Paljud perekonna liikmed võivad olla mittefunktsionaalsed s.t. pseudogeenid ja geenide fragmendid. *Klassikalised geeniperekonnad on järjestuselt väga sarnased ja tekkinud peamiselt duplikatsioonide tagajärjel (histoonid, globiinid). *Mõnedes geeniperekondades esineb homoloogia vaid teatavate konserveerunud domäänide osas (transkriptsioonifaktorid). *Mõnedes geeniperekondades esineb homoloogia vaid teatavate konserveerunud lõikude osas (sarnaseid lõhikesi motiive omavad geeniproduktid)(DEAD box, WD kordus). *Mõned evolutsiooniliselt kauged geeniperekonnad liigitatakse superperekondadesse (produktid strukturaalselt ja/või funktsionaalselt kaudselt seotud, nt. immuunglobuliinide ja G-valkudega seotud retseptorite superperekond) Geeniperekondade organisatsioon genoomis: *Geeniperekondi jaotatakse ka klasterdumise järgi. Klastritest väljaspool asuvaid perekonna liikmeid nimetatakse orb geenideks (orphan gene). *Enamik klasterdatud geene on tekkinud tandeemsete
organismi, mürgised ained. Perinataalsed- kujunevad sünnituse käigus. Saavad olla ainult keskkondlikud. Kas traumad või nakkused. Postnataalsed- kujunevad peale sündi. Saavad olla keskkondlikud, kas füüsilised või sotsiaalsed. Sotsiaalsed jagunevad omakorda suhted ja õpetamine. GENEETILISED TEGURID Pärilikud prenataalsed Vanema(te) sugurakkudes sisaldub geneetiline info defektne pärandatakse järglasele järglasorganismi geeniproduktid düsfunktsionaalsed- rakkude arengu häiritud Geneetilised 12 Kromosoomide lahknemise häired meioosis või geenmutatsioonid selle järgselt geeniproduktid düsfunktsionaalsed rakkude areng häiritud 1.-22.kromosoomid autosoomid ehk kehasoomid X ja Y kromosoomid- gonosoomid ehk sugukromosoomid Geneetilised hälbed Haigused või seisundid, mis on põhjustatud ebanormaalsusest isiku geneerilises materjalis
- 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. Alleelide lahknemisseadus – alleelid lahknevad ja tekib järgnev põlvkond. 3. Geenide sõltumatu lahknemise seadus Mendel: geenid ja nende pärandumine
Elimineeritakse rakud, kes ei tunne ära oma MHC-d. Pro-T rakk migreerub tüümusesse raseduse 8-9 nädalal, veel ei ekspresseerita pinnaretseptoreid (CD4, CD8, TCR); ei ekspresseerita veel RAG1 ja RAG2 valke, mis vajalik TCR ümberkorraldusteks. MHC VALGUD on kõrgelt polümorfsete geenide produktid, mida ekspresseeritakse erinevate rakkude pinnal. Koosneb ca 100 geenist. Indiviidide vahel erinevad alleelide DNA järjestused 5-10 % st. eri indiviidide poolt ekspresseeritavad geeniproduktid on unikaalset struktuuri erinevustega. MHC alleelide vahel võivad aminohapete erinevused olla kuni 20 aa. MHC molekulid, mida antud indiviidil ekspresseeritakse, ei muutu elu jooksul. Koesobivusantigeen I (MHC I) - raku pinnal asuv valgukompleks, millega seonduvad rakus sünteesitavate valkude fragmendid. On glükoproteiinid, mida ekspresseeritakse kõigi tuumadega rakkude pinnal. Sisaldavad kahte peptiidahelat: · raske e. -ahel sisaldab 3 domääni: i. 1
