Geenitehnoloogia kordamisküsimused ja vastused 2018 sügis (0)

1. Millised molekulid on polümeerid? 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 ja T vahel on 2 H-sidet ning G ja C vahel 3 H-sidet.
5. Millised on nukleotiidide muud funktsioonid rakkudes peale nukleiinhapete monomeerideks olemise? Nukleotiidtrifosfaadid on rakkudes kasutusel energia kandjatena, sest need on makroergilised ühendid, levinuim energiakandja on adenosiintrifosfaat (ATP), kuid kasutusel on ka teiste nukleotiidide trifosfaadid. Erinevate rühmadega seondudes moodustavad nukleotiidid koensüüme (näiteks koensüüm A). Tsüklilised nukleotiidid on signaalmolekulideks (näiteks cAMP).
6. Nukleiinhapete lühiiseloomustus. Rakkudes on laias laastus 2 erinevat nukleiinhapet— DNA ja RNA— millel on erinevad ülesanded— DNA on geneetilise info kandja ja RNA on geneetilise info vahendaja . Nukleiinhapped on polümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. DNA-l on kindel struktuur— biheeliks , milles on kaks omavahel komplementaarset ja antiparalleelset ahelat . RNA molekule on erineva kuju ja pikkusega ning ka erinevate ülesannetega. Sünteesitav RNA on üheahelaline.
7. Fosfodiesterside. Side, mis moodustub ühe nukleotiidi fosfaatrühma ja teise nukleotiidi suhkrujäägi kolmanda süsiniku küljes oleva hüdroksüülrühma vahel. Fosfaatrühma fosfor on seotud 4 hapniku aatomiga: üks vaba hapniku aatom , kahe suhkrujäägi hüdroksüülrühma hapnik ja üks kaksiksidemega hapnik— aineklassilt on tegu fosforhappe diestriga, millest tuleneb sideme nimetus— fosfodiesterside.

8. Mida tähendab komplementaarsusprintsiip, millisel keemilisel asjaolul see põhineb?
Komplemetaarsete ahelate (lämmastikaluste) vahel tekivad vesiniksidemed, mittekomplemetaarsete vahel ei teki. (komplementaarsed on nt A-T, C-G).

9. Mida tähendab, et DNA ahelad on molekulis antiparalleelsed, miks see nii on? Antiparalleelsus - 5’ ots ja 3’ ots on ühel ja teisel ahelal vastakuti, et lämmastikalused teineteise poole oleksid ja et vesiniksidemed tekkida saaksid.Antiparalleelsed s.t., üks ahel kulgeb suunas 5’ 3’ ja teine suunas 3’ 5’ ,

10. Millises suunas toimub uute nukleiinhappe ahelate süntees?
5’ -> 3’

11. Mis on replikatsioon , milliseid ensümaatilisi aktiivsusi on selle juures vaja? DNA molekuli “paljundamine” enne rakujagunemist. Ühest DNA molekulist saadakse 2, kusjuures mõlemas molekulis on üks ahel pärit vanast molekulist. Replikatsiooniks on vaja helikaasi, et lõhkuda ahelaid koos hoidvad vesiniksidemed. Polümeraasi, et lisada uusi nukleotiide.

12. Milline ensüüm teostab replikatsiooni?
DNA-polümeraas

13. Kust saavad rakud energiat uute fosfodiestersidemete sünteesimiseks? Nukleotiidtrifosfaatidest, katkeb makroergiline side

14. Mida tähendab, et uute DNA ahelate süntees rakkudes on semikonservatiivne? Uues DNA kaksikheeliksis on üks ahel pärit vanast DNA molekulist ja teine on uus, sünteesitud ahel.

15. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel?
DNA: A=T ; C=G RNA: A=U ; C=G
2 ahelaline molekul , kaksikspiraal 1 ahelaline molekul, erinev struktuur
DNA süntees - replikatsioon RNA süntees - transkriptsioon
Ensüümid helikaas ja DNA-polümeraas Ensüüm RNA-polümeraas
Suhkrujääk desoksüriboos Suhkrujääk Riboos
16. Kolm põhilist RNA-de klassi rakkudes, nende funktsioonid.
mRNA(messenger)- kodeerivad valke(sisaldab infot ühe valgu kohta - DNAs oleva info vahendaja)
rRna(ribosomal)- ribosoomide struktuursed ja katalüütilised elemendid
tRna( transfer )- aminohapete adapterid valgu sünteesis

17. Transkriptsioon e. RNA süntees
Matriitssüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul. Transkriptsioonil saadakse mRNA, tRNA ja rRNA molekulid.

