Vastus leiad õppematerjalist: Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused (0)

Tallinna Tehnikaülikool - Bioloogia - Geenitehnoloogia

1 Hindamata

Esitatud küsimused

Millised molekulid on polümeerid?
Mida tähendab komplementaarsusprintsiip mida DNA ahelate antiparalleelsus?
Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel?
Mis on replikatsioon kuidas see toimub?
Mis on plasmiid?
Mis on alleel homosügootsus heterosügootsus?
Mis põhjustab geenide ahelduse?
Mis on promootor mis on enhaanser?
Mida kutsutakse molekulaarbioloogia põhidogmaks?
Mis on rakuteooria kes selle sõnastasid?
Milleks rakk vajab lipiide?
Milleks rakk vajab suhkruid?
Milliseid rakke ümbritseb rakukest?
Millised on kloneeritud DNAde kasutusalad tänapäeval?
Kuidas on polümeraasi ahelreaktsioon muutnud geenitehnoloogiat?
Milleks kasutatakse bioloogias tsentrifuugimist?
Mis on roheline fluorestseeruv valk milleks ja kuidas seda kasutatakse?
Kuidas konstrueerida üht transgeenset looma?
Mis on embrüonaalsed tüvirakud?
Mille poolest erineb organismide kloneerimine DNA kloneerimisest?
Millised rakud on totipotentsed millised pluripotentsed?
Miks on oluline teada organismide genoomide täispikki järjestusi?
Mille poolest erinevad healoomulised kasvajad pahaloomulistest?
Mis on onkogeenid mis on tuumorsuppressorid?
Miks on soolekepike ning pärmid head geenitehnoloogia mudelobjektid?
Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid imetajate hulgas ja miks?

Kordamisküsimused Geenitehnoloogia I

Millised molekulid on polümeerid?
Polümeerid ehk kõrgmolekulaarsed ühendid on ained, mille molekulid koosnevad kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest – elementaarlülidest. Looduslikud polümeerid: polüsahhariidid ( tselluloos , kitiin , tärklis), valgud , nukleiinhapped (DNA, RNA).
Polümeerid on väga suured molekulid, moodustunud kui sajad monomeerid liituvad pikkadeks ahelateks.

Nukleotiidide lühiiseloomustus.
Nukleotiidid on orgaanilised molekulid, mis moodustavad suuri biopolümeere-nukleiinhappeid, näiteks DNA ja RNA. Nukleotiidid on DNA ja RNA molekuli alaüksused, mis koosnevad lämmastikalusest (N-alus), suhkrust ( riboos või desoksüriboos) ja fosfaatrühmast. Lämmastikalused on kas puriini või pürimidiini derivaadid . Puriinid: kahte lämmatikku sisaldava tsükliga ühendid, adeniin ja guaniin nii RNA kui DNA struktuuris Pürimidiinid: ühe tsükliga ühendid, tsütosiin nii RNA kui DNA; tümiin DNA ja uratsüül RNA koosseisus . Nukleotiidid ühinevad pikkadeks polünukleotiidideks (DNA ja RNA ahelad ).
Adenosiintrifosfaat ehk ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP on makroergiline ühend. ATP-d toodetakse kõige rohkem mitokondrites. Taimedes ja vetikates toimub intensiivne ATP moodustumine kloroplastides. ATP koosneb adeniinist, riboosist ja kolmest lineaarselt seotud fosfaadijäägist, mis on omavahel ühendatud fosfoanhüdriidsidemetega. ATPd sünteesitakse rakuhingamisel (max 38 molekuli ATPd) või fotosünteesi käigus. 1 mooli ATP lagunemisel (reageerib veega, sidemed katkevad ) vabaneb 30,5 kJ energiat. GTP ehk guanosiin-5'-trifosfaat, koosneb guaniinist, riboosist ja kolmsest fosfaatrühmast.

Nukleiinhapete lühiiseloomustus.
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Nukleiinhape koosneb korduvatest alaüksustest ehk nukleotiididest. Nukleotiidide järjestusühendust nukleiinhappes nimetatakse nukleotiidisekventsiks. Eristatakse kahte tüüpi nukleiinhappeid: desoksüribonukleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA). Vastavalt sellele on ka kahesuguseid monomeere DNA ehituses on desoksüribonukleotiidid ja RNA koostises ribonukleotiidid . Lihtsustatult võib aga mõlemaid kutsuda nukleotiidideks. Nukleiinhapped avastati kõigepealt rakutuumas . Ladina keeles on tuum nucleus – sellest tuleb ka nende nimetus.
DNA
Desoksüribonukleiinhape ehk DNA on enamikus elusorganismides pärilikku informatsiooni säilitav aine, keemiliselt desoksüriboosist, lämmastikalustest ja fosforhappe jääkidest koosnev polümeer. Monomeere ühendavad fosfordiestersidemed.DNA on polümeer, mille elementaarlülideks on desoksüribonukleotiidid (lühidalt ka lihtsalt nukleotiidid). DNA on elusorganismide suurim makromolekul. Konkreetsete nukleotiidide järjestust üksikus DNA ahelas nimetatakse DNA primaarstruktuuriks (DNA esmane struktuur) . Enamasti esineb DNA elusorganismides kahe antiparalleelse omavahel komplementaarse ahela kujul (st kohakuti paiknevad ahelate A ja T ning G ja C nukleotiidid), sest lämmastikaluste vahel moodustuvad komplementaarsusprintsiibist lähtudes vesiniksidemed . DNA süntees toimub tavaliselt replikatsiooni teel, mida viib läbi DNA polümeraas. DNA lagundamine toimub nukleaaside abil (vt endonukleaas, eksonukleaas, restriktaas , apoptoos). DNA sekundaarstruktuuri muutvad ensüümid on DNA ligaasid , helikaasid, güraasid. Päriliku info säilitamine ja selle täpne ülekanne tütarrakkudele. Nukleiinhapete sünteesil on kindel suund: 5´ (prim) ots + 3´ (prim) ots. Ahelad on antiparalleelsed: üks ahel:-5´ ots, teine-3´ots ja komplementaarsed A=T, C=G. Kõiki DNA molekule rakus sünteesib DNA polümeraas.
DNA´l on kolm struktuuri:

DNA esmane struktuur -esineb rakus sünteesiprotsessides ja teatud viirustes .
DNA sekundaarstruktuur - DNA levinuim esinemisvorm. ( biheeliks ja kaksikspiraal)
DNA tertsiaalstruktuur - tekib DNA ja valkude koosmõjul. DNA + valgud = kromosoomid .

RNA
RNA osaleb mitmetes eluks vajalikes protsessides nagu näiteks geenide kodeerimine ja dekodeerimine, geenide regulatsioon ja ekspressioon . Koosneb ribonukleotiididest. Moodustunud lämmastikaluse, riboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Neli erinevat nukleotiidi(lämmastikalused): A, G, C, U.
RNA esmane struktuur – primaarstruktuur , nukleotiidijääkide hulk ja järjestus RNAs, tekib sünteesijärgselt.
Teisene struktuur- molekul , milles üksikahelalised lõigud vahelduvad kaksikahelaliste lõikudega, omavahel paarduvad (tRNA).
RNA sünteesi katalüüsib ensüüm, RNA polümeraas, mis kasutab üht DNA- ahelat matriitsina, et sünteesida komplementaarne RNA ahel e transkript, seda protsessi nimetatakse transkriptsiooniks.
REPLIKATSIOON ( DNAst DNA)
TRANSKRIPTSIOON (DNAst mRNA ja rRNA)
TRANSLATSIOON (mRNAst VALK)
INFO liigb DNA – RNA – VALGUD. Viirustel võib liikuda ka RNAlt DNAle.

Mida tähendab komplementaarsusprintsiip, mida DNA ahelate antiparalleelsus?
Komplementaarsusprintsiip on kaksikahelaliste nukleiinhapete ehitusprintsiip. Selle kohaselt põhineb kindlate lämmastikaluste paardumine nukleiinhapete molekulides vesiniksidemete moodustumisel, kusjuures DNA molekulis paarduvad ehk on komplementaarsed C ja G ning A ja T, RNA molekulis C ja G ning A ja U.
Paarduvad DNA ahelad on antiparalleelsed: nad on orienteeritud vastupidistele suundadele. Selle põhjuseks on asjaolu, et DNA polümeraas suudab DNAd sünteesida ainult ühes suunas: lisades nukleotiide DNA ahela 3’ otsale. (3´→5´ ja 5´→3)

Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel?

Suhkrujääk erinev
Tümiin- Uratsiil
Kaheahelaline/üksikahelaline
RNA omab katalüütilist funktsiooni

Tunnus
DNA
RNA
1) monomeer
desoksüribonukleotiid
ribonukleotiid
2) sahhariid
desoksüriboos
riboos
3)N-alused
A=T, G=C
A=U, G=C
4)struktuur
biheeliks , so kaks ahelat, mis on kruvikujuliselt keerdunud
üks ahel
5) klassid
tRNA, rRNA, mRNA jt
6)ülesanne
päriliku informatsiooni säilitamine ja edasiandmine
pärilikkuse realiseerimine
7)leidmine
tuumas, mitokondrites, kloroplastides
tuumas, mitokondrites, kloroplastides, ribosoomis, tsütoplasmas

Kolm põhilist RNA-de klassi rakkudes, nende funktsioonid.
mRNA (informatsiooni RNA) - funktsiooniks rakus on kodeerida ribosoomi jaoks valgujärjestusi. mRNA-d nimetatakse ka käskjalaks, kuna ta vahetab informatsiooni ribosoomi ja geenide vahel. Eukarüootide mRNA on monotsistoorne ja kodeerib vaid ühte valku, prokarüootide mRNA on polütsistoorne ja kodeerib mitut erinevat valku.
Sünteesitakse rakutuumas DNA ühe ahela järgi. INFO TOIMETAMINE VALGU SÜNTEESI TOIMUMISKOHTA
tRNA (transport RNA) - tegeleb rakus aminohapete transpordiga ribosoomi, kus geneetilise koodi alusel lülitatakse aminohape sünteesitavasse valguahelasse. AMINOHAPETE TOIMETAMINE VALGU SÜNTEESI TOIMUMISKOHTA
Selle lülitamise koha tunneb ära tRNA antikoodon . Iga tRNA suudab siduda ainult üht kindlat aminohappet.
rRNA ( ribosoomi RNA) - moodustab ribosoomide põhilise osa (ca 60% kaalust ) ja sünteesib peptiidsidemeid aminohapete vahel.