Isendi tunnus, mis on määratud ema poolt. 8. Keemilised gradiendid. Hunchback-, Bicoid-, Caudal- ja Nanos- valkude keemilised gradiendid reguleerivad blastodermis geenide diferentseeritud aktiveerumist/inaktiveerumist , mis viib embrüo eesosa ja tagaosa segmentide moodustumiseni. 9. Arengumustri teke. Äädikakärbsel: tsütoskeleti toimel põhjustatakse raku arengus asümmeetria teke. Sugurakkude liin eristub pärast raku jagunemist. Emasorganismi geeniproduktid (keemiline gradient) määravad embrüos esiosa/tagaosa ja selgmise/kõhtmise sümmeetriateljestiku. 10. Geenidoos. Geeni (alleeli) efektiivsete koopiate arv indiviidi genotüübis. 11. Soo määramise protsess. X:A-suhte tuvastamine. Numeraatorvalkude puudumine põhjustab Sxl-geeni inaktivatsiooni ja arengu XY-embrüo suunas. Numeraatorvalkude ülejääk aga Sxl-geeni aktivatsiooni ja arengu XX-embrüo suunas. 12
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. o RNA-ga seonduv vaigistamine (miRNA-d ja sRNA-d jt) o Histoonide modifikatsioon o Ema munarakuga kaasatulevad geeniproduktid, mis käivitavad loote arengu esimesed etapid Geenide vermimine „Vanemlik mälu“ Mendeli seadused Johann Gregor Mendel. Õpetus pärilikkusest ja muutlikkusest o Mis on pärilikkus? o Mis on muutlikkus? Inimene o Füüsiline osa (suurus, koostis, areng) o Vaimne osa (hing, käitumine, õppimine) Pärilikkuse üksusteks on geenid Geeni eri vormid on alleelid
L peptiid lõigatakse ära ER-i lumenis veel eraldi olevatelt raskelt ja kergelt ahelatelt st. enne nende ühinemist Ig molekuliks, mis toimub ER cisternae's (siin AK assembleerumine ja glükosüleerimine). Edasi suunatakse AK Golgi'le ja sekretoorsesse vesiikulisse, kus ta kas seotaks membraani külge (mIg) või sekreteeritakse keskkonda (sIg). Rekombinatsiooni viivad läbi spetsiifilised rekombinaasid. RAG 1 ja RAG2 ning TdT on ainsad lümfoidse päritoluga geeniproduktid, mis on vajalikud VDJ ümberkorraldusteks. Tsütokiinid avavad DNA rekombinaasi jaoks. 16. B lümfotsüütide valmimine B-rakkude arengu hõlmab kaks faasi: 1) AG- sõltumatu B-rakkude küpsemise faas luuüdis; 2) küpsete B-rakkude antigeenist sõltuv aktivatsioon ja differentseerumine perifeerias, mille tulemusena tekivad antikehi sekreteerivad plasma rakud ja mälu B-rakud. B-rakkude areng saab alguse lümfoidsetest tüvirakkudest, need prolifereeruvad ja
(metazoa) või intronitega (taimed ja alamad eukarüoodid), Esineb mitokondriaalse RNA editing (taimed, algloomad), Erinevused mt geneetilise koodi kasutamises loomarühmade vahel. 12. Plastiidide genoom ehk plastoom. Genoom semiautonoomne, funktsionaalseks ühikuks nukleoid (DNA, RNA ja valkkompleks), Plastiidide pärandumine on valdavalt emapoolne, ka isapoolne (vähemalt 40 näidet), Kloroplastide DNA (cpDNA) on tsirkulaarne 30-200 kb. Esineb editing (toimetamine). Geeniproduktid seotud kas fotosünteesi või geeniekspressiooniga. Genoom väga geenitihe, lühikeste speiseritega. 13. RNA geenid ja nende klassid. Momendil üle 3000 RNA geeni, arv on arvatavasti tugevalt allahinnatud: >1500 Antisense RNA, ~500 tRNA, ~250 5S rRNA, ~175 5.8S rRNA, ~175 18S rRNA, ~175 28S rRNA, ~200 miRNA, ~100 snRNA ja ~200 snoRNA geeni. rRNA geenid: Inimesel umbes 700-800 rRNA geeni (16S ja 23S ribosomaalse rRNA ja 28S, 5.8S, 5S ning 18S tsütoplasmaatilise rRNA
