastamine, identifitseerimine ja süntees, metabolismiuuringud, toimemehhanismide välja selgitamine molekulaartasandil, struktuur-aktiivsus uuringud, ravimidisain struktuuri ja farmakokineetika seisukohast. Mis on ravim? Ravim on iga valmistatud, turustatud või turustamiseks määratud aine, mis on ette nähtud haigete ravimiseks, haigusseisundi kergendamiseks, haiguste ärahoidmiseks või diagnoosimiseks inimesel või loomal, inimese või looma elutalitluse taastamiseks, korrigeerimiseks või muutmiseks (WHO). Ravimisarnasel ainel on toimeainet koguses või vormis, mis ei luba teda pidada ravimiks, või mis ei sisalda üldse toimeainet, kuigi tootja kirjeldab tootel ravimile isel
Pro – ga peptiidsidemes cis- asendis -C=O ja –NH on peptiidrühmas polaarsed ja võivad anda 2 H-sidet (stabiliseeriv side ahelas) Tavatingimustes stabiilne, mitteensümaatiliselt hüdrolüüsub vaid tugevate hapete või alustega kuumutamisel Molekulid võtavad mitmeid sobivaid konformatsioone (vajalikud füsioloogiliste funktsioonide täitmiseks) Peptiidid –koosnevad peptiidsidemega ühendatud aminohappe jääkidest, endorfiin on peptiid, peptiidsed ravimid nagu nt penitsilliin. Oligopeptiidid (2-20 aminohappejääki) Polüpeptiidid (25-50 aminohappejääki) Üle 50 aminohappejäägi sisaldavat polüpeptiidi nimetatakse valguks- Vastavalt aminohappejääkide sisaldusele: Dipeptiid, Tripeptiid, Tetrapeptiid Jne Igas peptiidis on ahela ühes otsas vaba aminorühm (peptiidis N-terminus) ja teises otsas karboksüülrühm (peptiidis C-terminus), nimetuse andmist ja AH-jääkide nummerdamist alustatakse N-
molekulid. Translatsiooniprotsess toimub ribosoomides. mRNA molekulis on geneetiline kood, mis määrab valgu molekuli aminohapete järjekorra. Geneetiline kood seisneb kolmes järjestikulises nukleotiidis ehk ühes koodonis, millele vastab kindel aminohape. Geneetiline kood on looduses universaalne, st kehtib kõikide elusorganismide valkude ülesehituses. Koodonite ja aminohapete seoseid kujutatakse koodipäikese abil. Ühele aminohappele võib vastata kuni 6 erinevat koodonit, kuid üks koodon vastab alati ühele kindlale aminohappele. Üks ja sama nukleotiid mRNA ahelas ei kuulu üheaegselt kõrvutiasetsevatesse koodonitesse. Esimeseks koodoniks mRNA molekulis on alati initsiaatorkoodon A-U-G (meteoniin). Viimaseks koodoniks on stopp- ehk nonsenskoodon (3 varianti), millele ei vasta ühtegi aminohapet. Ülesanne: milline valgumolekuli lõik Ülesanne: Missugune geenilõik on
molekulid. Translatsiooniprotsess toimub ribosoomides. mRNA molekulis on geneetiline kood, mis määrab valgu molekuli aminohapete järjekorra. Geneetiline kood seisneb kolmes järjestikulises nukleotiidis ehk ühes koodonis, millele vastab kindel aminohape. Geneetiline kood on looduses universaalne, st kehtib kõikide elusorganismide valkude ülesehituses. Koodonite ja aminohapete seoseid kujutatakse koodipäikese abil. Ühele aminohappele võib vastata kuni 6 erinevat koodonit, kuid üks koodon vastab alati ühele kindlale aminohappele. Üks ja sama nukleotiid mRNA ahelas ei kuulu üheaegselt kõrvutiasetsevatesse koodonitesse. Esimeseks koodoniks mRNA molekulis on alati initsiaatorkoodon A-U-G (meteoniin). Viimaseks koodoniks on stopp- ehk nonsenskoodon (3 varianti), millele ei vasta ühtegi aminohapet. Ülesanne: milline valgumolekuli lõik Ülesanne: Missugune geenilõik on
mRNA-sid ja valke. Alternatiivne splaising võib toimuda samas raku tüübis vastuseks erinevatele keskkonna-ja raku arengut määravatele signaalidele. Post-translatoorsete modifikatsioonidega saab anda osadele valkudele erinevaid funktsioone (nii, et need näivad erinevate valkudena). 9. Missugusi geneetilise info vahetuse protsesse tähistavad a) transformatsioon, 2) transkriptsioon 3) translatsioon. · Transformatsioon geneetilise informatsiooni ülekandumine ühest rakust teise rakust isoleeritud DNA abil. Pärilik muutus raku omadustes. Võõras DNA satub raku koosseisu ja sellelt hakatakse geene eksprsesseerima. Eristatakse viirusliku päritoluga DNA lisandumist (transduktsioon), bakterite vahelist kontakti (konjugatsioon). Koekultuuris eukarüootsete rakkude transformatsiooni kutsutakse transfektsiooniks.
