Geenitehnoloogia arvestus I semester (0)

Kordamisküsimused Geenitehnoloogia I arvestuseks 2017
1.    Millised molekulid on polümeerid ?
Polümeerid on ained, mille molekulid koosnevad kovalentsete sidemetega seotud monomeeridest (nukleotiididest). Nt nukleiinhapped .
2. Nukleotiidide lühiiseloomustus.
Nukleotiidid on orgaanilised molekulid, mis moodustavad suuri bioploümeere nukleiinhappeid (DNA, RNA). Nukleotiidid koosnevad lämmastikalusest( adeniin , tümidiin, duaniin, tsütosiin; AT GC), suhkrust( pentoos , riboos , desoksüriboos ) ja fosfaatrühmast.
3. Nukleiinhapete lühiiseloomustus.
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Nukleiinhape moodustub korduvatest nukleotiididest. On kahte liiki nukleiinhappeid: 1)DNA-desoksüribonukleiinhape 2)RNA- ribonukleiinhape
4. Mida tähendab komplementaarsusprintsiip, mida DNA ahelate antiparalleelsus?
Komplementaarsusprintsiip- Kaksikahelaliste nukleiinhapete ehitusprintsiip. Selle kohaselt põhineb kindlate lämmastikaluste paardumine nukleiinhapete molekulides vesiniksidemete tekkimisel.
DNA: C-G; A-T
RNA: C-G; A-U ( uratsiil )
DNA ahelate antiparalleelsus- See tähendab, et paarduvad DNA ahelad on orienteeritud vastupidistele suundadele. Üks DNA ahel on 3’-5’ ja teine vastupidi.
5. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel?

• erinevad suhrujäägid (DNA-desoksüriboos; RNA-riboos)
  
• lämmastikalused (DNA-T; RNA-U)
  
• ahelad (DNA-kaksikahel; RNA-üksikahel)
  
• RNA omab katalüütilist funktsiooni ( ensüümid kindlustavad biokeemiliste reaktsioonide kulgemise organismis)
  

6. Kolm põhilist RNA-de klassi rakkudes, nende funktsioonid.
mRNA- kannab informatsiooni DNAlt ribosoomile. mRNAde kodeerivad järjestused määravad aminohappelise järjestuse sünteesitavas valgus.Rakulised organismid kasutavad seda geneetilise informatsiooni vahendajana; osaleb aminohapete kokkuliitmisel polüpeptiidideks. (messenger)
tRNA- Transpordib aminohappeid ribosoomi. tRNAl on piirkonnad aminohapete seondumiseks ja antikoodonregioonid koodonite äratundmiseks mRNA ahelal . Mittekodeeriv RNA. (transport)
rRna- ribosoomi katalüütiline komponent . Moodustab koos valkuteda tsütoplasmas nukleoprotiini e ribosoomi. Ühendab aminohapped omavahel valkudeks. Mittekodeeriv RNA(ribosoomi)
7. Mis on replikatsioon , kuidas see toimub?
DNA kahekordistumine, selle tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli.
Raku DNA replikatsioon algab spetsiifilistelt genoomi lõikudelt, mida kutsutakse originideks. DNA ahelate lahtikeerdumine origini kohalt ning uute ahelate süntees tekitavad aktiivse struktuuri, mida nimetatakse replikatsioonikahvliks. DNA polümeraas on ensüüm , mis sünteesib uut DNAd, lisades sünteesitavale ahelale nukleotiide , mis vastavad (komplementaarsuse alusel) algahelale. Lisaks DNA polümeraasile on replikatsioonikahvliga seotud veel palju teisi valke, mis aitavad kaasa DNA sünteesi alustamisele ning kulgemisele.
8. Mis on geen?
Geen on DNA järjestuse lõik, funktsionaalne ühik, mis kodeerib valku või struktuurset, katalüütilist või regulatoorset RNAd.
9. Mis on plasmiid ?
Kromosoomiväline rõngakujuline kaheahelaline DNA molekul , mis sisaldab autonoomset paljunemist võimaldavaid geneetilisi elemente. Mõnedel plasmiididel on geenid , mis tagavad plasmiidi stabiilse püsimise bakterirakus, näiteks toksiini-antitoksiini süsteemi kodeerivad geenid.
10. Mis on alleel , homosügootsus, heterosügootsus ?
Alleel – geeniteisend, geeni üks esinemisvorm ehk üks kahest või mitmest alternatiivsest geenivariandist, mis asuvad populatsiooni isendite homoloogiliste kromosoomide samas lookuses ja toimivad sama tunnuse kujunemisele, tekitades selle eri vorme või avaldumisastmeid.
Homosügootsus –  homosügootsuse korral on homoloogiliste kromosoomide samades piirkondades ühe geeni ühesugused alleelid .
a)      antud alleelide suhtes toodab homosügoot ühesuguseid sugurakke .
b)      Homosügootide ristamisel antud alleelide suhtes järglaspõlvkonna lahknemist ei toimu. Diploidse või polüploidse indiviidi genotüübi seisund, kus homoloogiliste kromosoomide samas lookuses asuvad ühe geeni ühesugused alleelid; näiteks dominantsed alleelid AA või retsessiivsed alleelid aa.
Heterosügootsus – homoloogiliste kromosoomide samas piirkonnas on ühe geeni erinevad alleelid(üks dominantne teine retsessiivne ).
a)      heterosügoot toodab selle alleelipaari suhtes erinevaid sugurakke. Pooltes on dominantne, pooltes retsessiivne alleel.
b)      Heterosügootide omavahelisel ristamisel toimub järgnevas põlvkonnas lahknemine . Diploidse või polüploidse indiviidi genotüübi seisund, kus homoloogiliste kromosoomide samas lookuses (või mitmes vaatlusaluses lookuses) asuvad ühe geeni erinevad alleelid. Nt üks alleel on dominantne ja teine alleel retsessiivne (Aa).
11. Mis põhjustab geenide ahelduse ?

• geenilookuste lähestikune paiknemine piki kromosoomi. Aheldunud geenid rekombineeruvad ristsiirde kaudu, mille sagedus oleneb geenidevahelisest kaugusest kromosoomis (Morgani seadus).
  

12. Transkriptsioon .

• Matriitssüntees , mille käigus sünteesitakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul . (ehk RNA molekuli süntees)
  
• Protsess toimub rakutuumas interfaasi ajal. Seda viib läbi ensüüm RNA-polümeraas
  
• DNA nukleotiidset järjestust, millega ensüüm (RNA-polümeraas) peab sünteesi alustamiseks ühinema, nimetatakse promootoriks.
  
• Transkriptsiooni käigus keeratakse DNA biheeliks järk-järgult lahti ning sünteesitakse ühe ahela teatava lõiguga komplementaarne RNA molekul.
  