18. Transkriptsioonifaktorid - Valk, mis reguleerib transkriptsiooni aktiivsust.
Transkriptsioonifaktorid on nii positiivsed kui ka negatiivsed regulaatorvalgud, kusjuures positiivsed regulaatorvalgud soodustavad ja negatiivsed pidurdavad transkriptsiooni alustamist. Seonduvad kindlale DNA järjestusele (promootorpiirkonda). Reguleerivad kas ja kui palju. Ilma transkriptsioonifaktoriteta ei ole võimalik RNA’d sünteesida.
19. Mis on promootor ?
DNA nukleotiidne järjestus, millega transkriptsiooni läbiviiv ensüüm (RNA-polümeraas) peab sünteesi alustamiseks ühinema.

20. Mis on enhaanser ?
DNA järjestus, mis määrab ajalis-ruumilist ekspressioonimustrit ja soodustab promootori aktiivsust. DNA järjestus enne promootorpiirkonda kuhu kinnituvaptsioonifaktd transkrior.
21. Milline on mRNA sünteesi juures DNA matriitsahel, milline kodeeriv ahel?
Matriitsahel - transkriptsioonil DNA-ahel, mida kopeeritakse komplementaarse RNA-ahela moodustamiseks. Kodeeriv ahel - DNA ahel, mis on RNA-ga identse järjestusega.

22. Geeniekspressiooni regulatsioon.
Diferentseerumise käigus kaotab rakk selektiivselt osa oma geenidest . Rakkude diferentseerumine on üldjuhul geenide valikulise ekspressiooni tulemus. Hulkrakses organismis esinev rakutüüpide mitmekesisus on põhjustatud sellest, et rakkude samasuguselt DNA-lt sünteesitakse erinevates rakkudes erinevaid RNA ja valkude molekule.Informatsioon DNA-lt valguni kandub mitme etapina , kõiki neid etappe on võimalik reguleerida (kontroll transkripstiooni tasemel, kontroll RNA protsessingu tasemel)
23. Histoonid , nende modifitseerimise mõju geeniekspressioonile. Globulaarsed valgukompleksid, mille ümber DNA molekul keerdudena pakitakse. Modifitseeritud histoonid võivad geeniekspressiooni nii soodustada kui ka takistada, see oleneb konkreetselt, mitmendas positsioonis olevat aminohapet on modifitseeritud.

24. DNA metüleerimine, selle mõju geeniekspressioonile. Alati takistab/aeglustab geeniekspressiooni.

25. RNA molekulide ruumiline struktuur rakus
tRNA- ristikheina kujulised . Erinevatel RNAdel on erinevad struktuurid , kuna nad pakitakse erinevalt kokku. Erinevad komplementaarsed piirkonnad. Erinevad nukleotiidsed järjestused (va tRNA).
26. Molekulaarbioloogia põhidogma.
Molekulaarbioloogia põhidogma - translatsioon ja replikatsioon, geneetiline informatsioon liigub DNA-lt RNA-le ja RNA-lt valgule.
27. tRNAde struktuur ja funktsioon.
Nagu teisedki RNA molekulid, on tRNA molekul polümeer, ning koosneb nukleotiididest – adeniinist (A), guaniinist (G), tsütosiinist (C) ja uratsiilist (U), lisaks ka mõnest modifitseeritud nukleotiidist.
tRNA molekulide sekundaarstruktuuri iseloomustatakse "ristikheinalehe" kujuga. tRNA sekundaarstruktuuri moodustavad 4 kaksikahelalist osa - õlga ja 4 üksikahelalist piirkonda - lingu , mis paiknevad vastavate õlgade otsetes.Funktsioon: aminohapete transport valkude sünteesi toimumiskohta.
28. Aminoatsüül-tRNA, kuidas neid rakus saadakse?
tRNA, mille 3' otsa on seotud aminohappe karboksüülrühm ehk C-terminus, protsessi viib läbi ensüüm, mille aktiivtsentrisse konkreetne tRNA sobitub, et kinnitataks õige aminohape .
tRNA mille küljes on aminohappe jääk. aminoatsyyl-tRNA süntentaas sünteesib aminoatsyyl-tRNAd.
29. Aminohapete lühiiseloomustus.
Aminohapped on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad funktsionaalsete rühmadena amino- (-NH2) ja karboksüülrühma (-COOH) ning aminohappespetsiifilist kõrvalahelat.
Nii amino- kui ka karboksüülrühm aminohappes on võimelised amiidsete sidemete tekitamiseks ja tänu sellele saavad erinevad aminohapped omavahel reageerida moodustamaks dipeptiidi.
30. Valkude lühiiseloomustus. Valgud ehk proteiinid on polüpeptiidid, mis koosnevad aminohappejääkidest. Valkude koostises on 20 erinevat aminohapet, aminohapped koosnevad aminorühmast ja karboksüülrühmast . Valkude süntees toimub ribosoomides. Valkude funktsioon on eluksvajalike biokeemiliste reaktsioonide katalüseerimine!!! Jagunevad:
1) Lihtvalgud (nt. munavalge)
2)Liitvalgud (koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast. Nt. kromosoomid ja hemoglobiin)
Valgustruktuurid primaar -, sekundaar -, tertsiaar-, kvaternaarstruktuur . Kõikidel valkudel on primaarstruktuur, selle aminohapete järjestuse järgi on näidatud valkude omadused . Aminohapped on ühendatud peptiidsidemetega.
31. Peptiidside.
Kovalentne side valgu molekuli ehitusse kuuluvate aminohappejääkide vahel. Side ühe aminohappe kkarbonüülse süsiniku ja teise aminohappe aminorühma lämmastiku vahel.
32. Geneetiline kood. Mis on koodon , mis antikoodon ? antikoodon on tRNA molekulis olev kolmest nukleotiidist koosnev spetsiifiline järjestus, mis valgu biosünteesil võib mRNA komplementaarse koodoniga moodustada aluspaare. Koodon on ühele aminohappele vastav mRNA molekuli nukleotiidikolmik geneetilises koodis . Koodon - kolm kõrvutiasetsevat nukleotiidi, mRNA molekulis määravad kindla aminohappe lülitumise polüpeptiidahelasse või polüpeptiidahela sünteesi lõpetamise (stoppkoodon).