Nähtavad mutatsioonid muudavad fenotüüpi Steriilsed mutatsioonid ei võimalda mutatsiooni kandvatel isenditel järglasi saada Letaalsed mutatsioonid ei arene elujõulist organismi Retsessiivne amorfne, funktsiooni kaotanud alleel vajalikku valku ei sünteesita, tugev fenotüübiline efekt Retsessiivne hüpomorfne alleel, kus polüpeptiidi funktsioon osaliselt säilib Dominantne neomorfne, uue funktsiooniga alleel uute omadustega polüpeptiid, mis põhjustab uue, mutantse fenotüübi. Ristamisse võetav testertüvi on homosügootne teatava geeni retsessiivse alleeli suhtes. Kaks mutatsiooni on sama geeni alleelid, kui hübriidide fenotüüp on mutantne Metsiktüüpi fenotüübi puhul on mutatsioonid erinevates geenides 10. Geenide fenotüübilist avaldumist mõjutavad tegurid. Mõisted penetrantsus ja ekspressiivsus. Keskkonna mõju: Fenüülketonuuriat saab ravida dieediga, kus toidus on fenüülalaniini vähe
Replikatsioon on matriitssüntees, mille tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli. See tagab rakujagunemise käigus päriliku info võrdse ülekande lähterakust tütarrakkudesse. 8. Mis on transkriptsioon? Transkriptsioon on matriitssüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul. Selle käigus saadakse mRNA, rRNA, tRNA molekulid. 9. Mis on translatsioon? Translatsioon on valgu süntees, mis loob geneetilise koodi. 10. Kuidas saada DNA ühe ahela nukleotiidse järjestuse alusel teise DNA ahela nukleotiidne järjestus? A-T G-C 11. Kuidas saada DNA ühe ahela nukleotiidse järjestuse alusel RNA molekuli nukleotiidne järjestus? A-U G-C 12. Kirjelda replikatsiooni etappe. (Kasuta kindlasti mõisteid: DNA biheeliks; DNA-polümeraas; ensüüm; komplementaarne; nukleotiid; tütarahel)
vanusest, imikutel moodustab vesi 75%, noorukitel 65%, täiskasvanutel 60% ning eakatel inimestel 55% kehamassist. 2/3 kogu keha veest on rakusisene ning 1/3 rakuväline. Kõikide biosüsteemide eksisteerimine vajab vet. universaalne lahusti, mis aitab toitainete transportimist ja omastamist ning ainevahetust; aitab säilitada hapete-aluste tasakaalu. aitab moodustada uusi kehaomaseid aineid 2. Sahhariidide biokeemia. Sahhariidid - ehitus, klassifikatsioon. Koosnevad: süsinik, vesinik, hapnik 3 rühma: 1.Monosahhariidid- Koosnevad C, H, O Sisaldavad aldehüüd- või ketoonrühma. glükoos C6H12O6, riboos C5H10O5 2.Oligosahhariidid- liitsüsivesikud. koosnevad 2..10 monoosijäägist, seotuna glükosiidsidemega 3.Polüsahhariidi: 1)Homopolüsahhariidid- Koosnevad paljudest ühe- taolistest monoosijääki-dest. Piir on kokkuleppeli-ne, on kõrgmolekulaarsed ühendid, mille molekul- mass peab 1000-sse küündima.
