indutseeritud geenivaigistamiskompleksi (RISC). Selle enim uuritumaks tulemiks on post-transkriptsiooniline geenivaigistamine . See ilmneb siis, kui guide-ahel paardub mRNA komplementaarse järjestusega ning katalüütiline RNA indutseeritud geenivaigistamiskompleksi(RISC-i) komponent argonaut tekitab lõike. See protsess on jaotunud süsteemselt terves organismis hoolimata siRNA piiratud molaarsest kontsentratsioonist. Tänu selektiivsele RNAi mõjule geeniekspressioonis on see väärtuslikuks uurimisvahendiks nii rakukultuurides kui ka elavas organismis. Viies sünteetilist dsRNA rakkudesse, võib see kutsuda esile konkreetsete huvipakkuvate geenide supressiooni. RNAi saab kasutada ka raku suuremahulise geenide väljalülitamise korral, kui süstemaatiliselt lülitatakse välja kõik geenid, aitamaks tuvastada komponente teatud raku protsessidel, nagu raku jagunemisel. Lisaks on RNAi paljutõotav töövahend nii biotehnoloogias kui ka meditsiinis.
seega on olemas varukoopia • Retsesiivsete alleelide maskeerimine domineerivate metsiktüüpi alleelide abil Aseksuaalne paljunemine • Polüploidsus võib mõjutada sugu viisidel, mis pakuvad valikulist eelist • Polüploidsuse tõttu tekkinud aseksuaalne organism on võimeline reprodutseerima ilma partnerita Kahjulikkus • Muutused rakkude ehituses • Genoomi koostise suurendamine organismis toob kaasa tavaliselt ka rakumahu kasvu • Geeniekspressioonis kahjulikud muutused • Probleemid mitoosis • Probleemid meioosis Geeniekspressiooni kahjulikud muutused • Seda probleemi on suhteliselt vähe uuritud • Mõju on suhteliselt väike • See kahjulik külg pole saanud ka kinnitust ei taimedel ega ka loomadel Probleemid mitoosis • Polüploidsus on probleemiks normaalse mitoosi protsessi lõppemiseks • Suurem risk aneuploidsete rakkude tekkimisel • Esineb tundlikkust mitootilistes
geenid ja reproduktsiooniga seotud geenid. Põhjuseks positiivne selektsioon (selektsioon aminohapete asenduse suunas, et suurendada mitmekesisust). Divergents geenide arvus: Täpne arv pole teada, kuid arvatavasti väga sarnane. Mõnedes geeniperekondades on toimunud areng erinevates suundades. Näiteks olfaktoorsete retseptorite perekond, hiirel 3x rohkem kui inimesel (1200 vs. 400). Hiire genoomis on deletsioonid toimunud näiteks pseudoatusomaalsetes regioonides. ·Divergents geeniekspressioonis: Ortoloogsete geenide ekspressioonis on erinevused eelkõige RNA protsessingus ja promootorite alternatiivses kasutamises. Samuti erineb liikide vahel geeniekspressiooni muster ajaliselt ja ruumiliselt. ·Hajuskordused: Transposeerumise tagajärjel on inimgenoomis umbes 45% kordusi, hiires 35%. Ka LINE järjestusi inimeses rohkem. Suurim erinevus SINE levikus. Inimesel üks (Alu), hiirel neli perekonda. B2, ID, B4 tekkinud tRNA geenidest; B1 tekkinud 7SL RNA-st
kanali kaudu (mille moodustavad 5 “avanevat” ikosaeedri tahku) ja moodustab sfäärilise (diameeter 320 nm) core-struktuuri. - Core-struktuur ei dissotseeru ja DNA ei vabanemist ja transporti tuuma ei toimu. Seega on mimiviiruse replikatsioon täielikult tsütoplasmaatiline. Seda võimaldab virionis olev RNA polümeraas. Kui viirus vajab tuumseid faktoried, siis transporditakse need tuumast välja. - Geeniekspressioonis on selgesti eristatavad varajane, vahepealne ja hiline faas. Mass- sekveneerimine on näidanud, et varajase promooteri konsensus on AAAATTGA. Kokku ekspresseeritakse ca 1000 valku - Viiruse DNA replikatsioon käivitab sfäärilise core-struktuuri dissotseerumise. Moodustuvad koonusja struktuuriga “viiruse vabrikud”, mille arv vastab alguses ligikaudselt rakku sisenenud virionide arvule. Hilisemas infektsioonis võivad “vabrikud”
Põhjuseks positiivne selektsioon (selektsioon aminohapete asenduse suunas, et suurendada mitmekesisust). Divergents geenide arvus: Täpne arv pole teada, kuid arvatavasti väga sarnane. Mõnedes geeniperekondades on toimunud areng erinevates suundades. Näiteks olfaktoorsete (haistmisega seotud) retseptorite perekond, hiirel 3x rohkem kui inimesel (1200 vs. 400). Hiire genoomis on deletsioonid toimunud näiteks pseudoatusomaalsetes regioonides. Divergents geeniekspressioonis: Ortoloogsete geenide ekspressioonis on erinevused eelkõige RNA protsessingus ja promootorite alternatiivses kasutamises. Samuti erineb liikide vahel geeniekspressiooni muster ajaliselt ja ruumiliselt. Hajuskordused: Transposeerumise tagajärjel on inimgenoomis umbes 45% kordusi, hiires 35%. Ka LINE järjestusi inimeses rohkem. Suurim erinevus SINE levikus. Inimesel üks (Alu), hiirel neli perekonda. Mis eristab meid genoomsel tasandil