Mis on replikatsioon, kuidas see toimub?
Replikatsioon on DNA kahekordistumine enne raku jagunemist. Toimub tuumas, tuumapiirkonnas, kloroplastides ja mitokondrites.
Päristuumsetel rakkudel toimub see enne mitoosi ja meioosi. Matriitssüntees- st, et DNA , RNA ja valgud sünteesitakse olemasolevate molekulide (DNA või RNA) ahelate alusel, mis määravad sünteesitavate molekulide monomeeride järjestuse. Sel teel tagatakse geeneetilise info ülekanne.

Ensüüm helikaas lõhub DNA biheeliksi.

Ensüüm DNA-polümeraas seondub DNA ahelaga.

DNA-polümeraas sünteesib mõlema DNA ahelaga komplementaarsed uued DNA ahelad.

Replikatsioon lõppeb, kui mõlemalt DNA-ahelalt on sünteesitud uus DNA molekul.

Selleks, et rakk saaks jaguneda, peab ta kõigepealt enda DNAd replitseerima. Seda protsessi alustatakse kindlatelt DNA lõikudelt, mida nimetatakse originideks. Originid sisaldavad DNA järjestusi, mille tunnevad ära replikatsiooni algatavad valgud. Need valgud seondavad omakorda erinevaid valke (nt helikaasi), et eraldada kahte DNA ahelat ning moodustada replikatsioonikahvleid. Initsiaatorvalkude algatusel keeratakse DNA ahelad lahti ning moodustub n-ö replikatsiooni-mull (DNAd sünteesitakse bidirektsionaalselt ehk mõlemas suunas). Originid on tavaliselt A-T rikkad (sisaldavad palju adeniini-tümiini aluspaare) ja aitavad sellega lahtikeerdumisele kaasa, sest A-T aluspaaridel on kaks vesiniksidet (mitte kolm, nagu C-G paaridel). Seega on A-T sidemeid lihtsam lõhkuda, sest väiksema arvu vesiniksidemete lõhkumise jaoks kulub vähem energiat. Pärast DNA ahelate eraldamist luuakse algahelatele RNA praimerid. Juhtivale DNA ahelale sünteesitakse üks RNA praimer aktiivse origini kohta, mahajäävale ahelale sünteesitakse aga mitmeid praimereid, neid nimetatakse avastaja järgi Okazaki fragmentideks. DNA polümeraas pikendab juhtivat ahelat pidevalt, mahajäävat ahelat aga fragmentide kaupa. RNaas eemaldab replikatsiooni initsiatsiooniks kasutatud RNA praimerid, ning teist sorti DNA polümeraas liitub ahelatega, et täita sünteesimata fragmente. Pärast seda liitub DNAga ligaas , mis liidab augud ahelas ning lõpetab sellega replitseeritud DNA molekuli sünteesi.

Mis on geen?
Geen on DNA järjestuse lõik, funktsionaalne ühik, mis kodeerib valku või struktuurset, katalüütilist või regulatoorset RNAd , geenis on regulatoorsed järjestused ja kodeeriv ala, kodeeriv ala eukarüootidel koosneb eksonitest ja intronitest. Sisaldab RNA ja valgu sünteesiks vajalikku infot. Organismi kõik geenid annavad kokku genoomi.

Mis on plasmiid ?
Plasmiidid on kromosoomivälised DNA molekulid. Praeguseks on leitud neid peaaegu kõikidest uuritud bakteritaksonitest. Plasmiidid on enamasti kaksikahelalised DNA rõngasmolekulid,mis replitseeruvad bakteri genoomist sõltumatult. Nende suurus võib varieeruda mõnesajast kuni mõnesaja tuhande aluspaarini. Plasmiidid sisaldavad geene, mis on vajalikud nende talitlemiseks ja säilimiseks peremeesrakus. Mõnedel plasmiididel on geenid, mis tagavad plasmiidi stabiilse püsimise bakterirakus, näiteks toksiini-antitoksiini süsteemi kodeerivad geenid. Kuigi plasmiidid pole bakterite populatsiooni kasvuks ja bakteritele elutähtsateks funktsioonideks vajalikud, siis teatud juhtudel, näiteks ebasoodsate keskkonnatingimuste korral, võib plasmiidi olemasolu oluliselt soodustada bakteriraku ellujäämist. Soodsates keskkonnatingimustes võib bakterirakk plasmiidist vabaneda , ilma et sellele järgneks peremeesraku jaoks eluohtlikke tagajärgi. Plasmiidid kanduvad ühest bakterirakust teise peremeesraku pooldumise ajal ja horisontaalselt , peamiselt konjugatsiooni teel.
Plasmiidide olemasolu on rakkudele kasulik: paljud plasmiidide omadused aitavad rakul kindlates tingimustes ellu jääda. Need tunnused jagatakse nelja peamisse rühma:

resistentsus – kannavad resistentsust raskmetallide, antibiootikumide suhtes;

energeetiline metabolism – võimaldavad peremeesrakul lagundada saasteaineid;

patogeensus , sümbioos ja virulentsus – plasmiidid sisaldavad virulentsusgeene, mis tõstavad bakterite patogeensust ja põhjustavad haigusi, näiteks katku ja teetanust.

Mis on alleel , homosügootsus, heterosügootsus?
Alleel on geeniteisend, geeni 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.
Dialleelsus- geeni esinemine 2 alleelina, diploidne organism.
Polüalleelsus- geeni esinemine mitme alleelse vormina, populatsioon .
Oma toimelt jagunevad alleelid kaheks: dominantsed alleelid ja retsessiivsed alleelid. Dominantset alleeli tähistatakse tavaliselt suure, retsessiivset väikese tähega.
Tunnuse dominantsuse korral avaldub heterosügootne genotüüp alleelidega (Aa) samamoodi dominantse homosügootse genotüübiga (AA).
Retsessiivne tunnus (sh defekt , haigus) avaldub ainult homosügootsuse (alleelipaari aa) korral. Retsessiivsus saab avalduda ainult dominantsuse puudumisel.
Homosügootsus on diploidse või polüploidse indiviidi genotüübi seisund, kus homoloogiliste kromosoomide samas lookuses asuvad ühe geeni ühesugused alleelid.
Heterosügootsus on diploidse või polüploidse indiviidi genotüübi seisund, kus homoloogiliste kromosoomide samas lookuses asuvad ühe geeni erinevad alleelid.
( lookus - koht kromosoomis, kus paikneb geen)

Mis põhjustab geenide ahelduse ?
Geenide aheldus on nähtus, mille korral samas kromosoomis paiknevad geenid jäävad kokku ka pärast meioosi. Põhjuseks ongi lähestikku paiknemine ühes kromosoomis. Mida lähemal nad asuvad üksteisele, seda väiksem on võimalus, et nad lahknevad meioosis. Kui geenid asuvad üksteisest kaugel, siis toimub ristsiire eh crossingover, mis on ühe homoloogse kromosoomi osa ristsuunaline üleminek teise paardunud homoloogsesse kromosoomi.

Transkriptsioon.
Transkriptsioon on matriitssüntees, mille käigus sünteesitakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul.
Protsess toimub rakutuumas interfaasi ajal. Seda viib läbi ensüüm RNA-polümeraas, mis peab transkriptsiooni alustamiseks seostuma vastava geeni algusosaga. DNA nukleotiidset järjestust, millega ensüüm 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 (geeni lõpp). Seal eraldub ensüüm DNA molekulist, mille järgselt taastub DNA endine kaksikspiraalne kuju ning sünteesitud RNA liigub läbi tuumamembraani pooride tsütoplasmasse. Transkriptsiooni produktiks on RNA ahel, milles tümiini (T) nukleotiidid on asendatud uratsiiliga (U). Kuna RNA koostises on lämmastikalus tümiin asendunud uratsiiliga, rakendub transkriptsioonil alljärgnev komplementaarsus.
DNA monomeer
RNA monomeer
adenosiinfosfaat A
uridiinfosfaat U
tümidiinfosfaat T
adenosiinfosfaat A
tsütidiinfosfaat C
guaniinfosfaat G
guaniinfosfaat G
tsütidiinfosfaat C

Lisandub ensüüm RNA-polümeraas.

RNA-polümeraas seondub DNA ahela promootor piirkonnaga.

Ensüüm keerab DNA biheeliksi lahti.

RNA-polümeraas sünteesib ühe DNA ahela lõiguga komplementaarse RNA molekuli.

RNA-polümeraas jõuab terminaatorini.

Lõpeb mRNA, tRNA ja rRNA süntees.

DNA omandab uuesti biheeliksi kuju.

RNA liigub raku tuumast välja tsütoplasmasse.

Mis on promootor, mis on enhaanser ?
Promootor on nukleotiidijärjestus, millega seonduvad transkriptsioonifaktorid ja RNA polümeraas, et initsieerida transkriptsiooni.
Enhaanser on eukarüootne DNA- järjestus, mis võimendab transkriptsiooni ühel või teisel geenil, isegi kui ta asetseb transkribeeritavatest geenidest kaugel. Enhaanseri funktsioon on soodustada, võimendada mõne geeni avaldumist. Enhaanser võib asuda geenijärjestuses oma sihtgeenist kaugel eemal, koguni sootuks teises kromosoomis. Ent geeniahela käärude tõttu asub ta ruumiliselt sihtgeeniga ometi lähestikku. Ta suudab püüda kinni ja hoida enda küljes sihtgeeni transkriptsioonifaktorit: valku, mille toimel sihtgeen avaldub ehk toimima asub.

tRNAde struktuur ja funktsioon.
Transport-RNA ehk tRNA on ribonukleiinhape, mis tegeleb rakus aminohapete transpordiga ribosoomi, kus geneetilise koodi alusel lisatakse aminohape sünteesitavasse valguahelasse. 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.
Primaarstruktuur- nukleotiidijääkide hulk ja järjestus RNAs, tekib sünteesijärgselt.
Sekundaarstruktuur- molekul, milles üksikahelalised lõigud vahelduvad kaksikahelaliste lõikudega, omavahel paarduvad, ristikheinakujuline.
Tertsiaarstruktuur - 3D struktuur, L- kujuline, tekib RNA ühinemisel valkudega.
tRNA molekulid on väga väiksed. 5´ otsas on fostaatrühm, 3´ osta liitub aminorühm. Kõige tähtsam osa on antikoodon, mis on komplementaarne mRNA koodoniga ning paardub sellega translatsiooniprotsessis, koosneb kolmest lämmastiksalusest.
tRNA esineb rakus kolme vormina:

Aminoatsüül-tRNA, tRNA, mille 3' otsa on seotud aminohape.
Peptidüül-tRNA, tRNA variant, mis esineb ainult ribosoomis valgusünteesi käigus; peptidüül-tRNA 3' otsa on veel seotud aminohape, mis on omakorda juba moodustanud peptiidsideme sünteesitava valguahelaga.
Deatsetüleeritud tRNA, "tavaline" tRNA, tRNA millele pole aminohapet seotud.