33. Mis on translatsioonil kasutatav lugemisraam ?
Raam, kust RNA ahela lämmastikaluste triplette loetakse. Raaminihkel on tõsised tagajärjed, sest kõik koodonid loetakse nii, et sünteesitakse täiesti vale aminohappelise järjestusega valk.

34. Mis on geen? DNA järjestuse lõik, funktsionaalne ühik, mis kodeerib valku või struktuurset, katalüütilist või regulatoorset RNAd

35. Ribosoomide ehitus ja funktsioon.
Ribosoomid - neid leidub karedal ER-l, tsütoplasmas, mitokondrites ja plastiidides. Ribosoom koosneb kahest allüksusest - väikesest ja suurest - mõlemad omakorda valgust ja rRNA-st. Ribosoomidel kulgeb valgusüntees. Ribosoomid sünteesitakse tuumas paiknevatel tuumakestes ja liiguvad selt läbi tuumamembraanis olevate pooride tsütoplasmasse. Osa neist liitub ER-ga moodustades kareda ER-i. Ribosoomide kogumikku nimetatakse polüsoomiks. (ER - endoplasmaatiline võrgustik)

36. Translatsioon e. valgusüntees
Translatsioon on protsess, mille käigus sünteesitakse aminohapetest polüpeptiidahel. Translatsioon on peamine osa valgusünteesist.
Translatsiooni viib läbi ribosoomi kompleks .
Translatsioon jaguneb kolmeks faasiks: initsiatsioon , elongatsioon ja terminatsioon. Initsiatsiooni käigus moodustub funktsionaalne ribosoom, mis on võimeline translatsiooni läbi viima.Elongatsioonil toimub aminohapete lisamine peptiidahelasse. Terminatsioonil vabaneb sünteesitud valk ribosoomist.
37. Millises suunas toimub uute polüpeptiidahelate süntees? N-terminus → C-terminus

38. Translatsiooni initsiatsioon. Ribosoom kinnitub mRNAle startkoodoni (AUG) lähedale. See faas lõpeb kui tRNA molekul koos metioniiniga tunneb ära startkoodoni ja kinnitub sellele.
Ribosoomi väike subühik on seotud initsiaator tRNA-ga ja algab mRNA skaneerimine—initsiatsioonisaidi (startkoodon AUG) otsimine. Kui kompleks leiab initsiatsioonisaid, siis tRNA kinnitub sellele ja ribosoobi väiksele subühikule liitub suur subühik.

39. Translatsiooni terminatsioon. Translatsioonil on 3 faasi, nendest viimane on terminatsioon. Terminatsioon - translatsiooni lõpetab stop-koodon, mis annab ribosoomile märku mRNA pealt alla hüpata.
40. Translatsioonifaktorid
Valgud, mis osalevad translatsiooni (valgusünteesi) protsessis.

41. Kuidas valgud omandavad rakkudes oma ruumilise struktuuri? Valgude ruumilise struktuuri määravad peaahela ja kõrvalahela lubatud konformatsioonid ja struktuuri stabiliseerivad interaktsioonid .