• RNA süntees lõpeb, kui polümeraas jõuab DNA piirkonnani, mida nimetatakse terminaatoriks
  
• Transkriptsiooni produktiks on RNA ahel, milles tümiini (T) nukleotiidid on asendatud uratsiiliga (U).
  

13. Mis on promootor , mis on enhaanser ?

• promootor on spetsiifiline DNA järjestus, millega seostub RNA polümeraas, alustades sealt transkriptsiooni.
  
• enhaanser on DNA järjestus, mis määrab ajalis- ruumilis ekspressioonimustrit ja soodustab promootori aktiivsust.
  

14. RNAde struktuur ja funktsioon.

• RNA esmane struktuur – primaarstruktuur . Nukleotiidijääkide hulk ja järjestus RNAs. Tekib sünteesijärgselt.
  
• Teisane struktuur. Molekul, milles üksikahelalised lõigud vahelduvad kaksikahelaliste lõikudega. Omavahel paarduvad AU ja GC
  
• STRUKTUUR:
  
  • tRNA molekulide sekundaarstruktuuri iseloomustatakse "ristikheinalehe" kujuga.
    

• tRNA sekundaarstruktuuri moodustavad 4 kaksikahelalist osa (õlga) ja 4 üksikahelalist piirkonda (lingu), mis paiknevad vastavate õlgade otstes.
  
• " aktseptor -õlg", selle 3' otsa paardumata nukleotiididele liidetakse estersidemega aminohape .
  FUNKTSIOON:
  

• [Osaleb translatsioonil. Antikoodon paardub mRNA koodoniga, tRNA 3’ otsas olev aminohape seondub valguahelaga (ise lahti seletatud)]
  
• antikoodoni kolm nukleotiidi paarduvad mRNA koodoniga, mis on geneetilise translatsiooni ja geneetilise koodi strukturaalseks aluseks.
  
• (Antikoodoni järel paiknevad nn. hüpermodifitseeritud nukleotiidid, mis pole võimelised aluspaare moodustama, nii on tagatud translatsiooni täpsus.)
  
• tRNA teine oluline piirkond, 3' ots, paikneb aktseptor-õla otsas. tRNA kolm viimast nukleotiidi on CCA järjestus, mis seondub valguahela peptiidsideme moodustumist katalüüsiva piirkonnaga. tRNA 3' otsa seotakse ka (ensüüm aminoatsüül-tRNA ligaasi vahendusel estersidemega) vastav aminohape.
  

15. Aminohapete lühiiseloomustus.

• sisaldavad funktsionaalsete rühmadena amino- (-NH2) ja karboksüülrühma (-COOH) ning aminohappespetsiifilist kõrvalahelat.
  

• Aminohapped on kõikide valkude struktuurseteks ühikuteks (monomeerideks).
  
• (20st „standardsest“ aminohappest 9 on inimesele „asendamatud“, mis tähendab, et neid ei saa inimkeha muudest ainetest endale ise sünteesida ja neid peab omandama toidust)
  
• Aminohappe ahelad moodustuvad translatsiooni käigus. Aminohapete järjekorra ahelas määrab mRNA molekul, millelt geneetilise koodi alusel loetakse vastav aminohappeline järjestus.
  
• Translatsiooni (ehk aminohapete ühendamine valkudeks) viivad läbi ribosoomid , mis koosnevad rRNAst ja valkudest.
  

16. Valkude lühiiseloomustus.

• Valgu molekul koosneb paljudest üksteise järele peptiididega seotud aminohapetest, mille järjestuse määrab vastava geeni transkriptsioon.
  
• osalevad põhimõtteliselt kõikides bioloogilistes protsessides: käituvad katalüsaatoritena, transpordivad ja hoiustavad teisi molekule (näiteks hapnikku), pakuvad mehaanilist tuge ja immuunkaitset, vastutavad rakuliikumise eest, osalevad närviimpulsside ülekandes, kontrollivad kasvu ja rakkude diferentseerumist.
  
• Paljude valkude funktsiooniks on teiste molekulide sidumine. Seotavat molekuli kutsutakse ligandiks. Ligandide mööduv seondumine on elusorganismis äärmiselt oluline, sest lubab organismil reageerida keskkonnamuutuste ja metabolismiseisunditele kiiresti ja pöörduvalt.
  

17. Geneetiline kood.

• Geneetiline kood on mRNA kolme järjestikuse nukleotiidi ehk koodoni vastavus ühele aminohappejäägile valgu molekulis.
  
• kindel vastavus nukleiinhapete koodonite ja valke moodustavate aminohapete vahel.
  
• Geneetiline kood võimaldab DNA molekulidelt ümber kirjutatud geneetilise info tõlkida RNA molekulidele, mille järgi sünteesitakse valkude molekulid.
  
• Kui geeni ekspresseeritakse, siis kopeeritakse geenist üheahelaline mRNA matriits, mis seejärel suundub rakutuumast ribosoomi, kus toimub geneetilise koodi alusel mRNAst tRNA ja mitmete ensüümide abil aminohappeahelate sünteesimine, mis hiljem pakitakse valguks.
  

18. Ribosoomide ehitus ja funktsioon.

• Tsütoplasmas
  
• Kaheosaline: Ribosoomid koosnevad kahest alaühikust, mis omavahel seondudes moodustavad funktsionaalse organelli . Mõlemad alaühikud koosnevad ühest või mitmest rRNA molekulist ja nendega seondunud valkudest.
  
• Koosneb ribosomaalse RNA (rRNA) ja valgu molekulidest.
  
• Ribosoomide ülesandeks on transleerida mRNAs peituv informatsioon valgujärjestuseks. mRNA lugemine käib kolmenukleotiidiste koodonite (tripletite) kaupa, millest igale seatakse vastavusse õige aminohape. Igale aminohappele vastab konkreetne tRNA, mis selle ribosoomi transpordib.
  

19. Translatsioon

• on protsess, mille käigus sünteesitakse aminohapetest polüpeptiidahel. Translatsioon on peamine osa valgusünteesist.
  
• Translatsioon on geeni ekspressiooni teine etapp. Translatsiooni käigus „tõlgitakse“ RNA molekuli nukleotiidne järjestus valgu (polüpeptiidi) aminohappeliseks järjestuseks geneetilise koodi kaudu. Translatsiooniks on vajalik õigete modifikatsioonidega mRNA molekul. Translatsioon toimub ribosoomidel, raku tsütoplasmas.
  
• Translatsioonil on 3 faasi:
  
  • initsiatsioon - ribosoom ankurdub mRNAle start-koodoni (AUG) lähedal. See faas lõpeb, kui tRNA molekul metioniiniga tunneb ära start koodoni ja kinnitub sellele.
    
  • elongatsioon - aminohapetest koosnev polüpeptiidi ahel pikeneb vastavalt koodonite infole. Igale koodonile toob tRNA molekul vastavalt järjestusele aminohappe.
    