Aminohapete lühiiseloomustus.
Aminohapped ehk aminokarboksüülhapped on bioloogilise tähtsusega orgaanilised ühendid, mis sisaldavad funktsionaalsete rühmadena amino- (-NH2) ja karboksüülrühma (-COOH) ning aminohappespetsiifilist kõrvalahelat. Kõrvalahela varieeruvusega määrataksegi valkude tohutu struktuurne ja funktsionaalne mitmekesisus . Kõrvalahelaid on 4 tüüpi:

Hüdrofoobsed ehk mittepolaarsed- valgu sisepinnal
Hüdrofiilsed ehk polaarsed- valgu välispinnal
Happelised ehk negatiivse laenguga- valgu välispinnal
Aluselised ehk positiivse laenguga- valgu välispinnal

On polüpeptiidahela monomeerideks. Aminohappeid tähistatakse kolmetäheliste lühenditega.

Valkude lühiiseloomustus.
Valgud moodustavad keskmiselt 15% rakkude kogukaalust ja 55% kuivmassist. Valgud koosnevad polüpeptiididest, iga polüpeptiid on kodeeritud geeni poolt. Erinevaid aminohappeid on valkudes umbes 20. Valke sünteesitakse raku tsütoplasmas paiknevates ribosoomides. Kahe aminohape reageerimisel moodustub nende vahele kovalentne side ehk peptiidside, eraldub vee molekul. Valgu molekulis on peptiidsidemega ühendatud sadu või isegi tuhandeid aminohappejääke. Enamus valke koosneb ühest ahelast , kuid osa ka kahest või enamast ahelast. Valkudel on mitmesuguseid ruumilisi struktuure. Valkudes on kolm osa: N-terminaalosa, peptiidsidet moodustav osa ja C-terminaalosa.
Peptiidsidemete süntees toimub alati kindlas suunas: N- terminus→C-terminus.
Valgu aminohappelist järjetust nimetatakse valgu esimeseks struktuuriks. Nt insuliinil on see Phe- Val- Asn- Gly....jne. Teist järku struktuur tekib polüpeptiidi keerdumisel heeliksiks (struktuuri hoiavad koos vesiniksidemed). Molekuli edasisel kokkukeerdumisel moodustub kolmandat järku struktuur gloobul ( keraja kujuga). Kõigil valkudel gloobulit ei moodustu. Kui omavahel ühinevad kaks või enam polüpeptiidi, moodustub valk, mille puhul räägitakse neljandat järku struktuurist.
Valkude ülesanded:

Ensüümis – kiirendavad reaktsioonide kiirust, kõrge spetsiifilisus, iga reaktsiooni jaoks on oma ensüüm (amülaas, lipaas)
Ehituslik funktsioon – karvad , küüned, sõrad, kabjad
Transportfunktsioon – molekulid rakku sisse ja sealt välja
Retseptorfunktsioon – retseptorvalgud edastavad infot väliskeskkonnast raku sisemusse .
Regulatoorne funktsioon – valgulised hormoonid.
Kaitsefunktsioon – antikehad , mis võitlevad organismidele mitteomaste ühendite vastu.
Energeetiline funktsioon – seda alles siis, kui kõik teised varud on ammendunud.

Geneetiline kood.
Geneetiline kood on kogum 64 nukleotiidest tripletist, mis määravad 20 aminohapet ning polüpeptiidahela initsiatsiooni ja terminatsiooni. Lugemine toimub mRNA järjestuse põhjal. See on universaalne ja esinevad algus- ja lõpukoodonid, initsiaatorkoodon AUG, stoppkoodonid UAG, UAA, UGA. Enamik aminohappeid on määratud mitme koodoniga.

Ribosoomide ehitus ja funktsioon.
Ribosoom on nii eel- kui ka päristuumse raku tsütoplasmas esinev kaheosaline molekulaarne masin, mis koosneb ribosomaalse RNA (rRNA) ja valgu molekulidest. Selle ülesanne on katalüüsida peptiidahelate moodustumist, lähtudes raku DNA pealt transkribeeritud informatsiooni-RNA järjestusest. Seda protsessi nimetatakse translatsiooniks. Ribosoomil on kaks alaüksust- väike ja suur, mis assotsieeruvad, kui ribosoomides algab mRNA translatsioon ning dissotsieeruvad pärast translatsiooni. Ribosoomi komponentide suurust väljendatatakse Svedbergi ühikutes (S). Prokarüootide väike alaüksus- 30S ja suur alaüksus- 50S, eukarüootidel väike alaüksus- 40S ja suur alaüksus- 60S.
Ribosoomid moodustuvad tuumakestes. Sünteesijärgselt liiguvad nad mööda tuumamembraani pooride tsütoplasmasse. Seal kinnitub osa neist tsütoplasmavõrgustikule. Ribosoome võib leida ka mitokondrites ja kloroplastides.
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. Aminohappe ja tRNA kompleksi nimetatakse aminoatsüül-tRNAks. Viimane sisaldab oma järjestuses kolmenukleotiidist antikoodonit, mis paardub mRNAl asuva koodoniga komplementaarsuse alusel. Translatsioon toimub suunal 5’ -> 3’.

Translatsioon.
Just aminoatsüül-tRNA süntetaas on ensüüm, mis identifitseerib tRNA molekuli ning sünteesib tRNA molekuli ja vastava aminohappe vahele estersideme, realiseerib geneetilise koodi.
Translatsioon on peamine osa valgusünteesist, selle käigus sünteesitakse aminohapetest polüpeptiidahel. Valgusünteesiks on vajalikud ribosoomid (rRNA), infokandja mRNA, mis määrab valgu primaarstruktuuri ning aminohappeid transportivad tRNA molekulid. Valkude ehitamiseks on vajalikud ka aminohapped, energia (ATP, GTP) ning ensüümid.
Koosneb kolmest etapist:

Polüpeptiidahela initsiatsioon- moodustub funktsionaalne ribosoom, mis on võimeline translatsiooni läbi viima.
Polüpeptiidahela elongatsioon- toimub aminohapete lisamine peptiidahelasse.
Polüpeptiidahela terminatsioon- vabaneb sünteesitud valk ribosoomist.

Valgusünteesi põhisüdmused:

mRNA ühineb ribosoomiga
mRNA molekuli initsiaatorkoodoniga seondub esimene tRNA molekul (esimene aminohape on Metioniin )
ribosoomi siseneb teine tRNA molekul, tuues endaga kaasa järgmisele mRNAle vastava aminohappe
ribosoomis kahe kõrvuti asetseva tRNA molekuli otstes olevate aminohapete vahel sünteesitakse ensüümide abil peptiidside
dipeptiid vabaneb initsiaator- tRNAst ning jääb teisena ribosoomi sisenenud tRNA molekuli külge
tRNA nihkub koos mRNAga ribosoomi suhtes edasi ja teeb ruumi uuele tRNAle
ribosoomi siseneb kolmas tRNA
sünteesitakse peptiidside
toimuvad samad protsessid…
translatsioon lõpeb kui jõuab üheni stoppkoodonist (UAG, UGA, UAA)
sünteesitud polüpeptiid vabaneb, eralduvad ribosoomi alamüksused ja mRNA
translatsiooni järgselt aitavad valku pakkida tšaperonid

Translatsiooni terminatsioon.
Polüpeptiidahela elongatsioon peatub, kui ribosoomi A- saiti siseneb üks kolmest terminaatorkoodonist: UAA, UAG, UGA. Terminaatorkoodonid tuntakse ära lahustuvate valkude, terminatsioonifaktoride ehk RFde poolt. Terminatsioonifaktorid kuuluvad kahte klassi. Bakteriaalsed esimese klassi faktorid tunnevad terminaatorkoodoneid ära erinevalt. Mõlemad tunnevad ära UAA, RF-1 tunneb ära ka UAG ja RF-2 tunneb ära veel UGA. Eukarüootidel on vaid üksainus esimese klassi faktor ehk eRF kõigi kolme terminaatorkoodoni tarbeks. Terminatsioonifaktori esinemisel A-saidis muudetakse peptidüüli transferraarset aktiivsust nii, et ta lisab moodustuva polüpeptiidahela viimase aminohappe karboksüülotsa veemolekuli. Reakstiooni tulemusel vabaneb polüpeptiid tRNA molekulist. Terminatsioon lõpeb mRNA molekuli vabanemisega ribosoomist ja ribosoomi dissotsiatsiooniga alaüksusteks, mida katalüüsib ribosoomi vabanemisfaktor RRF (teise klassi terminatsioonifaktor, ei tunne terminatsioonikoodoneid iseseisvalt ära).
(A-sait- ribosoomi piirkond, mis on hõivatud aminoatsüül-tRNA poolt)

Geeniekspressiooni regulatsioon.
Multirakulise organismi moodustumiseks on vaja, et konkreetsed geenid avalduksid õigel ajal ja õiges kohas, st peab toimima geenide ajaline ja ruumiline regulatsioon. Eukarüootide geeniekspressiooni reguleeritakse kolmel tasandil:

Transkriptsioonil- transkriptsioonifaktorid, eukarüootsetel rakkudel peab olema rakusisene singalisatioonisüsteem, et väliskeskkonna signaalid jõuaksid tuumani, oluline on rakkudevaheline kommunikatsioon, transkriptsioonifaktorid seonduvad kas enhanseritega (toimivad kauge vahemaa taggant) ehk võimendajatega või vaigistajatega. Kui temperatuur tõuseb normaalsest kõrgemale siis toimub temperatuuriinitseeritud geenide aktivisatioon, selle tulemusel sünteesitakse temperatuurišoki valgud, mis aitavad raku sisekeskkonda stabiliseerida. Taimedes näiteks toimub RuBisCO süntees ainult valguse toimel. Steroidhormoonid sisenevad rakku, moodustavad hormoonikompleksi retseptorvalkudega, millega aktiveeritakse transkriptsioonifaktorid spetsiifiliste geenide ekspressiooni reguleerimiseks. Peptiidhormoonid seonduvad membraani retseptorvalkudega, mille tulemusena vallandatakse signaalitransduktsioon, signaali ülekanne läbi tsütoplasma tuuma, et spetsiifiliselt reguleerida kindlate geenide ekspressiooni.
Transkriptsioonijärgsel protsessingul- enamus geene sisaldab mittekodeerivaid järjestusi ehk introneid, mis on vaja välja lõigata, et kodeerivad järjestused ehk eksonid täpselt ühendada, toimub RNA splaissing . mRNA stabiilsus mõjutab valgusünteesi rakus, pikaealised paremad. Geenide vaigistamine. Geenimälu tähendab olukorda, kus geenide avaldumine on kontrollitud selle kaudu, kummalt vanemalt geen on päritud. Geeni amplifiatsioon soodustab geenide avaldumist.
Translatsioonil - initsiaatorkoodon AUG, stoppkoodonid UGA, UAG, UAA.