o DNA modifikatsioonid o Valkude modifikatsioonid o Geenide, kromosoomide kadu diferentseerumisel Epigeneetiline regulatsioon - Mehhanismid mille käigus on DNA, RNA või valgud keemiliselt või struktuurselt nii muudetud et säilub nende primaarne järjestus kuid on muutunud funktsioon - Olulise tähtsusega on modifikatsioonid rakulise elutegevuse regulatsioonis, geeniekspressioonis, DNA replikatsioonis ja rekombinatsiooniprotsesside toimumises Epigeneetilise regulatsiooni all mõeldakse – DNA metülatsiooni/ hüdroksümelatsiooni/ atsetüleerimist jne 47.Suguline orientatsioon - Tüübid – heteroseksuaalsus, homoseksuaalsus, biseksuaalsus (dsx geen) - Sugu – geneetiline (X, Y tüüp, loode biseksuaalne), gonaadne, fenotüübiline (sekundaarsed sootunnused)
o või tsütokroom d oksüdaas: 1) kõrge hapniku kontsentratsioon aktiivne on hapniku suhtes madala afiinsusega tsütokroom o oksüdaas (kodeeritud geenide cyoABCDE poolt) 2) Madal hapniku kontsentratsioon aktiivne on hapniku suhtes kõrge afiinsusega tsütokroom d oksüdaas (kodeeritud geenide cydAB poolt) Vastavate geenide transkriptsiooni reguleerib ArcB/ArcA 2-komponendiline süsteem. Mõlema tsütokroomi geenid on Fnr poolt represseeritavad. Muutused geeniekspressioonis kui energiat genereeritakse ühel viisil, on teiste energia genereerimisviisidega seotud geenid represseeritud. 1) Erinevate reduktaaside geeniregulatsioon Aeroobsetes tingimustes on represseeritud geenid, mis kodeerivad nitraadi reduktaasi, fumaraadi reduktaasi ja teisi reduktaase ning toimub ainult aeroobne hingamine. Hapniku puudumisel, kuid nitraadi olemasolul on aktiveeritud ainult nitraadi reduktaasi geen. Samas on
strukturaalseteks üksusteks. Nonsense mediated decay (NMD) ühe või enam eksoni vahele jätmine, mis põhjustab ekson-intron liidese vahetus 3' läheduses Stop koodoni sissetuleku. Kõigi korrektselt splaisitud mRNAde puhul Stop koodon on viimases eksonis. Nonsense mediated decay vahendab kiiret mRNAde lgundamist, kus Stop koodonid esinevad mRNAs enne viimast splaisiliidest. Muteerides uuritavat transkriptsiooni regulaatorit nii, et see enam ei funktsioneeri, tuleb kaardistada muutus geeniekspressioonis. Geenid, mille ekspressioon on selle tagajärjel muutunud, ongi antud transkriptsiooniregulaatori märklaud geenid. Heat-shock geenid - Nende geenide ekspressiooni regulatsiooni mehhanism on evolutsiooniliselt kujunenud selliseks, et ekstremaalsetes tingimustes on transkriptsiooniks kõik olemas, st pole vaja kromatiini lahti pakkida ega transkriptsiooni preinitsiatsiooni kompleksi kokku panna. Peaagu kõik mRNAd sisaldavad järjestust AUAAA, mis asub polü(A) sabast 10-35bp ülavoolu. Kui
geenilt kodeeritud pre-mRNA eriviisiline (alternatiivne) splaissing, mille tulemusel saadakse ühe geeni alusel valgu paljusid isovorme (nt. koespetsiifilisi). 12. Epigeneetiline regulatsioon Need on mehhanismid, mille käigus on kas DNA, RNA või valgud keemiliselt või struktuurselt nii muudetud, et säilub nende primaarne järjestus, kuid muutunud on funktsioon. Olulise tähtsusega on sellised modifikatsioonid rakulise elutegevuse regulatsioonis, geeniekspressioonis, DNA replikatsioonis ja rekombinatsiooniprotsesside toimumises Epigeneetlise regeultasiooni all mõeldakse: DNA metülatsiooni DNA hüdroksümetulatsiooni DNA atsetüleerimist histoonide modifitseerimist kromatiini remodellerimist RNA metülatsiooni siRNA, miRNA, shRNA regulatsiooni 13. Krossingover krossingover e. ristsiire (ingl. Crossing over)- Protsess, mille
RNA interferentsiks on olulised kaks tüüpi väikeseid RNA molekule: mikroRNA (miRNA) ja väike interfereeriv RNA (siRNA). Väikesed RNA-d võivad seonduda teistele RNA-dele, tõstes või alandades nende aktiivsust (nt seondudes mRNA-le, takistavad nad sellest toimuva translatsiooni. RNA interferentsil on oluline roll rakkude kaitses parasiitsete geenide vastu, organismi arengu suunamises ja geeniekspressioonis üldiselt. Dicer ja Argonaute : nende valkude funktsioon, olulisemad domeenid ja toimemehhanism Dicer on RNaas III perekonna endoribonukleaas, mis lõikab dsRNA-d and pre- mikroRNA-d lühikesteks 20-25 bp pikkusteks dsRNA-deks (2 bp jääb 3’-otsast üle ulatuma). Dicer koosneb 3 domeenist: 2 RNaas III domeeni ning üks PAZ domeen. Interageerub abivalkudega.