  • terminatsioon - translatsiooni lõpetab stop- koodon , mis annab ribosoomile märku  mRNApealt alla hüpata.
    

20. Translatsiooni terminatsioon

• protsess, mille käigus lõpuni sünteesitud polüpeptiid ribosoomist vabaneb ning 70S ribosoom laguneb subühikuteks (leiab aset kui jõutakse stoppkoodoni juurde). Lühidalt. Polüpeptiidahela sünteesi lõpetamine
  

21. Geeniekspressiooni regulatsioon

• Geeniekspressioon e geeni avaldumine on organismi geneetilise info avaldumise protsess. Selle käigus avaldub geenides sisalduv pärilik materjal RNA või valguna.
  
• Geeniekspressiooni algprodukt on DNA, vaheprodukt RNA ja lõpp- produkt valk. Sellel on 3 olulisemat etappi :
  
  • Geenist mRNA jäljendi loomine e transkriptsioon
    
  • mRNAst intronite (e mittevajalike osade) väljalõikamine e spliceing
    
  • Ribosoomides toimuv translatsioon e mRNA põhjal valguahela sünteesimine
    
• Geeniekspressiooni reguleerimine annab rakule kontrolli struktuuri ja funktsiooni üle, on raku diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks.
  

22. Mida kutsutakse molekulaarbioloogia põhidogmaks?

• Geneetiline info liigub DNA → RNA → valk. Molekulaarbio põhidogma kohaselt ei muutu geneetilise info ülekande vaheetappidel (DNA-st RNA-ks) geneetiline info.
  

23. Ribosüümid

• Ribonukleiinhape, millel on katalüütilised omadused.
  
• Ensüümid, mis ei koosne mitte polüpeptiididest, vaid polünukleotiididest.
  
• Nende avastamine (1982) näitas, et RNA võib olla nii geneetiline materjal kui ka bioloogiline katalüsaator .
  

24. Mis on rakuteooria , kes selle sõnastasid?

• ,,Kõik elusad organismid koosnevad rakkudest!”
  
• Sõnastasid Mattias Schleiden (1838) ja Theodor Scwann (1839)
  

25. Prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude peamised erinevused
PROKARÜOOTSED RAKUD
EUKARÜOOTSED RAKUD

• Eeltuumsed rakud
  
• Rakutuum ja membraansed organellid puuduvad
  
• Väiksemad kui eukarüootsed rakud
  
• Tunnusjooned: raku sein; plasma membraan ; tsütoplasma ; kromosoon raku tsütoplasmas; ribosoomid.
  

• Päristuumsed rakud
  
• Rakutuum
  
• Membraansed rakuorganellid (nt mitokondrid ja kloroplastid)
  
• Eukarüootsed on taime-, looma-, seene- ja paljude protistide rakud
  

26. Lipiidide lühiiseloomustus, milleks rakk vajab lipiide ?
Lipiidid on väga erneva struktuuriga orgaaniliste biomolekulide, enamasti estrite vees mittelahustuvate looduslike ühendite rühm, mis kosneb alkodest ja rasvhappejääkidest.
Lipiidid täidavad organismis eeskätt energeetilist funktsiooni, talletades ja vabastades energiat. Oksüdeerimisel vabaneb kaks korda rohkem energiat kui sama koguse sahhariidide või valkude lagundamisel.
Jagunevad liht-, liit- ja tsüklilisteks lipiidideks .
Liht – neutraalrasvad ja vahad.
Liit – fosfo- ja glükolipiidid.
Hüdrofoobsed ained, mis ei lahustu vees, orgaanilistes lahustites .
Ehituslikus plaanid on biomembraanid.
Varuaine.
Kaitsefunktsioon- temperatuuri mõju.
Lahusti – rasvlahustuvatele vitamiinidele (K,A, D,E,Q).
jms
27. Membraanide struktuuri lühiiseloomustus.
Rakumembraan ehk tsütoplasmamembraan e plasmamembraan on õhuke fosofotiididest ja glükolipiididest moodustunud lipiidide kaksikkiht .
Eraldab rakku teda ümbritsevast keskkonnast ning reguleerib molekulide voolu rakust välja ja raku sisse.
Taimeraku rakumembraani nim sageli plasmalemmiks v plasmalemmaks.
Kaitseb raku sisekeskkonda. Plasmamembraan kuulub biomembraanide hulka.
Rakku ümbritsev õhuke rakumembraan koosne kahes kihis paiknevatest fosfolipiidide molekulidest. Ehkki rakumembraan on imeõhuke, on ta väga tugev ja paraneb purunemise korral ise. Rakumembraanil omadus aineid valikuliselt läbi lasta. Sarnase ehitusega membraanid (sisemebraanid) ümbritsevad raku sees organelle.
Koosneb valkudest, fosfolipiididest, oligosahhariididest ning kolesteroolist. Fosfolipiidid kahekihilisena, valgud ja kolesterool hajusalt nende vahel, oligosahhariidid aga välispinnal. Kolesterool tsüklile alkohol , mis oma jäikusega loob membraanis teatud stabiilsemad piirkonnad.
Lisaks ka nn.antioksüdantsed ühendid: vitamiin E, beeta-karoteen. Nende ülesandeks kõrvaldada biomembraani ründavad vabad radikaalid, mis lõhuvad = sidemeid ja häirivad sellega membraani tööd.
Rakumembraan annab rakule kuju, ühendab rakke kudedeks ja kaitseb rakke.
28. Suhkrute lühiiseloomustus, milleks rakk vajab suhkruid?
Suhkrud on sahhariidide ehk süsivesikute hulka kuuluv orgaaniliste ühendite klass. Kõik suhkrud on süsivesikud (monosahhariidid, oligosahhariidid, polüsahhariidid). Enamasti koosnevad suhkud vaid süsinikust, vesinikust ja hapnikust ning vesiniku ja hapniku vahekord on neis samasugune nagu veel (CnH2mOm).  Organismis täidavad suhkrud nii energeetilist (tärklis, glükogeen ) kui toestusfunktsiooni (kitiin, tselluloos ).
29. Endoplasmaatilise retiikulumi lühiiseloomustus.
ehk tsütoplasmavõrgustik on organell , mis esineb kõikides eukarüootsetes rakkudes. Tsütoplasmavõrgustik jaguneb kaheks: siledapinnaline endoplasmaatiline retiikulum ja karedapinnaline endoplasmaatiline retiikulum.

Karedapinnaline ER
Karedapinnaline endoplasmaatiline retiikulum on seotud ribosoomidega; osaleb membraanide ja sekreteeritavate valkude sünteesis. rERis toimub valkude sorteerimine transpordiks lüsosoomi , väliskeskkonda või teistesse raku piirkondadesse.