Mida kutsutakse molekulaarbioloogia põhidogmaks?
Francis Crick: Geneetiline informatsioon kandub nukleiinhappelt nukleiinhappele ja nukleiinhappelt valku, mitte valgult nukleiinhappele. DNAlt RNAle, RNAlt valgule, võib ka RNAlt DNAle.

Ribosüümid.
Ribosüüm on ribonukleiinhape, millel on katalüütilised omadused. Ribosüümid on ensüümid, mis aga ei koosne polüpeptiididest, nagu enamik ensüüme, vaid polünukleotiididest. Nad on võimelised põhjustama katkeid mRNAs. Suurim ribosüüm on ribosoom. Võivad osaleda RNA töötlemise protsessides, näiteks splaissing. Ribosüüme üritatakse kasutada geeniteraapias.
Ribosüümide avastamine 1982. aastal näitas, et RNA võib olla nii geneetiline materjal (nagu DNA) kui ka bioloogiline katalüsaator (nagu ensüümid), ning toetas RNA maailma hüpoteesi, mille järgi RNA võis mängida olulist rolli prebiootiliste süsteemide isereplitseerumisel.

Mis on rakuteooria , kes selle sõnastasid?
Rakuteooria on vaadete süsteem, mille kohaselt kõik organismide (nii loomade kui ka taimede) elundid ja osad koosnevad rakkudest.Selle kohaselt on rakud elu kõige väiksemad vormid (üksik rakk suudab toime tulla kõikide eluks vajalike funktsioonidega), seega kõike, mis pole rakk või rakkudest koosnev (näiteks viirus), ei saa lugeda elusaks. Rakuteoorial on kolm peamist osa: kõik elav koosneb rakkudest, rakud on kõige väiksemad elavad osakesed ja kõik rakud tulevad varem olnud rakkudest.
Mattias Schleiden- kõik taimed koosnevad rakkudest.
Theodore Shwann- kõik loomad koosnevad rakkudest.
Rudolf Virchow- kõik rakud tulevad varem olnud rakkudest.

Prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude peamised erinevused.
Prokarüootsed e eeltumsed rakud
Eukarüootsed e päristuumsed rakud
tüübid
bakterid
taimede, loomade, seente rakud ja protistid
tuum
puudub, selle asemel on tuumapiirkond
on kahemembraaniga ümbritsetud tuum
tuumamebraan
puudub
on olemas
DNA
DNA hulk on väiksem, on üks rõngaskromosoom
DNA´d on rohkem, on lineaarsed (alguse ja lõpuga) kromosoomid
sisemembraanistik(tsütopalsma-võrgustik, organellid )
puudub
on arenenud
plasmiidid
on olemas
ei ole
tsütoplasma
jäik ja liikumatu
vedelam ja liikuv

Lipiidide lühiiseloomustus, milleks rakk vajab lipiide ?.
Lipiidid on väga erineva struktuuriga orgaaniliste biomolekulide, enamasti estrilise ehitusega vees mittelahustuvate looduslike ühendite rühm, mis koosneb alkoholidest ja rasvhappejääkidest.
Lihtlipiidid
Lihtlipiidid on rasvad ja õlid, nad koosnevad rasvhapetest ja glütseroolist.
Fosfolipiidid
Fosfolipiidid sisaldavad ühe rasvhappe asemel fosfaatrühma.
Tsüklilised lipiidid
Tsüklilisteks lipiidideks loetakse tsüklilist tuuma ja hüdroksüülrühma sisaldavaid biomolekule (hormoonid, kolesteriid, vitamiinid ).
Lipiidide funktsioonid:

Energeetiline funktsioon. Lipiidide koostises olevad rasvhapped on olulised energia saamise seisukohast – lipiidid on kõige energiarikkamad inimtoidu komponendid: 1g annab 38,9 kJ, so 9,3 kcal
Ehituslik funktsioon. Fosfolipiidid ja kolesterool kuuluvad rakumembraani koostisse.
Varuaine funktsioon. Loomadel varurasv , taimedel õlid seemnetes, viljades ja mesilaskärjed (vahad).
Ainevahetuslik funktsioon. Metaboolse vee teke - lipiidide lõplikul lõhustumisel moodustuvad vesi ja süsihappegaas. Omane kõrbeloomadele nagu kaamel , kes üldse ei joo.
Kaitsefunktsioon.

Nahaalune lipiidide kiht, kui ka siseorganite ümber olevad lipiidid kaitsevad mehhaaniliste põrutuste eest.
Nahaalune lipiidide kiht kaitseb keha mahajahtumise eest.
Veelindudel kaitseks märgumise eest.
Rasvkoes võivad talletuda kehavõõrad ained (mürgid).
Pruun rasvkude, kus toimub aktiivne rasvhapete lõhustumine on oluline imikute soojusregulatsioonis, samuti talveunest ärkavatel loomadel aga ka talisuplejatel.
Lahusti funktsioon. Veres olevad lipoproteiinid kannavad rasvlahustuvaid vitamiine organismi kõikidesse kudedesse.

Rakkudel vaja ATP sünteesiks, hormoonid ja ensüümid, parandavad erinevate protsesside kulgemist.

Membraanide struktuuri lühiiseloomustus.
Membraan eraldab raku sisekeskkonda väliskeskkonnast, kaitseb seda kahjulike mõjude eest ja ühendab rakke omavahel. Rakutuumaümbris koosneb kahest membraanist. Membraanides paiknevad poorid, mille kaudu toimub ainete liikumine tuuma sisemusse ja sealt välja. Ehituselt on tuumamembraan sarnane rakumembraaniga. Rakumembraan koosneb põhiliselt fosfolipiididest ja valkudest. Fosfolipiidid moodustavad membraani välimise osa. Membraani ehituses olevad transportvalgud osalevad aktiivses transpordis . Need juhivad läbi membraani ainult kindlaid aineid. Ka retseptorvalgud on membraanis, osalevad infovahetuses väliskeskkonnaga.

Suhkrute lühiiseloomustus, milleks rakk vajab suhkruid?.
Sahhariidid ehk süsivesikud on orgaanilised ained, mille koostisse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik. Sahhariidid jaotatakse kolme rühma mono -, oligo- ja polüsahhariidid. Et mono-ja oligosahhariidid on magusamaitselised, nim. neid ka suhkruteks.
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.
Oligosahhariidid on orgaanilised ühendid, mis on enamuses moodustunud kahe- kolme monosahhariidi (disahhariidid) ühinemisel. Näiteks sahharoos (roo-ja peedisuhkur), mis on moodustunud glükoosi ja fruktoosi ühinemisel, maltoos ehk linnasesuhkur , mis on moodustunud kahest glükoosijäägist ja laktoos ehk piimasuhkur , mis on moodustunud glükoosist ja galaktoosist. Neid suhkruid kasutatakse samuti peamiselt energia saamiseks.
Polüsahhariidid on kõrgmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis koosnevad monosahhariidide lülidest ehk monomeeridest. Tuntumad polüsahhariidid on tärklis, mis on fotosünteesi käigus sünteesitud glükoosi varu (talletunud tärklise kujul), tselluloos, samuti sünteesitud glükoosist ning mis on taime rakukesta ja tugikoe rakkude peamine koostisosa , kitiin, lülijalgsete välisskeleti ja seente rakukesta peamine koostisosa, ja glükogeen, loomne tärklis, mida sälitatakse glükoosivarudena maksas ja lihastes.
Suhkrud on eluslooduses kõige levinumad orgaanilised ühendid – üle 70% eluslooduses esinevast süsinikust on sahhariidide koostises; taimede kuivmassist moodustavad suhkrud üle 80%. Organismis täidavad suhkrud nii energeetilist (tärklis, glükogeen) kui toestusfunktsiooni (kitiin, tselluloos).

Endoplasmaatilise retiikulumi lühiiseloomustus.
Tsütoplasmavõrgustiku moodustavad ühekordse membraaniga ümbritsetud vesiikulid, tsisternid ja tuubulid. Omavahel ühenduses moodustavad nad võrgustiku. Võrgustiku sisse jäävat valendikku nimetatakse ER luumeniks. Luumen moodustab sageli rohkem kui 10% raku ruumalast ning raku tsütosoolist eraldab seda ERi membraan. Tsütoplasmaatilise retiikulumi ühekihiline membraan koosneb fosfolipiidsest kaksikkihist. Eristatakse kareda- ja siledapinnalist endoplasmaatilist retiikulumi.
Karedapinnaline ER
Karedapinnaline endoplasmaatiline retiikulum on seotud ribosoomidega, mistõttu on ta elektronmikroskoobis nähtav “karedana”. Ribosoomid seonduvad ERi tsütoplasmapoolsel küljel olevatele retseptoritele. Seondumine leiab aset, kui ribosoom hakkab sünteesima sekretoorset valku.
Siledapinnaline ER
Kui ERile ei ole seotud ribosoome, nimetatakse seda siledapinnaliseks tsütoplasmavõrgustikuks. Siledapinnaline ER on lihasrakkudes spetsialiseerunud sarkoplasmaatiliseks retiikulumiks.
Tsütoplasmavõrgustikul on rakus palju erinevaid ülesandeid. Olulisemateks funktsioonideks on lipiidide ja valkude süntees ning valkude sekreteerimine. Sileda- ja karedapinnalisel ERil on rakus täita erinevad rollid. Karedapinnaline ER (rER), mis on seotud ribosoomidega, osaleb membraanide ja sekreteeritavate valkude sünteesis. rERis toimub valkude sorteerimine transpordiks lüsosoomi, väliskeskkonda või teistesse raku piirkondadesse. rERi on rakkudes hulgaliselt, kuna translatsioon (valgusüntees) on organismi seisukohalt äärmiselt oluline protsess. Näiteks on rERi palju plasmarakkudes, mis toodavad antikehi. Siledapinnaline tsütoplasmavõrgustik vastutab rasvhapete, lipiidide ja steroidide sünteesi eest ning on samuti oluline hüdrofoobsete toksiliste ühendite lagundamisel. Toksiliste hüdrofoobsete ühendite detoksifikatsioon toimub keemilise modifitseerimise teel, mille abil muudetakse ühendid vees kergemini lahustuvaks. Tänu sellele on neid kergem rakust välja transportida. Siledapinnalist ERi on rakkudes vähem kui rERi. Seevastu maksarakkudes on sERi rohkesti. Sarkoplasmaatiline retiikulum on oluline kaltsiumi kontsentratsiooni regulatsioonis. Selle luumenis on palju kaltsiumiga seonduvaid proteiine, mis teevad võimalikuks kaltsiumi hoiustamise ERis . Kaltsium pääseb luumenisse tänu membraanis olevatele kaltsium-ATPaasidele. Enne kui sekreteeritavad valgud transporditakse ERist nende sihtmärk piirkonda, toimub tsütoplasmavõrgustikus nende muutmine ehk modifitseerimine .