(polütsistroonne RNA) ja seejärel moodustatakse alles sellest mRNA, rRNA ja kõik tRNAd. tRNA geenid vahelduvad teiste geenidega ja töötavad kui transkriptsiooni signaali terminaatorid. Taimedel ja seentel on mtDNA märksa suurem: tRNA ei eralda geene; Mittekodeerivad järjestused geenide vahel; Transkriptsiooni ei termineeri tRNA geenid; Esinevad intronid, mida imetajatel ei ole mtDNAs; Transkriptsioon monotsistroonne (sama mis geen). mtDNA genoomi translatsioon: Mitokondriaalsel mRNA'l ei ole 5' otsa. Translatsiooni kasutatakse spetsiifilisi faktoreid:initsiatsiooni faktor (IF), elongatsooni faktor (EF) ja vabastamise faktor (RF). AUG on start koodon. Taimedel universaalne kood, teistel üksteisest veidi erinev ja sarnaneb prokarüootidele. mtDNA praktiline kasutamine: Kerge isoleerida ja amplifitseerida. Saab jälgida emaliini populatsioonis, sest enamus tuleb emalt. On "haploidne" ja kergesti muutuv, peaaegu 10-100x kiirem muteerumine. Muutused
Geenitehnoloogia kordamisküsimused 1.Suhkrute lühiiseloomustus Suhkrud ehk sahhariidid on orgaanilised ained, mille koostisse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik. Sahhariidid jaotatakse kolme rühma mono-, oligo- ja polüsahhariidid. Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud koosnevad enamasti kolmest kuni kuuest süsinikust. Neist tähtsamad on viiesüsinikulised riboos ja desoksüriboos, mis kuuluvad nukleiinhapete koostisesse. Lisaks on olulised kuuesüsinikulised glükoos ehk viinamarjasuhkur ja fruktoos ehk puuviljasuhkur, mis mõlemad on olulised makroenergilised molekulid, mida organismid kasutavad oma elutegevuseks
VALKUDE STRUKTUUR Aminohapped: -Kõik kodeeritud aminohapped on - aminohapped Kõik kodeeritud aminohapped on L- aminohapped -Valkude järjestuses saab eristada N- ja C- terminust- vastavalt amonohapete paiknemisele järjestuses -Kõik kodeeritud aminohapped on L-optilises isovormis -Aminohappeid iseloomustab spetsiifiline pH väärtus, mille juures ta ei ole laetud pI, isoelektriline punkt Hüdrofiilsed aminohapped Figure 3-2 Hüdrofoobsed ja mittepolaarsed aminohapped Peptiidside- tagab valkude primaarstruktuuri Moodustub kondensatsioonireaktsiooni käigus -oligopeptiidid -polüpeptiidid Peptiidside on planaarne, osaliselt kaksiksidemelise olemusega- tänu resonantsefektile Resonantsefekt tagab ka peptiidsideme pikkuse 1,33A (vs.1,45A) Tänu resonantsile on peptiidside jäik ja samatasapinnaline- trans peptiidside Pro- tsükliline kõrvalahel välistab pöörde-cis peptiidsidemed- - pööre Peptiidside on keemiliselt vähereaktiivne- s
metalliioonid. Kui mitte-AH osa on funktsionaalselt oluline, siis nim seda prosteetiliseks rühmaks. Sõltuvalt mitte-AH osast jaotatakse valgud glüko-, lipo-, nukleo-, fosfo-, metallo-, hemo- ja flavoproteiinideks. Valkude arhidektuuris eristatakse nelja struktuuritasandit: - Primaarstruktuur – aminohappe järjestus polüpeptiidis – kovalentsed (peptiid-ja disulfiid-) sidemed - Sekundaarstruktuur – valgu lokaalsed struktuuriühikud – vesinik sidemed lähestikku asuvate AHjääkide vahel. Polüpeptiidahela mingi osa lokaalne konformatsioon, mis on stabiliseeritud vesiniksidemetega aminorühma vesiniku ja karbonüülrühma hapniku vahel. Valgu sekundaarstruktuur kirjeldab, kuidas polüpeptiidahel ennast ruumiliselt paigutab. Levinumad sekundaarstruktuuri tüübid on a-heeliks ( valk on keerdunud spiraalina) ja b-voldik ehk leht ( ahela osad paiknevad kõrvuti).