Siledapinnaline ER
Kui ERile ei ole seotud ribosoome, nimetatakse seda siledapinnaliseks tsütoplasmavõrgustikuks. Siledapinnaline ER on lihasrakkudes spetsialiseerunud sarkoplasmaatiliseks retiikulumiks. Siledapinnaline tsütoplasmavõrgustik vastutab rasvhapete, lipiidide ja steroidide sünteesi eest ning on samuti oluline hüdrofoobsete toksiliste ühendite lagundamisel.
30. Lüsosoomide funktsioon.

• Ühekihilise membraaniga ümbritsetud põiekesed
  

FUNKTSIOONID

• Kindlustavad surnud ja mittevajalike rakustruktuuride lagundamise
  
• Tagavad rakku sattunud võõra orgaanilise aine (antigeenide) lagundamise
  
• Rakusisene seedimine (fago- ja pinotsütoos)
  
• Moondega arengu korral kudede ümberkorraldajad
  
• Tagavad metabolismi nälgimisel, dieedil
  

31. Golgi kompleksi funktsioon.

• Koosneb membraaniga ümbritsetud plaatjatest tsisternidest ja põiekestest ning neid ühendavatest kanalitest
  
• Seal toimub valkude lõplik töötlemine ja pakkimine põiekestesse (lüsosoomidesse)
  
• Osaleb rakumembraani moodustamisel
  

32. Mitokondrite funktsioon

• Ümbritsetud kahe membraaniga
  

FUNKTSIOONID

• Mitokondrites toimib oma valgusünteesi süsteem (DNA, RNA, mitokondriaalsed ribosoomid)
  
• Tagavad raku hingamise
  
• Toimub ATP süntees
  

33. Miks me sööme ?
Energia saamiseks
Et sünteesida ATP-d
34. Miks me hingame?
Rakud saaksid hapnikku
Et seostada vabu prootoneid - veeks
35. Kloroplastide ehitus ja funktsioon?

• Kloroplasti täidab valguline vesilahus – strooma
  
• Klorofüll asub lamellides
  

FUNKTSIOON

• fotosüntees
  

36. Tsütoskeleti funktsioonid?

• Valgulistest fibrillidest koosnev võrkjas struktuur
  
• Raku sisetoes
  
• Annab rakule vormi ja seob sisemuse ühtseks tervikuks
  
• Kindlustab rakkude liikumise, kuju muutmise, organellide ümberpaiknemise.
  

37. Milliseid rakke ümbritseb rakukest ?

• Taimerakke
  
• seenerakke
  

38. Eukarüootide riigid ja nende peamised tunnused.

• Loomad
  
• Taimed
  
• Seened
  
• Protistid
  

39. Taimeraku ehitus
Ainult taimerakule iseloomulikud organellid: plastiidid , suur vakuool (kindlustab raku siserõhu, säilitab vett, lõhustumisprotsessid), rakukest (annab kuju, kaitseb)
40. Restriktaasid

• Ehk restriktsoonilised ensüümid. Bakteriaalsed kaitsesüsteemid kaitsmaks baktereid võõraste DNAde eest.
  

41. DNA kloneerimise etapid

Peremeesorganismi ja kloonimisvektori valik.

Vektor DNA ettevalmistamine.

Kloonitava DNA ettevalmistamine.

Rekombinantse DNA sünteesimine ligatsiooni abil.

Rekombinantse DNA sisestamine peremeesorganismi → hakkab seal paljunema.

Rekombinantide selekteerimine (need, mille rakud on vastu võtnud + paljundanud)

Rekombinantide analüüsimine
Rekombinantne DNA – DNA molekul, mis on kunstlikult kokku pandud mitest erinevast DNA fragmendist, mis pärinevad sageli erinevatest organismides. Selle DNA tegemise eesmärgiks luua DNA molekul, mida vabas looduses ei leidu ja millel on mingid uued omadused. Selle kombineerumine on võimalik, kuna kõikidel organismidel on DNA keemiline struktuur täpselt sama ja nende DNA erineb vaid nukleotiidse järjestuse poolest.
42. Mis on cDNA ?
Ehk komplementaarne DNA, mis on sünteesitud üheaheliselt RNA-lt (pöördtranskriptaas). Selle süntees on oluline etapp eukarüootsete geenide kloonimisel.
43. Millised on kloneeritud DNAde kasutusalad tänapäeval?

Saab uurida mingi geeni tegelikku funktsiooni e saab näha, millised muudatused kutsutakse rakus esile, kui sisseviidud geeni pealt hakatakse sünteesima valku.

Rakendusliku poole pealt on võimalik panna rakke sünteesima kloonitud geeni poolt kodeeritud valku tööstuslikel/kliinilistel eesmärkidel. Nt. kasutusel rekombinantsed DNA molekulid, kuhu kloonitud insuliini geen. Selline DNA viiakse laboritingimustes kasvavatesse rakkudesse, kus algab insuliini süntees. Sünteesitud insuliin on võimalik välja puhastada ja seda kasutatakse diabeedi ravis .
44. DNA sekveneerimise põhimõte

• Ehk järjestusanalüüs on monomeeride järjestuse kindlasmääramine informatsiooniliste biopolümeeride (DNA, RNA, valkude) molekulides.
  

45. Polümeraasi ahelreaktsioon
Viimase mõnekümne aasta üks olulisemaid läbimurdeid DNA analüüsi valdkonnas. Töötas välja Kary Mullis 1983.
Lühidalt võimaldab PCR ka väga väikest kogust DNA'd paljudnda mitme suurusjärgu võrra.
Paljundatakse pikast DNA molekulist korduvalt ainult mingit konkreetset lõiku. Taoline DNA paljundamine tänu erilistele praimeritele → pikemat tüüpi DNA fragmendid . Kasutatakse kokku kahte praimerit (täpsemalt kahte eri järjestusega praimerit, mõlemat lisatakse reaktsioonisegusse väga suurtes kogustes ), mille järjestus ja seondumiskohad DNA ahelale on meile teada.
Nendest praimeritest üks seondub DNA kaksikheeliksi ühele ahelale ja teine praimer teisele praimerile, nõnda piiritledes ära selle DNA lõigu, mida tahad paljundada.
PCR käigus viiakse DNA süntees läbi keskmiselt 20-40 korda järjest. Iga sünteesireaktsioon moodustab ühe “PCR tsükli”. Tsükkel koosneb sisuliselt kindlatest temp-muutustest, mis korduvad ja kus kindla temp. Juures leiab aset kindel osa DNA sünteesi reaktsioonist.
Klassikaliselt koosneb 1 tsükkel kolmest erinevast protsessist kolmel erineval temp-il:

Enne kui saab alata DNA süntees, on vaja praimerite seondumine. Praimerid ei suuda aga seonduda kaksikheeliski kujul olevale DNA-le. Seetõttu on esimeseks etapiks DNA ahelate “lahti sulatamine ” ehk denatureerimine → kuumutatakse segu lühidalt (20-30 sek) 94-98 kraadi juures. Sellisel temp-il katkevad H-sidemed, mis hoiavad DNA molekuli lämmastikaluseid koos ning kaksikahelisest DNA molekulist saab kaks üheahelalist DNA molekuli.