Lüsosoomide funktsioon.
Lüsosoomid on ühekordse membraaniga ümbritsetud põiekesed, mis sisaldavad ensüüme. Ensüümid lõhustavad rakkudesse transporditud toitaineid, jääkprodukte ja surnud organelle.
Ühed lüsoomid sisaldavad üksnes ensüümvalke, teised laguntatavaid aineid ja neid lõhustavaid ensüüme.

Golgi kompleksi funktsioon.
Golgi kompleks koosneb üksteise kohal asetsevatest plaatjatest tsisternikestest, põiekestest ja neid ühendavatest kanalitest. Kõik need osad on ümbritsetud membraaniga.
Golgi kompleksi ülesanneks on valkude kõrgemat järki struktuuride kujundamine ja pakkimine sekreedipõiekestesse ja lüsosoomidesse ning ainete pakendamine. Golgi kompleks osaleb ka rakumembraani uuendamises ja taimerakkudes ka rakukesta moodustamises. Seal toimub valkude posttranslatsiooniline modifitseerimine: glükosüleerimine, sulfaatimine, fosforüleerimine.

Mitokondrite funktsioon.
Mitokonder on ümbritsetud kahe membraaniga, mille vahele jääb membraanidevaheline ruum. Seal paiknevad ribosoomid ja ka DNA. Sisemembraaniga ümbritsetud piirkonda nimetatakse maatriksiks . Kõik need neli osa: välismembraan, sisemembraan, membraanidevaheline ruum ja maatriks sisaldavad ainulaadset valkude kogumikku. Enamik neist valkudest kodeeritakse rakutuumas ja imporditakse mitokondrisse läbi tsütoplasma spetsiaalsete translokaaside abil. Seal toimub rakuhingamine , mille tõttu vabaneb energia.
Mitokondri kõige üldisemaks ja esmasemaks funktsiooniks on energia tootmine. Metabolismireaktsioonidest olulisemad on

mitokondri maatriksis toimuv püruvaadi ja rasvhapete oksüdatsioon süsihappegaasini, millega kaasneb NADH ja FADH2 teke;

elektronide transport NADPH -lt ja FADH2-lt hapnikule, mis toimub mitokondrite sisemembraanis ja millega kaasneb prootonite kontsentratsiooni erinevuse teke kahel pool mitokondri sisemembraani;

ATP süntees, mis toimub mitokondrite sisemembraanis paikneva ATP süntaasi vahendusel prootonite kontsentratsiooni gradiendi ärakasutamisel. Ka püruvaadi dehüdrogenaasi kompleks asub mitokondri maatriksis. Lisaks energia tootmisele säilitavad mitokondrid kaltsiumi, osalevad rakkudevahelises signalisatsioonis, toodavad soojust, osalevad raku kasvamises, kuid samas ka raku kärbumise, nekroosi ja loomuliku, programmeeritud surma apoptoosi vallandamises.

Miks me sööme?
ATP-l on raku ainevahetuses keskne koht. Ta on vahetuks energiaallikas raku iga talitluse puhul. ATP süntees toimub peamiselt mitokondrites. Inimese rakkudes on ATP sünteesiks vajaliku energia allikaks glükoos. Me sööme, et saaks energiat ATP sünteesiks.

Miks me hingame?
Et elektrontransport ahel ei katkeks, sest hapnik on elektronakseptor. Hingamisahelas on elektronide doonoriteks NADH ja FADH2. Energia salvestatakse ATP molekulides.

Kloroplastide ehitus ja funktsioon.
Kloropalstid sisaldavad rohelist pigmenti klorofülli, mis on oluline fotosünteesiprotsessis. Kloroplastid paiknevad peamiselt lehtede rakkudes.
Kloroplast on ümbritsetud kahe membraaniga. Kloroplasti sisemuses paiknevad membraanidest moodustunud kotjad moodustised- lamellid. Üksteisega kohakuti painknevad lamellid moodustavad lamellide kogumikke. Lamellide membraanides on klorofülli molekulid. Lisaks sellele on kloroplasti sisemuses DNA, RNA ja valgu molekule. DNA omab pärilikku infot kloroplastile omaste RNA ja valkude sünteesiks. Kloroplast sisaldab ka ribosoome, mis sünteesivad sellele organellile vajalikke valke. Kloroplastides toimub fotosüntees- suhkrute moodustamine süsihappegaasist ja veest valgusenergia abil. Kloroplastides püütakse Päikese valgusenergia, mida kasutatakse veelt elektronide eraldamiseks. Eraldunud elektronid läbivad seejärel tülakoidi membraanis elektronide transpordiahela, mis kulmineerub ATP ja NADPH moodustumisega. ATP ja NADPH kasutatakse Calvini tsüklis pimereaktsioonides CO2 redutseerimiseks.

Tsütoskeleti funktsioonid.
Tsütoskelett ehk rakuskelett on valgulistest kiududest koosnev võrgustik raku tsütoplasmas, mille otstarve on hoida rakuorganellide paigutust, säilitada raku kuju ning võimaldada raku ja rakujätkete liikumist. Tsütoskelett moodustab rakusisese maatriksi, mis on oluline rakusisesel signaaliülekandel ja rakusisese transpordi organiseerimisel.

Milliseid rakke ümbritseb rakukest ?
Taimerakke, seenerakke, bakterirakke.

Eukarüootide riigid ja nende peamised tunnused.

TAIMED

-autotroofsed organismid
-olemas plastiidid (koroplastid, kromoplastid )
- rakukest koosneb tselulloosist

LOOMAD

- rakukest puudub
- heterotroofse toitumisega organismid
- hulkraksed

PROTISTID

tavaliselt üherakulised organismid
võivad olla nii heterotroofsete kui ka autotroofsete organismidena
mõnedel protistidel puuduvad mitokondrid
tavaliselt elavad vees, niisketes paikades ja loomadekehas
erinevad kehavormid

SEENED

-rakukest koosneb kitiinist
- heterotroofsed organismid
-osmotroofiline toitumine
-keha koosneb seeneniitidest (mütseel)

Taimeraku ehitus.
Taimerakule on iseloomulikud vakuoolid , plasmiidid ja rakukest.

Tuum- sisaldab ja säilitab raku pärilikku informatsiooni, kontrollib raku elutegevust. Kuju võib olla erinev. Tuuma ümbritseb kahekihiline tuumamembraan, milles on ainevahetuseks poorid. Tuuma sees on DNA, nukleoplasma ja tuumakesed. Tuumakesed koosnevad valgust ja RNA-st, nende ülesandeks on ribosoomide süntees.

Ribosoomid- neid leidub karedal ER-l, tsütoplasmas, mitokondrites ja plastiidides. Nad koosnevad valgust ja RNA-st. Ribosoomidel kulgeb valgusüntees.

Mitokondrid- erineva kujuga kahekihilise membraaniga ümbritsetud oraganellid. Sisemine membraan sopistub sisse ja moodustab kristasid, mille vahele jääb vedel maatriks. Maatriksis on DNA ja ribosoomid, seal toimub rakuhingamine ja ATP süntees.

Lüsosoomid- ühekihilise membraaniga ümbritsetud põiekesed, mis sisaldavad ensüüme. Ensüümid lõhustavad aktiivses olekus valke, lipiide jt. aineid.

Golgi kompleks- oosneb membraaniga ümbritsetud tsisternidest ja põiekestest. Tsisternides moodustuvad ja kogunevad polüsahhariidid ja need erituvad sealt põiekeste abil.

Tsütoplasmavõrgustik - embraaniga ümbritsetud ja omavahel ühendatud kanalid ja nende laiendid (tsisternid). Eristatakse siledat ja karedat retiikulumi. Kare - seal paiknevad ribosoomid (need muudavadki ER-i "karedaks"), mis osalevad valgusünteesil. Lisaks sellele toimub karedal ER-l ensüümide süntees, ainete transport, uute membraanide, vakuoolide ja mõnede organellide moodustumine. Sile ER koosneb harunevatest torukestest ja nende laienditest, kuid pole ribosoomidega kaetud. See osaleb eeterlike õlide, vaikude jt ainete moodustumisel ja transpordil.

Tsütoplasma- koosneb umbes 80% vett sisaldavast rakuvedelikust (tsütosoolist), valkudest, mikrotuubulitest ning (eukarüootidel) rakuorganellidest.

Tsütoskelett.

Vakuool- rakumahlaga täidetud õõs, mis on ümbritsetud ühekordse membraaniga. Tekivad ER-st Golgi kompleksi osalusel. Rakkude kasvades vakuoolide maht suureneb. Vakuoolidesse võivad ladestuda varuained lahustena, terakestena või tilkadena.

Plastiidid (Leukoplastod, kloroplastid ja kromoplastid)
Kloroplastid - sisaldavad kõige enam rohelist klorofülli ja vähem teisi pigmente. Peamine funktsioon on fotosüntees. Seetõttu paiknevad taimede maapealsetes osades, mis on päikesevalguses. Tänu neile on taimed rohelised. Kloroplastide sees on poolvedel strooma ja sisemembraani sopistused moodustavad tülakoide ja graane. Nendel paiknevadki pigmendid. Stroomas on DNA, ribosoomid, lipiiditilgad ja tärkliseterad. Tärklis tekib seal fotosünteesiproduktidest, muudetakse ensüümide abil glükoosiks ja transporditakse taimeosadesse, kus suhkruid vajatakse kasvuks või säilitatakse.
Leukoplastid - ei sisalda pigmente, on kloroplastidest väiksemad, esinevad sellistes taimeosades, millele ei lange päikesevalgust (juurtes, mugulates , seemnetes jm.). Stroomas on DNA, ribosoomid jm. Peamiseks ülesandeks on varuainete (tärklise, valkude, õlide) süntees ja ladestamine.
Kromoplastid - sisaldavad erinevaid karotinoide : punaseid, oranzhe ja kollaseid pigmente. Nad on kloroplastidest väiksemad ja esinevad kroonlehtedes, küpsetes viljades, sügiseste lehtede rakkudes.