Molekulid, kus üks struktuuriüksus esineb palju kordi, see üksus võib koosneda ühest või mitmest erinevast monomeerist. 2. Millised biopolümeerid esinevad rakkudes? Nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid, ligniin (moodustab suure osa taimse materjali rakukestadest). 3. Nukleotiidide suhkrujääkide lühiiseloomustus. Riboos ja desoksüriboos, 5-süsinikulised suhkrud ehk pentoosid, erinevus seisneb selles, et desoksüriboosil on 2. süsiniku juures hüdroksüülrühma asemel vesinik 4. Nukleotiidide lämmastikaluste lühiiseloomustus. Dna nukleotiidide lämmastikalused on Adeniin, Guaniin, Tsütosiin ja Tümiin, Rna nukleotiidides on 3 lämmastikalust samad, kui Tümiini asemel on Uratsiil. Lämmastikalused võivad olla suuremad, kahetsüklilised puriinid (A ja G) või väiksemad, ühetsüklilised pürimidiinid (C, T ja U). Lämmastikalused on omavahel komplementaarsed ja komplementaarsete lämmastikaluste vahel moodustuvad vesiniksidemed-- A
ENNUSTADA NÄHTUSI/FAKTE, MILLE OLEMASOLU HILJEM EKSPERIMENTAALSELT TÕESTATAKSE 2. Elu organiseerituse tasemed - MOLEKULAARNE tase – molekulaarbioloogia, geenitehnoloogia, süsteemibioloogia (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
ENNUSTADA NÄHTUSI/FAKTE, MILLE OLEMASOLU HILJEM EKSPERIMENTAALSELT TÕESTATAKSE 2. Elu organiseerituse tasemed - MOLEKULAARNE tase molekulaarbioloogia, geenitehnoloogia, süsteemibioloogia (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
Geenitehnoloogia kordamisküsimused 1.Suhkrute lühiiseloomustus Suhkrud (süsivesikud)- orgaanilised ühendid, mille koostisesse kuuluvad süsinik (C), vesinik (H) ja hapnik (O). Suhkruid jagatakse 3 rühma: 1)Monosahhariidid (lihtsuhkrud) (üks tsükkel)- kõige lihtsamad süsivesikud, mis koosnevad 3-6 süsinikuaatomist. Tähtsamad neist on: 1. 5-süsinikuga e pentoosid · riboos (C5H10O5)- kuulub RNA (nukleotiidi) koostisesse. · desoksüriboos (C5H10O4)- kuulub DNA (nukleotiidi) koostisesse. 2. 6-süsinikuga (heksoosid) i
peaahela elementide vahel stabiliseerivad molekuli on: 1. heeliks 2. struktuur heeliks: 1951 Paulig · Ainuke heeliks, mis vastab piiranguteta Ramachandrani kaardile ja millel on energeetiliselt kasulikud regulaarsed H sidemed · 3.6 aminohapet tiiru peale heeliksi tõus 1,5Å · Keskmine heeliski pikkus 12 aminohappe jääki, 18Å · Peptiidrühma karbonüül moodustab H sideme n+4 peptiirühma NH rühmaga, iga amiidi vesinik ja karbonüüli hapnik moodustavad sideme · Heeliksi sisemuses aatomid tihedalt pakitud · Mitu heeliksit võivad valgus omakorda kokku keerdunud olla heeliks on paremakäeline heeliks Regulaarsete (korduvate) ja väärtustega sekundaarstruktuurid II struktuur: Paulig ja Corey 1951 volditud leht H sidemed ei moodusta sama ahela vaid külgneva ahela rühmitustega. Stabiliseerivad H
Protsessis on kolm faasi: initstiatsioon -> elongatsioon -> terminatsioon. Ribosoom läbib selle käigus valgusünteesi ribosoomi tsükli. Vastavalt faasidele toimub: funktsionaalse ribosoomi moodustumine -> aminohapete lisamine peptiidahelasse -> sünteesitud valgu vabastamine ribosoomist. Tegu on kahe-astmelise dekodeerimisprotsessiga: 1. preribosomaalne etapp -> aminoatsüül-tRNA süntees 2. ribosomaalne etapp -> koodon-antikoodon translatsioon ja peptidsideme süntees ribosoomil. Avatud lugemisraam e valkukodeeriv järjestus - nukleiinhappe järjestus, mis sisaldab järjestikuseid aminohappeid kodeerivaid koodoneid ja mis algab initsiaator-koodoniga ning lõpeb stop-koodoniga. Initsiaator-koodonile eelneb ribosoomi sidumispiirkond RBS (ribosomebinding site) ehk Shine- Dalgarno järjestus. BAKTERIAALNE INITSIATSIOON: · IF1 ja IF 3 koos ribosoomi väikese subühikuga ja fMet-tRNAi seondub mRNAle-RBSile,
annaabi.ee 