Üheahelalisele DNA molekulile saaks nüüd seostuda praimer aga nii kõrge temp. Juures ei ole see võimalik (H- sidemeid ei hoia kaht ahelat koos sellisel temp-il). Tuleb temp. Alandada. Segu jahutatakse kiiresti mõnekümneks sek 50-60kraadini ja lahuses olevad praimerid saavad paarduda DNA külge. DNA paljundamise spetsiifika tagataksegi just sellega, et kummalegi praimerile on DNA ahela peal inult üks võimalik seondumiskoht – praimer on teadlikult sünteesitud sellisena, et ta ei oleks ühegi teise DNA piirkonnaga komplementaarne.

Kui praimerid seondunud → vaba 3' DNA ots, kust saab alata DNA süntees. Lisaks praimeritele ja DNA-le peavad sellele segule lisatud olema DNA polümeraas ja nukleotiidid, et süntees saaks toimuda. Ühe suure erinevusena tavalisest replikatsioonist ei pärine PCR-il reegline paljundatav DNA ja reaktsiooni läbi viivad ensüümid üldse samast organismist. Tavaliste eukarüootide ja prokarüootide endüümid lihtsalt ei peaks vastu temp-ile, mida PCRil kasutatakse ning häviks. Seetõttu kasutataksegi kasvavate bakterite ja arhebakterite DNA polümeraasi. Prokarüoodid (eriti arhed) elavad sageli väga ekstreemsetes tingimustes ja osad nendest kohanenud kasvuks nt. Kuumaveeallikates. Taq-polümeraasi PCR-i jaoks saadaksegi ühelt selliselt bakterilt. See polümeraas lisab DNA ahelasse u 100 nukleotiidi/sek, nii et sünteesifaasi pikkus varieerub sõltuvalt sünteesitava DNA fragmendi pikkusest. Pärast sünteesi segu uuesti kuumutatakse 94 kraadid ja algab uus PCR tsükkel.
Kogu protsess (u 20 korda) võtab paar tundi.
PCR piirangud – enne kui mingit DNA lõiku paljundada, peame teadma vähemalt osaliselt selle järjestust (ideaalis kogu ulatuses, et olla kindel praimerite spetsiifilisuses). Teiseks võib olla teatud tingimustes raske tekitada praimereid, mis oleks unikaalse järjestusega. Genoomis on palju kordusjärjestui ning vahel on nad oluliseks segavaks teguriks , kui tahta tekitada praimerit, mis seonduks ainult ühte kohta genoomis. Kolmandaks piiravaks teguriks on paljundatavte DNA fragmentide pikkus. Tüüpiliselt on PCR-iga võimalik paljundada 100-10 000 aluspaari pikkuseid DNA lõike, nii et kui meid huvitav DNA piirkond on sellest pikem, eu saa seda ühe pika fragmendina taolisel moel amplifitseerida.
PÕHIMÕTE:
Iga tsükkel koosneb kolmest etapist, kus esimesena DNA ahelad denatureeritakse (1 → 2), seejärel võimaldatakse praimeritel seonduda kindlatele kohtadele DNA ahelal (2), mis paarduvad komplementaarsuse põhimõttel kummalegi poole kopeeritavat ala. Kolmanda etapina viib polümeraas läbi 5'--> 3'suunas praimerite pikendamise (3). Käesolevat tsüklit korratakse mitmeid kordi , mille tulemusena saadakse lõpus piisavas ülehulgas soovitud kopeeritud ala, et seda edasi analüüsida vastavalt vajadustele.
46. Kuidas on polümeraasi ahelreaktsioon muutnud geenitehnoloogiat?
Tänu PCR-ile saame väikesest kogusest DNA-st teha uurimiseks vajaliku suurusega nukleiinhappe.
Saame näiteks muteerunud geene uurida, genoome sekveneerida, uusi ravimeid väljatöötada, kriminalistikas “geneetilist sõrmejälge uurida ja palju muud.
47. Milleks kasutatakse bioloogias tsentrifuugimist?
Tsentrifuugides eraldatakse lahusest teatud suuruse, kuju, tiheduse, viskoossusega osakesi. Mõõdetakse molekulide suurust.
48. Kromatograafia
Sisuliselt meetodite grupp segudes ainete eraldamiseks üksteisest. Ained eraldatakse nende adsorptsiooni- või jaotusomaduste erinevuse järgi. Moodsad seadmed lisaks eraldamise ka detekteerivad eraldatud ained ja mõõdavad nende sisalduse proovis, seega on tegemist mitte lihtsalt eraldamise vaid täieliku määramise meetodiga. See on enam-vähem kõige võimsam segued lahustamise analüüsimise vahend, mis olemas on.
Statsionaarne faas e sorbent e täidis – kromatograafia kolonnis paiknev aine, milles kolonnist läbi liikuvad molekulid absorbeeruvad-desorbeeruvad või adsorbeeruvad-desorbeeruvad.
Mobiilne faas – vedelik ( eluent ) või gaas (kandegaas), mis läbi kolonni voolates uuritavaid aineid edasi kannab.
Retentsiooniaeg – aeg, mis kulub aine sisestamisest tema piigi maksimumi väljumiseni kromatogrammil
Kui kolonni otsa ühendatud detector, mis on tundlik lahustatavate ainete suhtes, siis saab detektori signaali ajas registreerida: saadakse kromatogramm. Igale individuaalsele ainele vastab maksimum – piik. Õnnestunud kromatografeerimise korral on kõikide analüütide piigid üksteisest lahus.
Meetodid:
mobiilse faasi järgi: vedelik-kromatograafia; gaasikromatograafia .
vastasmõju järgi: adsorptsioonkromatograafia; jaotuskromatograafia; ioonkromatograafia : …
tehnilise teostuse järgi: kolonnkromatograafia; planaarkromatograafia
Meetod komponentide eraldamiseks ainete segust . Kromatograafilise analüüsi jaoks on vaja mobiilsest ja statsionaarsest faasist koosnevat süsteemi. Statsionaarne faas on aine, mis süsteemist läbi liikuvaid molekule enda külge seob ja siis jälle lahti laseb . Osakesed saavad sü steemis liikuda tänu mobiilsele faasile, milleks on vedelik (eluent) või gaas (kandegaas), mis läbi statsionaarse faasi voolates segu erinevaid komponente edasi kannab. Kromatograafiline lahutumine baseerub segu komponentide erineval liikuvusel läbi kromatograafilise süsteemi (kolonn, plaat, vms). Ühendid, mis sarnanevad rohkem statsionaarse faasiga (st omavad kõrgemat afiinsust selle suhtes), liiguvad aeglasemalt kui ühendid, mis on sarnasemad mobiilse faasiga. Aega, mis kulub ainel kromatograafilise süsteemi läbimiseks nimetatakse retentsiooniajaks. Erinevate liikumiskiiruste tõttu on ainetel erinevad retentsiooniajad.