Rakumembraan- koosneb valkudest ja fosfolipiididest, reguleerib raku ainevahetust ümbruskonnaga, osaleb erinevate ainete sünteesil.

Rakukest- on kõva ja moodustab taimele tugeva toese. Rakukest osaleb ainete neeldumisel ja liikumisel. Rakukesta moodustumisel osalevad Golgi kompleks ja membraanid . Ta koosneb tselluloosist, hemitselluloosidest ja pektiinainetest.

Restriktaasid.
Restriktaas on endonukleaas, mis tunneb ära lühikesi spetsiifilise DNA- järjestusi ja lõikab DNA- molekuli selles restriktsioonisaidis või selle lähedal katki. Lihtsamalt öeldes on see bakteriaalne kaitsesüsteem kaitsmaks bakterirakke võõraste DNAde eest, tunnevad ära võõra DNA ja lõikavad selle ahela katki. Kloonimise seisukohalt on head tüüp II restrikaasid, mis tunnevad ära kindla nukleotiidijärjestusega restrikaaside äratundmissaidid ning põhjustavad nendes kohtades DNA- molekuli katkilõikamist, äratundmissaidis on palindroomne DNA- järjestus. Võib saada tömpide otstega DNA lõigud, kui mõlemas DNA- ahelas põhjustatakse katked samas DNA puntkis või kleepuvate otstega DNA lõigus, kui katkemised toimuvad erinevates ahelates teineteise suhtes nihkes, DNA ligaas sünteesib nende vahele fosfordiestersideme, moodustuvad rekombinantsed DNA- molekulid.

DNA kloneerimise etapid.
Et töötada spetsiifiliste geenidega , tehakse DNA-st ‘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.
Etapid:

Uuritava geeni isoleerimine , fragmentatsioon- valitud lõigu eraldamine DNAst
Viimine isereplitseeruvasse geneetilisse elementi (kloonimisvektor), ligeerimine
Amplifikatsioon- DNA molekulide paljundamine
Uuritava geeniga rekombinantsete kloonide selektsioon

Mis on cDNA ?
cDNA ehk komplementaarne DNA on RNA matriitsilt in vitro sünteesitud DNA molekul.
In vitro on bioloogilise protsessi katseline läbiviimine või vaatlus organismiväliselt, katseklaasis. Isoleeritakse avalduvate geenid mRNA ning sünteesitakse pöördtranskriptaasiga komplementaarne DNA koopia ehk cDNA, selle kogu sisaldab vaid funktsioneerivate geenide kodeerivaid järjestusi. Viiakse läbi enne kloneerimist.

Millised on kloneeritud DNAde kasutusalad tänapäeval?
Ravimitööstuses, kui kloneeritud DNA panna mingi looma sisse, siis loom hakkab tootma valku, nt insuliini saadakse nii. Saab teha transgeenseid organisme.

DNA sekveneerimise põhimõte.
Sekveneerimine ehk järjestusanalüüs on DNA nukleotiidse järjestuse kindlaks tegemine.
Ajalooliselt olid DNA sekveneerimise meetodid põhimõtteliselt kahte tüüpi:

Nukleotiidispetsiifiliste katkete tekitamine DNA- ahelas

DNA nukleotiiditäpsusega süntees
Mõlema metoodika puhul viiakse läbi neli erinevat biokeemilist reaktsiooni, kus reaktsiooni lõpetamisel osaleb üks neljast DNA nukleotiidist. Mõlemad meetodid põhinevad DNA- fragmentide populatsiooni saamisel, kus fragmendi üks ots on ühine. DNA sünteesil on ühiseks otsaks fragmendi 5´ ots, lähtudes järjestatavast praimerist, ja muutuvaks 3´ ots, kus asub DNA polümeraasi poolt teostataval sünteesil vajalik vaba 3´ OH. DNA- fragmendid eraldatakse ahela pikkussõltuval polüakrüülamiidelektroforeesil (PAAG).
Maxami ja Gilberti meetod seisneb kemikaalidega DNA ahela nukleotiidispetsiifiliste üksikkatkestamiste osalises läbiviimises kindlatüübiliste nukleotiidide juures, DNA 5´ otsa radioaktiivses märgistamises ning 3´ otsaliselt eripikkuseliste DNA segmentide parve analüüsis PAAG- elektroforeesil, pärast southern- ülekannet fragmnetide visualiseerimises membraanfiltrite autoradiograafial. DNA ahel katkestatase keemiliste ainetega.
Sangeri meetod põhineb in vitro DNA sünteesil radioaktiivselt märgistatud nukleotiidide ja spetsiifiliste DNA ahela terminaatornukleotiidide juuresolekul. Ka siin on erinevaid reaktsioonisegusid 4, kus lisaks radioaktiivselt märgistatud nukleotiididele on ka üks terminaatornukleotiid, mis lõpetab DNA sünteesi kas A, G, C või T-terminaatoriga, enamasti kasutatakse ddTNP-sid. Tänapäeval kasutatakse fluorestsentmärgitusi, fragmendid jaotatakse PAAG- elektroforeesil erinevates geelides või kapillaartorudes, fragmentide avastamiseks kasutatakse fototundlikke elemente.

Polümeraasi ahelreaktsioon.
Polümeraasi ahelreaktsioon ehk PCR on meetod DNA või RNA järjestuse amplifikatsiooniks ehk kordistamiseks. PCR-meetod võimaldab väga väikesest DNA lõigust luua miljoneid koopiaid . PCR metoodika võimaldab in vitro paljundada konkreetset DNA fragmenti, kasutades selleks termostabiilset DNA polümeraasi.
Polümeraas ahelreaktsioonil kasutatakse praimeritena tuntud järjestuse alusel sünteesitud oligonukleotiide, mis kinnituvad DNA erinevatele piirkondadele ning milled vahel sünteesitakse korduvalt samapikkuselisi DNA- lõike. Praimerid on alati paarikaupa, st seonduvad erinevate DNA- ahelatega. Esimeses tsüklis sünteesitakse lähtuvalt praimeritest nn pikad DNA- lõigud, mis ületavad teise vastaspraimeri seondumissaite. Teises tsüklis seondub teine vastaspraimer juba sünteesitud DNA-ahelale ning selle ahela teine ots on esimese praimeri seondumissait. Järelikult toimub edasin süntees praimerite seondumissaitide vahel ning selle tulemusel moodustuvadki sama pikkusega DNA- fragmendid.

Sekveneeritav DNA denatureeritakse kuumutamisel 92-95 kraadi juures 30 sekundit
Denatureeritud DNA hübridiseeritakse praimeri üleküllusel, 50-60 kraadi juures 30 sekundit, sõltuvalt praimeri nukleotiidsest järjestusest
DNA polümeraas muudab praimeritevahelised üksikahelalised lõigud kaheahelalisteks, tavaliselt 70-72 kraadi juures 90 sekundit

PCR- meetod võimaldab oluliselt lihtsustada DNA- järjestuse analüüsi, sest uuritava materjalina on võimalik kasutada üliväikest DNA hulka. Tänapäeval kasutakse Taq- polümeraasi. Kasutatakse DNA amplifitseerimiseks in vitro tingimustes.

Kuidas on polümeraasi ahelreaktsioon muutnud geenitehnoloogiat?
PCR võimaldab oluliselt lihtsustada DNA-järjestuste analüüsi, sest uuritava algmaterjalina on võimalik kasutada üliväikest DNA hulka. Kiirendab sekveneerimist. Saab teha miljoneid DNA koopiaid mõne tunniga. Muudes valdkondades: bioloogilise isaduse tuvastamine , kohtueskpertiisides, suguhaiguste diagnoosimisel.

Milleks kasutatakse bioloogias tsentrifuugimist?
Mikrotsentrifuuge kasutatakse väikeste koguste bioloogiliste molekulide või rakkude (prokarüootsete või eukarüootsete) eraldamiseks.
Ultratsentrifuugimine on protsess, kus tsentrifugaaljõudu kasutatakse bioloogiliste osakeste koostise uurimiseks. Selle abil saab eraldada näiteks ribosoome, proteiine ja viirusi, samuti uurida rakumembraani kihte. Niisugune jõud võib mitte üksnes rakukesta ja selle organellid lõhkuda, vaid lagundada ka üksikuid molekule. Ultratsentrifuugimisel tuleb kiirust suurendada järk-järgult, et aine või kudede lagundamisel saada kõigepealt terved rakud, siis pärast nende lagundamist mitokondrid, lüsosoomid ja teised organellid ning lõpuks ribosoomid ja teised makromolekulid.

Kromatograafia .
Kromatograafia on meetod molekulide segust sarnaste keemiliste ja füüsikaliste omadustega ühendite eraldamiseks ja identifitseerimiseks. ( Mikhail Tswett 1903)
Lihtsustatult: ainete segu süstitakse kromatograafilisse kolonni, edasi kantakse see läbi sorbendi (liikumatu faas) sobiva vedeliku või gaasi vooluga (liikuv faas). Segu komponentide spetsiifilise sorptsiooni ja desorptsiooni tulemusena toimub nende jaotumine liikumatu ja liikuva faasi vahel vastavalt jaotuskoefitsientidele ning nende aktide paljude korduste tagajärjel komponendid liiguvad edasi erinevate kiirustega. See viib ainete lahutumisele ning moodustuvad kiiremini ja aeglasemalt liikunud komponentide tsoonid. Protsess teostatakse kas kolonnis , kapillaaris, paberil või plaadil. Lahutunud komponendid detekteeritakse füüsikaliste või keemiliste meetoditega.
Eesmärgi põhjal jagunevad kromatograafilised meetodid preparatiivseteks ja analüütilisteks. Preparatiivse kromatograafia korral on eesmärk saada teatud hulk lahutatud komponenti(te) edasiseks kasutamiseks. Seega on tegu kromatograafilise puhastamisega. Analüütilise kromatograafia korral kasutatakse oluliselt väiksemaid ainete koguseid (enamasti mikrogrammides) ja eesmärk on määrata komponentide suhteline sisaldus segus.