Suurem osa CNVsid esineb mittekodeerivates geenide eksonites, promootorite ja CpG saartes. Kõige vähem CNVsid konserveerunud elementides. Duplikatsioonid on vähem tõenäoliselt patogeensed ning on tihedamini positiivse selektsiooni all, mis juhib evolutsiooni. Deletsioonid on sagedamini patogeensed ning negatiivse selektsiooni all. • • Üle 40% kõikidest teadaolevatest koopiaarvu varieeruvustest kattuvad teiste geenidega. See näitab, et neil on olulie roll geeniekspressioonis. • 21 trisoomia – downi sündroom, X monosoomia – Turneri sündroom, XXY – Klinefelteri sündroom – kindel kliiniline tagajärg, kuid paljudel siiski seda pole. Koopiaarvult stabiilsed regioonid on tundlikud ning nedes on CNVde esinemine tõenäoliselt seotud haigustega. • • CNV-de effekt indiviidi genoomi funktsioonile (s.t. ka populatsiooni fenotüübilisele diversiteedile): polümorfsed CNVd ja normaalne
36. Kuidas tuvastada transkriptsiooniregulaatorite märklaud geene? Muteerides uuritavat transkriptsiooni regulaatorit (selle leidmiseks võib kasutada nt DNase I footprintingut, mis näitab valgu asukohta (valk DNA-l, hakatakse lõikama lühikesi juppe, märgistatud 32P-ga) ja EMSA-ga saab tuvastada (tekitatakse radioaktiivne DNA ja seotakse sellega valgulüsaat, pärast lahustatakse geelis kompleks liigub aeglasemalt)) nii, et see enam ei funktsioneeri, tuleb kaardistada muutus geeniekspressioonis (DNA 10 microarray analüüsi abil). Geenid, mille ekspressioon on selle tagajärjel muutunud, ongi antud transkriptsiooniregulaatori märklaud geenid. 37. Miks kasutatakse "heat-shock" geenide promootoreid? Heat-shock geenide (näit hsp70) transkriptsioonil, peatub RNAPolII pärast esimese 25bp sünteesi, aga ei termineeri transkriptsiooni
Aluseline pH indutseerib näiteks SOS DNA reparatsiooni moduloni. Happelise pH korral tõuseb resistentsus mutageenidele ning elektrofiilsetele reagentidele. 68 pH muutused kutsuvad esile ka muutusi rakkude käitumises. Happelise keskkonna korral ilmneb rakkudel negatiivne kemotaksis rakud eemalduvad ebasoodsast keskkonnast. Sel juhul ei ole tegemist muutustega geeniekspressioonis, vaid kemoretseptoritele saabunud signaalide alusel muutub viburite pöörlemissuund. 69 16. DNA replikatsiooni ja rakutsükli regulatsioon Bakteril E. coli on 5 DNA polümeraasi. DNA polümeraas III on põhiline DNA replikatsiooni läbiviiv ensüüm. DNA polümeraasid I ja II osalevad DNA reparatsioonil, Pol I ka Okazaki fragmentide protsessimisel. DNA polümeraasid IV (DinB) ja V (UmuD´ 2C) on seotud vigaderohke DNA sünteesiga
mille pH, toitainete ja hapniku kättesaadavus on määratud ümbritsevate rakkude ja veekanalite lähedusega ümbritsevas EPS-i maatriksist. Biofilmi moodustumises eristatakse 3 etappi: 1. Kinnitumine Lühiajaline kinnitumine niiskele pinnale kinnitunud bakterirakud on võimelised mööda pinda liikuma, kas piilide või viburite abil. Samas, enamik selles etapis olevatest rakkudest võivad irduda pinnalt ning muutuda planktiliseks. Pinnaga esmase kontakti loomisel toimuvad geeniekspressioonis ulatuslikud muutused, mis kajastuvad bakteri fenotüübis. Näiteks Proteus mirabilis tunnetab pinnale kinnitumist viburi pöörlemise takistatuse kaudu (vibur on mehhanosensoriks). Seejärel vallandub rakus signaalikaskaad, mille tulemusena lühikeste ja väheste viburitega liikuvast peritrihhist areneb 20-40 korda pikem, mitmete kromosoomidega ning enam kui 50 korda viburirikkam, P. mirabilise voogav rakk. Sellised voogavad rakud hõivavad vaba pinna. Näiteks
annaabi.ee 