49. Elektroforees
Lihtsustatult: elektri poolt kandmine. Elektroforees eraldab aineid nende liikumiskiiruse järgi elektriväljas. Lahutatavad ained peavad esinema ioonidena. Ioone liigutatakse vastavalt vastasmärgiliste laengute tõmbumise põhimõttele. Jaotatakse:
- planaarseks elektroforeesiks. Läbiviimiseks kasutatakse peamiselt õhukesi geelikihte, mõnikord paberit. PE plaat võib olla asetatud nii püsti kui pikali . Plaadi vastasservad on ühendatud elektroodidega, mis tekitavad plaadis proovi lahuta- miseks vajaliku elektrivälja. Plaadi ühe elektroodi (harilikult katoodi) poolses otsas on proovilahuse jaoks süvikud . Peale proovi sisestamist lülitatakse sisse alalisvool ja proov lahutub vastavalt selle komponentide liikumiskiirusele. Peale proovi lahutamist saab proovi ilmutada tindiga või vaadata eeltöödeldud proovi UV-lambi abil. Harilikult võrreldakse proovi teadaolevate näidistega või uuritakse andmebaase. Proovi saab vajadusel välja lõigata ja edasi uurida/töödelda.
- kapillaarelektroforeesiks. Kasutatakse ülipeeneid vajaliku täidisega torusid - kapillaare. Kapilaarkolonn on mõlemat otsa pidi puhverlahustes, mis sisaldavad ka elektroode. Ühest otsast sisestatakse proovilahus kas rõhu muutuse abil või elektrivälja toimel. Proov lahutatakse kapillaaris vastavalt komponentide liikumiskiirusele elektriväljas. Kapillaari väljundotsa lähedale on paigaldatud detector, mis mõõdab kapillaari läbivaid aineid. Tulemusena saadakse elektroferogramm, milles iga piigi pindala on võrdeline antud aine kogusega proovis.
Kasutusvaldkonnad: proovimolekulide analüüsimeetod bioloogias, meditsiinis ja farmakoloogias. Tüüpiline on valkude ja DNA, RNA analüüs. Eelkõige kasutusel planaarne GE ja geelITP. EP abil saab eristada nt omavahel ainult ühe aminohappe või nukleotiidi võrra erinevaid valke või polünukleotiide.
50. Nukleiinhapete hübridiseerimine
In situ (koha peal) hübridisatsiooni põhimõte on fikseeritud koetükis märgistatud nukleiinhappe (DNA või RNA) ahela kinnitamine komplementaarse DNA või RNA ahela külge.
Seda tehakse kuumutamisega, millele järgnevalt tuvastatakse vaatlusega uuritava sondi ehk märgistatud ahela asukoht. Seda meetodit saab kasutada selleks, et lokaliseerida DNA järjestusi kromosoomides, tuvastada RNA-d või viiruslikku DNA-d.
In situ hübridisatsiooni kasutatakse, et leida kindlad nukleiinhapete järjestuste asukohad koes või kromosoomis. See on hädavajalik samm geenide organisatsiooni, regulatsiooni ja funktsiooni mõistmises.
Fluorestseeruvat DNA in situ hübridisatsiooni ( FISH ) saab kasutada haiguste diagnostikas kromosoomide terviklikkuse kindlakstegemisel. RNA ISH-d kasutatakse erinevate RNA-de (mRNA-d, lncRNA-d ja miRNA -d) mõõtmiseks ja lokaliseerimiseks kudede sektsioonides, rakkudes ja ringlevates kasvajarakkudes.
---
Tänu DNA, RNA molekulide vôimele siduda vabasid NH- id on vô imalik tetaud NH-järjestusega vabade märgistatud DNA-fragmentide abil avastada komplementaarse järjestusega lôike uuritavas DNA vôi RNA molekulis.
NH hübridiseerimine pô hineb denatureerunud DNA ja RNA renatureerumise fenomenil, mis seisneb selles, et teatud tingimustel denatureeritud NH ahelad on vôimelised uuesti renatureeruma ja moodustama ka vabade komplementaarsete NH ahelatega topeltahelaid. See on vôimaldanud luua kôrge tundlikkusega meetodid spetsiifiliste NH järjestuste avastamiseks uuritavas materjalis . Selleks kasutatakse puhastatud vôi kloonitud NH ahelate fragmente, millel on kindlaksmääratud NH järjestus ja mis on märgistatud kas keemilise markeri vôi radioaktiivse isotoobiga ( signaal ). Selliselt töödeldud DNA fragmente nimetatakse DNA sondideks (ingl. k. probes). Sondide abil on vôimalik määrata geenide lokalisatsiooni kromosoomides, defektgeenide olemasolu, geenide talitluslikku aktiivsust määrates nende poolt produtseeritava informatsiooni RNA hulka tsütoplasmas, aga ka näiteks viirusliku RNA vôi DNA olemasolu ja lokalisatsiooni kudedes ning rakkudes. NH hübridiseerimise eri juhuks on ka sellised meetodid nagu Southern blotting ja Northern blotting ("lõuna" ja "pôhja" märgistamine). E.M. Southern töötas välja meetodi DNA fragmentide kindlakstegemiseks agaroosgeelis.
Restrikataasi abil lôhustatud kaksikahelalise DNA fragmentide elektroforeetilise lahutamise järel denatureeritakse DNA topeltahelad üksikahelateks NaOH abil. Denatureeritud ahelad kantakse üle nitrotselluloos kilele. Kile viiakse sondi sisaldavasse lahusesse. Sond hübridiseerub vastava üksikahelise DNA fragmendiga ja tema asukoht elektroforegrammil on vôimalik kindlaks määrata, kuna sond on märgistatud. Northern blotting'iks nimetatakse RNA fragmentide määramist samal meetodil.
51. Antikehade kasutamine molekulaarbioloogias
Antikehad on immuunsüsteemi efektiivsed tööriistad kahjustavate haigustekitajate ja võõrühendite spetsiifiliste struktuuride äratundmisel ja eemaldamisel
1) ANTIGEENIDE KINDLAKSTEGEMINE
2) MEDITSIINILINE JA VETERINAARNE DIAGNOSTIKA
52. Mis on roheline fluorestseeruv valk, milleks ja kuidas seda kasutatakse?

• Kumab rohelist sinise kuni UV valguse käes
  
• Sellega saab “värvida” [valke või DNA-sid või rakke], mikroskoobis neid vaadelda
  
• Nagu markerid
  

53. Kuidas konstrueerida üht transgeenset looma?

Võetakse looma viljastatud munarakk , sisestatakse vajalikke geene ning embrüo viiakse surrogaatemasse

Sisestatakse vajalikke geene embrüonaalsetesse tüvirakkudesse ning need tüvirakud embrüosse, mis on pärast viljastumist juba 5-6 päeva arenenud.
54. Mis on embrüonaalsed tüvirakud?