Elektroforees.
Geelelektroforees on tänapäeval võimas rutiinne meetod erineva suuruse ja laenguga makromolekulide eraldamiseks. DNA molekulid on negatiivselt laetud ja liiguvad geelelektroforeesil – elektroodilt + elektroodile. Kuivõrd DNA molekulidel on massist otsesõltuv laeng, siis sõltub nukleiinhapete liikuvus agaroos- ja polüamiidgeelis eelkõige nende suurusest. Need gelid on molekulaarseks sõelaks, kus suuremad fragmendid liiguvad aeglasemalt ja väiksemad kiiremini. Agaroosgeele on parem kasutada suuremate DNA fragmentide eraldamiseks, polüakrüülamiidgeele aga väikeste DNA lõikude ja valkude puhul. Polüakrüülamiidgeelis on nukleiinhappel laengu esinemise tõttu väikseimaks erustuvaks üksuseks üks nukleotiid, polüpeptiidahelal aga umbes 10 aminohapet. Agaroosgeeli värvimisel etiidiumbromiidiga läheb see interkaleeruv värvaine DNA kaksikheeliksi nukleotiidide vahele ning DNA fragmente UV valgusega valgustades on need geelis nähtavad roosade helendavate triipudena.

Nukleiinhapete hübridiseerimine.
In situ koloonia- ja faagilaikude hübriidimine on teiseks käsitlusviisiks rekombinantse DNA selektsioonil. Kolooniahübridiseerimise meetodit kasutatakse peale plasmiidide ka kosmiididega konstrueeritud klonoteekide puhul. Faagilaikude hübriidimist kasutatakse aga faag lambda põhjal konstrueeritud genoteekide puhul. Mõlemad hübridiseerimismeetodid on väga sarnased. Koloonia hübridiseerimisel tehakse transformantide kolooniatest jäljendid nitrotselluloos- või nailonfiltritele, filtrile kandunud rakud lüüsitakse kohapeal, nukleiinhape immobiliseeritakse filtrile ja filtril olevat DNAd hübridiseeritakse radioaktiivse märgisega DNA või RNA sondiga, mis sisaldab meid huvitavate järjestuste homoloogseid järjestusi. Mittehübriidunud radioaktiivne materjal pestakse filtritelt välja, filtreid eksponeeritakse röntgenifilmile ja filmid ilmutatakse. Need kohad, kuhu filtril kinnitus radioaktiivne märge, ilmuvad filtrile tumedate laikudena. Selliste laikude asukoht võimaldab meil lokaliseerida meile huvi pakkuva geeni rekombinantseid kolooniaid söötmetel, millest tehti filtritele jäljendkülv.

Antikehade kasutamine molekulaarbioloogias.
Antikeha on organismi veres või koevedelikus olev valk, mida sünteesitakse organismivõõra (antigeen) toimel ja mis seob seda. Kasutatakse western blotis, PAAGis lahutatakse erinevaid polüpeptiide, kuna valgud on komplekssed, siis valgud denatureeritakse naatriumdodetsüülsulfaadiga, peptiidid visualiseeritakse geeli värvimisega, polüpeptiidide ülekannet geelist nitrotselluloosfiltrile tehakse elektriväljas, filtreid töödeldakse analüüsitava valgu vastu tehtud antikehadega, antikehad lokaliseeritakse sekundaarsete antikehadega mis on märgistatud. Geene ja DNA järjestusi saab klonoteegist isoleerida kasutades molekulaarset hübridisatsiooni, märgistades DNA spetsiifiliste antikehadega.

Mis on roheline fluorestseeruv valk, milleks ja kuidas seda kasutatakse?
GFP on nähtav rohelises spektris . Kui GFP siduda mõne teise molekuliga , geeniga, siis meid huvitav valk ei muuda oma funktsiooni, vaid on tänu GFPle nähtav fluorestsents mikroskoobiga. Tõi revolutsiooni geeniekspressiooni uurimisse valkude tasandil. Ühendgeene on mugav konstrueerida, kui koos uuritava geeni poolt määratava valgu järjestusega on neis GFP sünteesi määrav DNA- järjestus. Moodustuv hübriidne valk on sel juhul rakus UV valguses helenduv ja kvantitatiivselt mõõdetav. GFP valku saab kasutada ka valkude uurimisel elusrakus in situ tingimustel.

Kuidas konstrueerida üht transgeenset looma?

Rekombinantse DNA mikrosüstimine viljastatud munarakku haploidse tuuma naabrusse.

Embrüote nakatamine viirustega, kasutades tavaliselt rekombinantsete DNA- molekulide viimist retroviiruse või lentiviiruse vektorisse, mis inertseeruvad peremeesraku kromosoomi koosseisu.

Rekombinantse DNA viimine embrüonaalsetesse tüvirakkudesse enne nende injektisooni varase arengujärgu embrüosse.

Tuuma transplatsioon, kus vähem või rohkem diferentseerunud somaatilise raku tuum inserteeritakse munarakku, kust viimase enda tuum on varem eemaldatud .

Mis on embrüonaalsed tüvirakud?
Embrüonaalsed tüvirakud on embrüos olevad rakud, mis on võimelised diferentseeruma erinevateks koetüüpideks ja organiteks. Embrüonaalsed tüvirakud on oma pluripotentsuse tõttu potentsiaalseks ravimeetodiks regeneratiivmeditsiinis ja kudede taastamiseks haiguse või vigastuse tagajärjel. Saab kasutada terapeutilisel kloonimisel, tehnoloogia , millega tekitatakse organeid embrüonaalsete tüvirakkude kaudu.

Mille poolest erineb organismide kloneerimine DNA kloneerimisest?
Igasugune organismide paljunemine, mis ei sisalda viljastamist on kloonimine . Reproduktiivne meetod- loomade genereerimine, kellel on samasugune DNA juba olemasoleva loomaga , võtame ühest loomast viljastamata munaraku ja eemaldame sellest tuuma, siis võtame kloonitava organisimi raku ja võtame sellest raku tuuma ja süstime selle diploidse tuuma munarakku, mis hakkab jagunema, sest ta arvab, et munarakk on viljastatud, tuleb vuua surrogaatemasse. Terapeutiline kloonimine- organeid tekitakse embrüonaalsete tüvirakkude kaudu. DNA kloonimisel tehakse DNAst geeni suuruseid koopiaid, kasutades baktereid ja plasmiide, palju kiirem.

Millised rakud on totipotentsed, millised pluripotentsed?
Totipotentne rakk on diferentseerumata embrüorakk, mis on võimeline andma aluse kõigile areneva organisimi rakkudele. Nt. sügoot, taimerakud .
Pluripotentsed tüvirakud diferentseeruvad kindlateks rakutüüpideks, eeldetermineeritud. Nt vereloome tüvirakk annab alguse vereloomerakkudele, mitte sidekoe rakkudele.

Geeniteraapia .
Geeniteraapia jaguneb kaheks eritüübiks:

Somaatiliste rakkude ehk mittepärilik geeniteraapia

Sugurakkude ehk pärilik geeniteraapia
Geeniteraapia on ravimeetod, mille korral kasutatakse pärilikku materjali ehk DNAd mingi kindla haiguse ravimiseks. Geeniteraapiaks on mitu võimalust, levinuim on viia organismi uus geen, mis toodab seal funktsionaalset valku ning aitab seega haigusega võidelda. Lisaks on võimalik haigust põhjustav ebakorrektselt töötav geen inaktiveerida või “välja lülitada” või asendada terve geenikoopiaga. Somaatilise geeniteraapia võib omakorda jagada kaheks. Kehavälise (ex vivo ) geeniteraapia puhul muudetakse rakke väljaspool keha ning seejärel siiratakse tagasi organismi. Mõningates geeniteraapia kliinilistes uuringutes eraldatakse rakud patsiendi verest või luuüdist ja kasvatatakse laboris. Neid rakke nakatatakse viirusega, mis kannab ravi otstarbel kasutatavat geeni. Seejärel kasvatatakse modifitseeritud rakke veel mõni aeg laboris ning siiratakse patsiendile veeni kaudu tagasi.Kehasisese (in vivo) geeniteraapia korral viiakse ravi eesmärgil kasutatav geen kandja ehk vektori abil organismi rakkudesse neid sealt eemaldamata. Geeniteraapia kasutamine sugurakkudel viib muutusteni, mis kanduvad edasi järgmistele põlvkondadele. Kui seda meetodit kasutatakse varases embrüonaalses arengus, võivad muutusi sisaldada kõik areneva embrüo rakud. Sugurakkude geeniteraapia üheks võimaluseks on pakkuda jäädavat raviefekti mingi päriliku haigusega perekondadele, kuna uue geeni pärivad ka järglased. Seega võib edukas geeniteraapia sugurakkudes näiteks kõrvaldada haiguse perekonnas ja seega lõpuks kogu populatsioonis. Praegu on sugurakkude kasutamine kliinilistes katsetes geeniteraapia eesmärkidel keelatud. Üldiselt pole võimalik geene otse inimese rakkudesse viia, selleks kasutatakse nn kandjat , mida nimetatakse vektoriks. Geeniteraapias jagatakse vektorid kaheks: viirusvektorid ja mitteviiruslikud vektorid. Viirusvektorid on levinuimad, kuna viirustel on võime eri rakke nakatada ning oma geneetiline materjal rakkudesse viia. Samuti integreerivad mõningad viirused oma DNA peremeesorganismi raku genoomi. Geeniteraapias kasutatavatelt viirustelt on eemaldatud haigusi põhjustavad geenid, et nad oleksid võimalikult ohutud . Samas peavad alles jääma geenid, mille abil viirus sisestab oma genoomi peremeesorganismi raku genoomi. Viiruse genoomi sisestatakse geen, millega soovitakse raviefekti saavutada – näiteks insuliini tootev geen diabeedi korral. Rakkude nakatamisel sisestab viirus oma genoomi koos uue geeniga sihtmärk-rakku, kus hakatakse tootma normaalset funktsioneerivat valku, mis aitab haigusega võidelda ja selle tulemusena haigus peatub või isegi taandareneb. Paljud geeniteraapia kliinilised uuringud kasutavad vektorina peamiselt adenoviirusi. Retroviiruste kasutamine on aastatega vähenenud nende tõsiste kõrvaltoimete tõttu. Mitteviiruslikke vektoreid kasutatakse vähem, kuigi neid on lihtne konstrueerida ning samuti ei põhjusta need organismis immuunreaktsiooni. Samas on nende abil geenide viimine rakkudesse olnud ebaefektiivsem ja geenide aktiivsus väiksem võrreldes viirusvektoritega.

Miks on oluline teada organismide genoomide täispikki järjestusi?
Saab uurida geenide ruumilist ja ajalist avaldumist. On võimalik ennetada, et sünniks laps mingi raske haigusega, kui on teada, et mõlemal vanemal on seda haigust kandev geen.