42. Ribosüümid.
Ribosüüm= RNA ensüüm. Katalüütiliste omadustega RNA-molekul. Toimib kui ensüüm. Ribosüümid on ensüümid, mis aga ei koosne polüpeptiididest, nagu enamik ensüüme, vaid polünukleotiididest.

43. Milliseid reaktsioone suudavad katalüüsida ribosüümid? Valgusünteesil ribosoomis toimuvad reaktsioonid. Biokeemilised reaktsioonid, vähendavad energeetilist barjääri.

44. RNA maailma hüpotees.
RNA maailma hüpotees on teooria, mille kohaselt oli praeguse, desoksüribonukleiinhappel (DNA), ribonukleiinhappel (RNA) ja valkudel põhineva elu eelkäijaks isereplitseeruvatel RNA molekulidel baseerunud elu.
45. Lipiidide lühiiseloomustus.
Lipiidid on biomolekulid, mis koosnevad enamasti rasvhappejäägist ja alkoholist. Lipiidid on veest kergemad ja hüdrofoobsed. Liipidid jaotuvad:
1)Lihtlipiidid ehk neutraalrasvad (taimsed õlid, loomsed rasvad,vahad)
2)Liitlipiidid ehk fosfolipiidid ( üks rasvhappejääk on asendunud fosfaatrühmaga)
3) Tsüklilised lipiidid ehk steroidid (hormoonid, vitamiinid , kolesteriid)

46. Milleks rakk vajab lipiide?
Ehituslik funktsioon fosfolipiidid ja kolesterool kuuluvad rakumembraani koostisesse.

47. Membraanide struktuuri lühiiseloomustus.
Rakumembraan koosneb valkudest, fosfolipiididest, oligosahhariididest ning kolesteroolist. Fosfolipiidid on kahekihilisena, valgud ja kolesterool hajusalt nende vahel, oligosahhariidid aga välispinnal (retseptoorne funktsioon). Membraan eraldab raku sisekeskkonda väliskeskkonnast, reguleerib raku ainevahetust ümbruskonnaga (sh. pino - ja fagotsütoos), kaitseb rakku väliskeskkonna mõjude eest, ühendab rakke omavahel, osaleb mõnede ainete sünteesil, retseptoorne funktsioon, liikumisfunktsioon (liikumine membraani abil - amööb), kindlustab raku laengu (raku välispind + ja sisepind - laenguga). Ainete liikumine läbi membraani toimub passiivselt või aktiivselt E abil. Passiivselt liiguvad vesi, gaasid ja teised väikesed molekulid difusiooni, osmoosi teel või transportvalkude abil. Selleks pole vaja täiendavat energiat. Aktiivtransport toimub ainult läbi transportvalkudes olevate kanalite. Erinevaid aineid transpordivad eri valgud. Energiat saadakse ATP-st.
48. Lipiidiparved. Suure kolesterooli sisaldusega piirkonnad.
49. Membraanivalkude lühiiseloomustus. Valgukompleksid membraanides tagavad suuremate molekulide ja hüdrofoobsete osakeste liigutamise rakku või rakust välja.

50. Suhkrute lühiiseloomustus.
Sahhariidid ehk süsivesikud on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad süsinikku , vesinikku ja hapnikku . Süsivesikud on energiarikkad ained. Looduses enamlevinud orgaanilised ühendid. Jagunevad:
1) MONOSAHHARIIDID ehk LIHTSUHKRUD (riboos, desoksüriboos, glükoos, fruktoos)
2)Oligosahhariidid (maltoos, laktoos , sahharoos). Koosnevad 2-3 monosahhariidist.
3) Polüsahhariidid ehk liitsuhkrud (tärklis, tselluloos , kitiin, glükogeen)

51. Milleks rakk vajab suhkruid?
Taimerakkudes moodustavad suhkrud rakuseina. Raku pinnamembraanil paiknevatel oligosahhariidide jääkidel, mis kindlustavad õigete rakkude vahelised kontaktid ja nad on retseptoriteks. Pentoosid on nukleiinhapete ehituskompleksiks.

52. Polüsahhariidide lühiiseloomustus.
Koosnevad monosahhariidide jääkidest, mis on seotud pikkadeks ahelateks glükoosisidemetega. Neil on suur molekulmass . Enamasti loetakse polüsahhariidideks need, mis sisaldavad rohkem kui 10 monosahhariidilüli. Kui polüsahhariidi molekul koosneb sama tüüpi monosahhariididest, siis on tegemist homopolüsahhariidiga (glükogeen, tselluloos), kui aga erinevatest monosahhariididest, siis on tegemist heteropolüsahhariidiga ( hemitselluloos , pektiin).