• Tüvirakud, mis on saadud embrüo varajase staadiumi blastotsüsti (lootepõieke) sisemisest rakumassist.
  
• Nad on pluripotentsed (suudavad muutuda ehk diferentseeruda kõikideks primaarseteks lootelehtedeks ning neil on võime paljuneda lõputult).
  
• On teada, et viies diferentseerunud rakkudesse kolm geeni (Oct4, Sox2 ja Klf4), saab teha embrüonaalsete tüvirakkude sarnaseid pluripotentseid tüvirakke. Need geenid "reprogrammeerivad" diferentseerunud rakud pluripotentseteks tüvirakkudeks, võimaldades pluripotentsete tüvirakkude teket embrüot kasutamata (näiteks on seda kasutatud hiirte sirprakulise aneemia ravis).
  
• Arvatakse, et patsiendispetsiifilisi embrüonaalseid tüvirakuliine saaks kasutada rakulises asendusravis. Samuti saaks indutseeritud pluripotentsuse metoodika abil arendada embrüonaalsete tüvirakkude liine, mis on saadud erinevate geneetiliste haigustega patsientidelt ja saada seega hindamatu mudel nende haiguste uurimiseks.
  
• Tüvirakk – suudab nii ennast uuendada kui toota spetsialiseeritud tütarrakke oma järglaskonnas. Eneseuuendamine->identsed tüvirakud. Diferentseerumine e spetsialiseerumine->spetrialiseerunud rakud.
  

55. Mille poolest erineb organismide kloneerimine DNA kloneerimisest?

• Kloneerimine on DNA, raku või geneetiliselt identse järglaskonna saamine, olemasolevate geenide koopiate tekitamine. DNA kloneerimine on teatud DNA lõigust koopiate tegemine, mida on võimalik teostada katseklaasis.
  
• Organismide kloneerimine: reproduktiivne kloonimine – tehnoloogia , mida kasutatakse loomade genereerimiseks, kelle on samasugune DNA juba olemasoleva/olnud loomaga (lammas Dolly, esimene imetaja, kes klooniti täiskasvanud looma DNAst, suri kopsuvähki, eluiga keskmisest lühem). Terapeutiline kloonimine- ehk embrüo kloonimine – tehnoloogia, millega tekitatakse organeid embrüonaalsete tüvirakkude kaudu. Tänu indutseeritud tüvirakkudele on tähendus vähenenud .
  
• DNA kloneerimine: annab palju identseid koopiaid uuritavast geenist või muust soovitud DNA järjestusest. Et töötada spetsiifiliste geenidega, tehakse DNAst “geeni-suurused” koopiad – niisugune DNA molekulide/molekuli osade kopeerimine ongi DNA kloneerimine. DNA kloonimiseks kasutatakse kõige enam baktereid ja plasmiide. Plasmiidid on väiksed rõngasjad bakteriaalsed DNA molekulid, mis replitseeruvad bakterikromosoomist eraldi. Kloonitud geenid on kasulikud tegemaks uuritavast geenist kergesti haldatavaid koopiaid ja tootmaks selle põhjal vajaminevat valku.
  

56. Millised rakud on totipotentsed, millised pluripotentsed?

• Totipotentne rakk - rakk, mis võib areneda mistahes rakuks ( taimerakud on elu lõpuni totipotentsed). Totipotentsus lakkab pärast viljastatud munaraku paljunemist.
  
• sügoodi , esimeste blastomeeride ja meristeemirakkude võime diferentseeruda mis tahes tüüpi organismiomasteks rakkudeks ja areneda tervikorganismiks.
  
• Pluripotentsus – raku võime diferentseeruda osaks ühest kolmest lootelehest: endoterm (moodustab mao sisekatte, seedetrakti ja kopsud ), mesoderm (moodustab lihased, luud , vere ja urogenitaalsüsteemi) või ektoderm (moodustab epidermaalkoed ja närvisüsteemi)
  
• on võime anda erinevaid, mitte kõikvõimalikke järglasi. Õigetel tingimustel on totipotentsus ka loomarakkudes
  

57. Geeniteraapia

• Üksikute rakupopulatsioonide modifitseerimine . 1 tõhusamaid geeniteraapia meetodeid on DNA levitamine viirusega. Olenevalt haigusest tähendab see kas geeni lisamist, geeni asendamist või geeni ära võtmist (ka geeni reguleerimist?). Puudused: liiga vähene viroloogia tundmine : vähe geeniteraapia meetodeid raviks. On ka suur risk et viirus integreerub mujale ja rikub raku ära.
  
• Geeniteraapiliselt ravitud inimesed pole GMOd kuna see ei pärandu edasi.
  
• Esimene meetod meditsiini ajaloos, mis võimaldab ravida kaasasündinud e geneetilisi haigusi
  
• Viiruste kasutamine geeniteraapias põhineb nende võimel efektiivselt siseneda rakku ja kanda sinna üle oma genoom (transduktsioon). Viiruse ohtlikkuse vältimiseks eemaldatakse neist pärilik materjal, mis tagab viiruse paljunemise.
  

58. Miks on oluline teada organismide genoomide täispikki järjestusi?

• Aitab mõista kuidas geenide koostöö meie kasvu ja arengut mõjutab. Selle põhjal saab diagnoosida ja ravida haigusi.
  
• Kaardistades iga üksiku inimese geenid, saab teada tema geneetilise eelsoodumuse haigestuda ühte või teise haigusesse.
  

59. Mille poolest erinevad healoomulised kasvajad pahaloomulistest?
HEALOOMULISED
PAHALOOMULISED

• Atüpism ( kõrvalekalle normist): Koeline atüpism, esinevad küpsed rakud
  
• Kasvamise kiirus: aeglane, mitoose (eukarüootse raku jagunemist) vähe
  
• Kasvamise viis: ekspansiivne. Kasvaja suureneb kompaktselt, piirid on palpeeritavad, rakud ei tungi naaberkudedesse. Naaberkudesid kahjustab ta ainult rõhumise teel.
  
• Metastaseerumine: ei metastaseeru (kasvaja levik algkoldest kaugemale keha piirkondadesse, kus tekivad uued kolded , siirded e. metastaasid.)
  