sügoogi esimestel jagunemistel avalduvate regulaatorainete toime 248. Keemilised gradiendid: määravad embrüos esiosa/tagaosa (anterioorse-posterioorse, AP) ja selgmise/kõhtmise (dorsaalse- ventraalse, DV) sümmeetriateljestiku 249. Arengumustri teke: Arengumustri teke äädikakärbse- tsütoskeleti toimel põhjustatakse raku arengus asümmeetria tekesugurakkude liin eristub pärast raku jagunemistemasorganismi geeniproduktid (keemiline gradient) määravad embrüos esiosa/tagaosa ja selgmise/kõhtmise sümmeetriateljestikuorganismi põhigeenid määravad embrüo segmentatsiooni ja spetsialiseerumise ning rakkudevaheliste signaaliülekandega eri tüüpi rakukihtide moodustumise ja organite tekke (morfogenees) 250. Geenidoos: tunnust määravate geenikoopiate (ka alleelide) arv, millega määratakse ära moodustuva produkti hulk ja tunnuse intensiivsus või normaalsus 251
ebasoodsalt) 2. Perinataalsed tekivad sünnituse ajal. o Keskkondlikud traumad ja nakkused 3. Postnataalsed tekivad ja avaldavad mõju peale sündi. o Keskkondlikud: füüsilised ja sotsiaalsed. Sotsiaalsete all on suhted ja õpetamine. Geneetilised tegurid - Pärilikud vanemate sugurakkudes sisalduv geneetiline info defektne, pärandatakse järglasele, järglasorgamismi geeniproduktid on düsfunktsionaalsed, rakkude areng on häiritud. - Geneetilised kromosoomide lahknemise häired meioosis või geenmutatsioonid selle järgselt, geeniproduktid selle tagajärjel düsfunktsionaalsed ja rakkude areng on häiritud. Autosoomid e kehakromosoomid - 1.-22. kromosoom Gonosoomid e sugukromosoomid - X ja Y kromosoomid Geneetilised hälbed Haigused või seisundid, mis on põhjustatud ebanormaalsustest isiku geneetilises materjalis. o Monogeensed
Selgmine-kõhtmine telg Keha esiosa-tagaosatelg 3. Sügootsed arengugeenid Segmentatsioonigeenid Homeootilised geenid Rakutüüpide spetsialiseerumine (silm) 3. Arengumustri teke Arengumustri teke äädikakärbsel (Drosophila sp.). Tsütoskeleti toimel põhjustatakse raku arengus asümmeetria teke. Sugurakkude liin eristub pärast raku jagunemist. Emasorganismi geeniproduktid (keemiline gradient) määravad embrüos esiosa/tagaosa (anterioorse-posterioorse, A–P) ja selgmise/kõhtmise (dorsaalse-ventraalse, D–V) sümmeetriateljestiku. Organismi põhigeenid määravad embrüo segmentatsiooni ja spetsialiseerumise ning rakkudevaheliste signaaliülekandega eri tüüpi rakukihtide moodustumise ja organite tekke (morfogenees). 4. Mittegeneetilised tunnused (näited)
molekulaarselt on letaalsed alleelid nn. Funktsiooni kaotanud alleelid, mis olulised organismi norm arenguks 4. Mittetäielik domineerimine heterosügoodi fenotüüp vahepealne; molekulaarselt ei ole dominantse geeni poolt sünteesitud geeniprodukt piisav täielikuks tunnuse avaldumiseks 5. Kodominantsus mõlemad alleelid on heterosügoodil ekspresseeritud; molekulaarselt on geeniproduktid veidi omavahel erinevad ja nad ka funktsioneerivad veidi erinevalt, kuid nad mõjutavad fenotüüpi võrdselt 6. Üledomineerimine evolutsiooniliselt välja kujunenud olukord, kus heterosügootne seisund on kasulikum kui kumbki homosügoot; näiteks heterosügoot resistentne infektsioonile, dimeerne valk aktiivsem, valk töötab laiemates keskkonna tingimustes jne. 7