Mille poolest erinevad healoomulised kasvajad pahaloomulistest?
Kui kontrollimatult kasvavad kasvajarakud kanduvad edasi ümbritsevatesse kudedesse, kasutades liikumisteedena lümfi- ja vereringet, siis nimetatakse kasvajat pahaloomuliseks, levides teistesse kehapiirkondadesse, moodustab ta sekundaarseid kasvajaid, mida nimetatakse metastaasideks.
Kui kasvajarakud aga ei levi ümbritsevatesse kudedesse, ei anna metastaase ning nende asukoht jääb lokaalseks, nimetatakse vastavaid kasvajaid healoomulsteks.

Mis on onkogeenid , mis on tuumorsuppressorid ?
Onkogeen on geen, mis soodustab ja kontrollib rakkude jagunemist, aga võib põhjustada loomarakkude kasvu täieliku peatamise või ka vohamise koekultuuris ja kasvajate teket in vivo.
In vivo- bioloogilise protsessi toimumine ja vaatlemine elavas organismis.
Tuumorsuppressor gee on kasvaja teket maha suruv geen, kui selles tekivad mutatsioonid , siis see võib viia raku kontrollimatule jagunemisele.

Miks on soolekepike ning pärmid head geenitehnoloogia mudelobjektid ?
Soolekepike- kasvab väga kiiresti, 20min uus järglaskond, genoom sekveneeritud.
Pagaripärm- genoom sekveneeritud, pooldub umbes 2h jooksul, meioos,
Leivahallitusseen- genoom sekveneeritud, suguline paljunemine.

Caenorhabditis elegans ja Drosophila melanogaster geenitehnoloogia mudelobjektidena.
Caenorhabditis elegans ehk varbuss - elutsükkel 3 päeva, saab lihtsalt agarsöötmel kasvatada, uss on läbipaistev, genoom on sekveneeritud, talub hästi külmutamist, lihtne kasvatada, 6 paari kromosoome, 1000 rakku, millest kolmandik on närvirakud.
Drosophila melanogaster ehk äädikakärbes- elutsükkel 10 päeva, lihtne mutante saada, genoom on sekveneeritud, kerge kasvatada, suur viljakus, 4 paari kromosoome, isased ja emased kergesti eristatavad.

Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid imetajate hulgas ja miks?
Koduhiir- hiirt kasutatakse laialdaselt biomeditsiinilistes uuringutes, eriti eritüübiliste haiguste uurimisel, genoom on sekveneeritud, geenijärjestused, mis kodeerivad elutähtsate bioloogiliste protsesside eest vastutavaid valke, on inimeses ja hiires väga sarnased, viljakas, kättesaadav.
Rändrott- kiired õppijad, suhteliselt lühike elutsükkel, sarnased inimestele.
Rotid on paremad, sest on suuremad ja nendega on lihtsam töötada, vähem agressiivsemad.

Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks?
Müürlook- väike genoom, annab 5 nädalaga põlvkonna, lihtne kasvatada, suur hulk geene kattub oluliste põllumajandus taimedega, tema genoom sekveneeriti esimesena.
Riis- väike genoom, terve genoom on sekveneeritud, lihtne kloonida.

.DOC Laadi alla originaalfail 32 lk · .doc · 14 allalaadimist

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #1

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #2

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #3

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #4

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #5

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #6

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #7

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #8

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #9

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #10

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #11

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #12

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #13

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #14

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #15

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #16

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #17

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #18

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #19

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #20

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #21

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #22

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #23

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #24

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #25

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #26

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #27

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #28

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #29

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #30

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #31

Geenitehnoloogia kordamisküsimuste vastused #32

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 32 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2018-03-22 Kuupäev, millal dokument üles laeti

14 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

k4rmen.k Õppematerjali autor

rakk molekul ribosoom membraan soomid peptiid geenid meraas ribosoomid rakud viirus aminohape geeniteraapia genoom valgud mono praimer

Sarnased õppematerjalid

docx

Geenitehnoloogia arvestuse kordamisküsimused vastustega 2016

kasvaja võib siirduda algkoldest teistesse kudedese, kuid heamloomuline seda ei tee. 60. Mis on onkogeenid, mis tuumorsuppressorid? Onkogeen on geen, mis soodustab ja kontrollib rakkude jagunemist. Kuid ta võib põhjustada ka loomarakkude kasvu täieliku peatumise või vohamise ja kasvajate teket. Tuumorsuppressorid on geen, mille produktid pidurdavad mitoosi pärssimise teel raku jagunemist. Nende inaktiveerumine põhjustab kasvajaid. 61. Miks on soolekepike ja pärmid väga head geenitehnoloogia mudelobjektid? Geneetilistes katsetes tuleb teha ristamisi, jälgima tunnuste pärandumist ja analüüsima suurt hulka järglaskonda. Ristamise eeldiseks on, et ka alamatel organismidel oleksid sugulise sigimise mehhanismid. Katsete tarvis peab olema võimalik kasvatada uuritavaid organisme odavalt laboratoorsetes tingimustes. Soolekepike vastab kõigile nendele tingimustele. Lisaks paljuneb ta uskumatult kiiresti, andes järglaspõlvkonna 20 minutiga. E

Geenitehnoloogia

docx

Geenitehnoloogia vastused

toimu. Nõgus- ja kumerplasmolüüs erinevad plasmolüüsunud osa kuju poolest. Rakke liidab rakuvaheaine (vahelamell), vanemate rakkude nurkade vahel võib olla ka rakuvaheruume ehk intertsellulaare. Raku ehitusest paremaks arusaamiseks pidage silmas, et see pole mitte jäik, staatiline moodustis, vaid raku ehitus ja koostis muutuvad pidevalt ja küllaltki kiiresti: organellid jagunevad või kujunevad ümber, keemiline koostis muutub jne. 19. Geenitehnoloogia mudelorganismid *soolekepike *pärm *poolduv pärm *ümaruss *äädikakärbes *sebrakala *koduhiir *rändrott *müürlook *riis täpsemalt on powerpointis igast liigist juttu Selle leiate loengud 2011 alt ja see on pealkirjaga Geenitehnoloogia I 2011 Rakk rakutüübidkoedECM ja MUDELORGANISMID 20. DNA pakkimine, kromosoomide ehitus Sarapuu õpik Rakuehitus ja talitus lk 8-9(54-55) 21. Replikatsioon

Geenitehnoloogia

docx

Geenitehnoloogia I konspekt

UUED TEADUSLIKUD FAKTID HÜPOTEES TÕESTATAKSE või LÜKATAKSE ÜMBER (e HÜPOTEES PEAB OLEMA FALTSIFITEERITAV) ∨ PÄDEVA TEADUSLIKU TEOORIA ALUSEL ON VÕIMALIK 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

Geenitehnoloogia

docx

Geenitehnoloogia I konspekt

UUED TEADUSLIKUD FAKTID HÜPOTEES TÕESTATAKSE või LÜKATAKSE ÜMBER (e HÜPOTEES PEAB OLEMA FALTSIFITEERITAV) PÄDEVA TEADUSLIKU TEOORIA ALUSEL ON VÕIMALIK 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

Geneetika

docx

Geenitehnoloogia arvestus I semester

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.

Bioloogia

docx

Geenitehnoloogia vastused

1) Tuum 2) Tuumake 3) Ribosoomid 4) Mitokoondrid 5) Lüsosoomid 6) Golgi kompleks 7) Tsütoplasmavõrgustik (kareda- ja siledapinnalist (kareda-pinnaline ER)) 8) Tsütoplaasm 9) Tsütoskeleet 10) Rakukest (tselluloosist, ligniinist, pektiinist.) 11) Vakuool 12) Platiidid (Leukoplastod, hloroplastis ja hromoplastid) 13) Rakumembraan 18. Rakukesta ehitus ja funktsioon Sarapuu õpik Rakuehitus ja talitus lk 18-20(64-66) 19. Geenitehnoloogia mudelorganismid *soolekepike *pärm *poolduv pärm *ümaruss *äädikakärbes *sebrakala *koduhiir *rändrott *müürlook *riis täpsemalt on powerpointis igast liigist juttu Selle leiate loengud 2011 alt ja see on pealkirjaga Geenitehnoloogia I 2011 -Rakk - rakutüübid-koed-ECM ja MUDELORGANISMID 20. DNA pakkimine, kromosoomide ehitus Sarapuu õpik Rakuehitus ja talitus lk 8-9(54-55) 21. Replikatsioon

Keemia

docx

Geenitehnoloogia eksami kordamisküsimused

(võrdlev anatoomi, geenijärjestuse võrdlus), katse (kui muudetakse üht tingimust ja võrreldakse tulemusi nii muudetud kui muutmata tingimustega katse puhul) 1)Probleemi püstitamine 2)Taustinfo kogunemine 3)Hüpoteesi sõnastamine 4)Hüpoteesi kontrollimine 5)Tulemuste analüüs ja järelduste tegemine 2. Eluslooduse organiseerituse tasemed 1) MOLEKULAARNE tase – molekulaarbioloogia, geenitehnoloogia, süsteemibioloogia . Esmane organiseerituse tase. Kõikjal, kus on elu, esinevad biomolekulid: sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped. 2) ORGANELLI tase – (molekulaarne) rakubioloogia. Uuritakse raku organelle: tuum, ribosoomid, mitokondrid, lüsoosoomid jne. Kui need rakkudest eraldada, ei kanna nad enam elu tunnuseid. Organellide koostööst tulenevad rakkude omadused. 3) 3)RAKU tase – rakubioloogia, tsütoloogia

Geenitehnoloogia

docx

Geenitehnoloogia I käsitletavad teemad – 2013 sügsissemester.

tulemusi nii muudetud kui muutmata (st kontroll) tingimustega katse puhul Biokeemilised meetodid Biofüüsikalised meetodid (nt valkude struktuuri analüüs) Mikroskoopia (valgus- ja elektronmikroskoopia) Geneetilised meetodid (mutatsioonanalüüs koos molekulaargeneetikaga) Eluslooduse organiseerituse tasemed MOLEKULAARNE tase – molekulaarbioloogia, geenitehnoloogia, süsteemibioloogia (BIOMOLEKULID ainult ELUSlooduses) ORGANELLI tase – (molekulaarne) rakubioloogia RAKU tase - rakubioloogia KOE tase - histoloogia, arengubioloogia/embrüoloogia. Inimesel põhikoed: epiteel-, lihas-, närvi- ja sidekude ELUNDI tase – ERI KOED (Tissues) moodustavad ELUNDID e. ORGANEID (anatoomia, füsioloogia). Organitest moodustuvad ELUNDKONNAD e. ORGANSÜSTEEMID (füsioloogia)

Geenitehnoloogia

Rohkem sarnaseid