• Retsidiveerumine (kasvaja taaspuhkemine endisel kohal pärast kasvaja operatiivset eemaldamist. Aluseks on kasvajarakkude säilumine algkoldes): retsidiveerub väga harva
  
• Nekroos (koekärbus) ja selle tagajärjed: nekroosi ei esine
  
• Mõju organismile: avaldab kohalikku mõju, üldine mõju on ainult lokaliseerudes kesknärvi - ja endokriinsüsteemis
  

• Atüpism: Nii koeline kui rakuline tugevalt väljendunud atüpism, rakud ebaküpsed ehk vähediferentseerunud
  
• Kasvamise kiirus: kiire, palju mitoose
  
• Kasvamise viis: infiltreeriv. Kasvajarakud tungivad ümbritsevasse koesse ja immutavad need läbi, purustades naaberkudesid. Kasvaja piire on raske määrata. Selliselt kasvab pahaloomuline kasvaja. Sellise kasvuga kasvaja opereerimisel on vaja eemaldada ka normaalseid kudesid , et vältida kasvaja taasteket üksikust infiltreerunud rakust.
  
• Metastaseerumine: annab metastaase. Pahaloomuline kasvaja oma destrueeriva kasvuga lõhub veresooni ja kasvaja rakud satuvad soonde. Rakud kantakse verevooluga edasi kuni nad kuskil väikestes veresoontes peetuvad st. tegemist rakkembooliaga. Selliselt metastaseeruvad eelkõige sarkoomid.
  
• Retsidiveerumine: retsidiveerub sageli
  
• Nekroos ja selle tagajärjed: nekroos esineb sageli
  
• Mõju organismile: avaldab nii kohalikku kui ka üldist mõju
  

60. Mis on onkogeenid , mis on tuumorsuppressorid ?

• Geen, mis soodustab ja kontrollib rakkude jagunemist, aga võib põhjustada loomarakkude kasvu täieliku peatamise või ka vohamise (kasvajaliste rakkude kasvu e. transformatsiooni) koekultuuris ja kasvajate teket in vivo.
  
• Onkogeenid – ühiseks omaduseks on soodustada rakkude jagunemist. Onkogeenide liigne faktor rakus võib viia kasvaja tekkeni. Need on meie rakkudes niigi olemas aga probleem tekib, kui neid on aktiivsel kujul liiga palju.
  
• Lisaks onkogeenidele on rakkudes tuumorsuppressorid. Need peaksid onkogeenide liigset aktiivsust kuidagi kompenseerima. Probleem tekib, kui tuumorsuppressorites on omakorda mutatsioon, mis viib alles siis kasvaja tekkeni.
  
• Vähk – onkogeenid on üleekspresseeritud; samas rakus on tuumorsuppressorid muteerunud ning kiirelt paljunevad rakud hakkavad liikuma – siis on tegemist pahaloomulise kasvajaga. Erinevad mutatsioonid annavad kokku vähi.
  
• Kontaktinhibitsioon – rakud tunnetavad üksteist ning kontaktis olles enam ei jagune. Kasvajates kontaktinhibitsiooni mehhanism kaob.
  
• Radioaktiivne kiirgus ja kemikaalid tekitavad palju mutatsioone, mis takistavad rakkude jagunemist, kuid mõjutavad sealjuures kõiki jagunevaid rakke – rakutsükli blokeerimine -> iga konkreetse vähivormi puhul on vaja spetsiifilisi ravimeid.
  
• Apoptoos – kontrollitud rakusurm .
  
• Rakukest – põhjus miks loomadel on kasvajad aga taimedel pole. Loomadel see puudub.
  
• Tänapäeval rohkem vähki sest eluiga pikem.
  

61. Miks on soolekepike ning pärmid head geenitehnoloogia mudelobjektid?

• Escherichia coli – soolekepike. Leidub inimese alumistes seedeelundites. On võimeline tekitamaks mitmeid haigusi oma peremehes. Kinnituvad rakule, sisestavad mürke, häirivad normaalset rakutalitlust. Hea, sest paljuneb kiiresti… saab kasvatada katseklaasil
  
• Saccharomyces cerevisiae – pagaripärm. Aitab mõista raku- ja molekulaarset protsesse eukarüootides. Üherakuline organism on ka toidutööstuses tähtis (leib, õlu , vein, ensüümid, ravimid ). U 6000 geeni.
  
• Schizosaccharomyces pombe – poolduv pärm. Õlust. Some gene sequences are as equally diverged between the two yeasts as they are from their human homologues. U 4900 geeni.
  

62. Caenorhabditis elegans ja Drosophila melanogaster geenitehnoloogia mudelobjektidena.

• Caenorhabditis elegans – paeluss . Uss eostatakse ühe rakuna . Sellel on närvisüsteem ja aju. Demonstreerib käitumismustreid ja on võimeline algeliseks õppimiseks. Toodab spermat , mune, sigib ja paljuneb. Eluiga 2-3 nädalat, läbipaistev keha, kasvatatakse bakteritega Petri alustel. Ideal compromise between complexity and tractability (keerukus ja töödeldavus). Rakkude jagunemine väga korrapärane. Igas organismis 959 rakku.
  U 20 000 geeni
  
• Drosophila melanogaster – äädikakärbes. Thomas Hunt Morgan uuris neid ja avastas mutandi valgete silmadega . Avastati kromosoomid ja Morgan võitis Nobeli preemia 1933. aastal. Kärbse kohta teatakse väga palju ning selle uurimine on odav. On väiksed ja kergesti käsitletavad. Lühike elutsükkel (2 nädalat). On viljakad , emane võib sadu mune muneda. Suur populatsioon võimaldab usaldusväärsed statilised ja analüütilised uuringud. U 14 400 geeni.
  

63. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid imetajate hulgas ja miks?

• Mus musculus – koduhiir. Alus inimese genoomi mõistmiseks. Kuigi hiire genoom on 14% väiksem kui inimesel, on öeldud , et u 99% geenidest on samad, mis inimestel. Need geenid päriti samalt imetajalt miljoneid aastaid tagasi. U 30 000 geeni.
  
• Rattus norvegicus – rändrott. Mudelid inimpsühholoogia uurimiseks. Rottidega on lihtsam töötada: on vähem agressiivsed kui hiired, rahulikumad. Hiired on aeglased õppijad, rotid aga kiired ning on head mudelid käitumismustrite õppimiseks. Rotid on ka suuremad kui hiired, mis teeb nende uurimise lihtsamaks. Rotid on inimestele sarnasemad, nende süda lööb 2/3 korda aeglasemalt kui hiirel. Stress mõjutab ajutegevust rottidel ja inimestel samamoodi. Rotid on vastuvõtlikud sarnastele terviseprobleemidele.
  
• MITTEIMETAJATEST: Danio rerio – sebrakala. Paljuneb kiiresti. Embrüod arenevad kehaväliselt. They can be cloned from somatic cells and can be made transgenic. U 30 000 geeni.
  

64. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks?

• Arabidopsis thaliana – müürlook. Väike genoom, haploidne. Kiire elutsükkel (u 5 nädalat). Lihtne kasvatada. U 27 600 geeni.
  
• Oryza sativa – riis. Smallest genome of all the cereals . U 45 000 geeni.