lac-promootor lacZ lacY. Juhul, kui lacZ geeni algusosas tekib mutatsioon, mis tekitab sinna translatsiooni stop koodoni, mõjutab see oluliselt ka geeni lacY translatsiooni efektiivsust. 12. Käitumise geneetiline kontroll Käitumine on koordineeritud neuromuskulaarne vastus keskkonna signaalidele, milles osalevad nii sensoorsed, neuraalsed kui ka hormonaalsed faktorid. Närvisüsteemi struktuuri ja funktsioneerimist mõjutavad paljud erinevad geeniproduktid. Piisab ühe geeniprodukti kvantitatiivsest või kvalitatiivsest muutusest, et avalduksid käitumuslikud muutused. Samas tuleb seost geeniproduktide ja käitumise vahel käsitleda kompleksselt. Näiteks teatavate geenide alleelid võivad muuta indiviidi vastuvõtlikumaks alkoholile, kuid alkoholismi väljakujunemisel on olulised ka indiviidi närvisüsteemi omapärasused ning see, kui stressitekitav on elukeskkond. Selgrootute käitumise geneetiline analüüs.
geenidele. Kui otsiti üles samad geenid hiire genoomis ja tehti vastavad knockout hiired, siis arhedelt pärinevate geenide inaktiveerimine osutus enamasti surmavaks, bakteritelt pärinevaid geene sai inaktiveerida, ilma et hiir sureks. Huvitav oli ka see, et arhede päritoluga geenid osalevad võrgustikes arhede päritolu geenidega, bakteriaalset päritolu geenid aga bakteriaalset päritolu geenidega. Tegelikult moodustavad võrgustiku mitte geenid, vaid geeniproduktid (valgud), mis rakus omavahel interakteeruvad. Nad sobivad hästi omavahel koos töötama. 22 BAKTERIRAKU MEMBRAAN, KAPSEL JA KEST Rakumembraan- koosneb fosfolipiidide kaksikkihist, kuhu on sukeldatud valgud. Rakumembraani funktsioonid 1. Ainete transport rakku ja eritamine rakust- suure eripinna tõttu mahub väikeste mikroobide membraani palju transportereid. 2. Biosünteetiline funktsioon
repressor. Valk represseerib emasspetsiifiliste geenide avaldumisr. Põhimõtteliselt sama valk, aga ühesuguste geenide avaldumise või teistsuguste geenide avaldumine, Transkriptsiooni repressor, mis seostub isaspetsiifiliste või emasspetsiifiliste geenidega. Alternatiivse splaissimise negatiivne ja positiivne kontroll – repressor seostub ja reguleerib. Eksoniga seotud splaissimise võimendi. Kui võimendi puudub, siis splaissimist ei toimu. Ühe geeni erinevad geeniproduktid: primaarse transkripti splaissimine: 1) kanooniline splaissimine – 2 intronit (kõik) eemaldatud, eksonid ühendatud 2) 2 intronit eemaldatud, ekson 2. eemaldatud, 1. ja 3. ekson ühendatud 70 3) krüptilised splaisssaidid – pole ideaalsed splaisssaidid, tekib mõnevõrra pikem ekson, (ühes intronis mitu 5’ splaisssaiti, 3’ splaisssaiti). 4) intron jäi väljasplaissimata 5) 1. ja 2. ekson ühendatud ja 1. ja 3. ekson ühendatud
annaabi.ee 
