Geenitehnoloogia vastused (0)

Geenitehnoloogia kordamisküsimused
1.Suhkrute lühiiseloomustus
Suhkrud ehk sahhariidid on orgaanilised ained, mille koostisse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik. Sahhariidid jaotatakse kolme rühma mono -, oligo- ja polüsahhariidid . 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 võib tuua sahharoosi (roo-ja peedisuhkur), mis on moodustunud glükoosi ja fruktoosi ühinemisel, maltoosi ehk linnasesuhkru, mis on moodustunud kahest glükoosijäägist ja laktoosi ehk piimasuhkru, 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, fotosünteesi käigus sünteesitud glükoos, mis on talletatud taime sälitusorganitesse, 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. Sahhariide kasutatakse peamiselt energia saamiseks, varuainena ning organismis struktuuride koostisosadena.
2. Lipiidide iseloomustus
Lipiidid on vees mittelahustuvad orgaanilised ühendid, mille alla kuuluvad rasvad ehk lihtlipiidid , õlid, vahad ja steroidid . Lipiide kasutavad organismid energiaallikana, nende oksüdeerumisel vabaneb 2 korda rohkem energiat ehk 38,9 kJ/g kui sama koguse sahhariidide või valkude lagunemisel. Samuti kaitseb lipiididest moodustunud rasvkude kõhuõõnes paiknevaid organeid kahjulike välismõjude eest ja aitab välitada keha liigset jahtumist. Rasvad ehk lihtlipiidid on glütseroolist ja rasvhappejääkidest koosnevad estrid. Lihtlipiidide ühinemisel teiste keemiliste ühenditega moodustuvad liitlipiidid , näiteks rakumembraani koostisesse kuuluvad fosfolipiidid. Õlid on vedelad rasvad, mille rasvhappejäägid sisaldavad ohtralt kaksiksidemeid . Vahad on lipiidid, mille molekulides esinevad glütserooli asemel muud alkoholid, näitek taimsed vahad puuviljadel, okastel, mis täidavad kaitsefunktsiooni; loomsed vahad näiteks mesilasvaha ( mesilaste kärjed). Steroidid madalmolekulaarsed tsüklilised ühendid, mille hulka kuuluvad kolesterool , hormoonid ja vitamiin D. Hormoonid on bioaktiivsed ained, mis reguleerivad ja koordineerivad samaaegselt mitme elundkonna talitusi, näiteks neerupealised hormoonid ja suguhormoonid testosteroon ning östrogeen.
Kokkuvõte- 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.
  

3.Aminohapete ja valkude lühiiseloomustus
Valgud ehk proteiinid on aminohapetest moodustunud polümeerid. Erinevaid aminohappeid võib olla
kuni 20 valkude ehituses. Aminohapped koosnevad aluseliste omadustega aminorühmast (NH2), happeliste omadustega karboksüülrühmast (COOH) ning molekuli ülejäänud osa on erinev kõigil aminohapetel. Selletõttu ongi neil mitmesugused keemilised omadused. Aminohappeid tähistatakse kolmetäheliste lühenditega. Valke sünteesitakse raku tsütoplasmas paiknevates ribosoomides. Kahe aminohappe reageerimisel moodustub nende vahele kovalentne side ehk peptiidside. Valgu molekulis on peptiidsidemega ühendatud sadu või isegi tuhandeid aminohappejääke. Enamus valke koosneb ühest peptiidsidemest. Valkudel on palju erinevaid struktuure. Valgu aminohappelist järjetust nimetatakse valgu esimeseks struktuuriks. Nt insuliinil on see Phe- Val- Asn- Gly....jne.
3. Aminohapete lühiiseloomustus
Aminohapped (aminokarboksüülhapped) on keemilised ühendid, mis sisaldavad funktsionaalsete rühmadena nii aminorühmi(NH2) kui ka karboksüülrühmi(C+). Aminohapped on karboksüülhapped, mille alküülradikaalis on üks või mitu vesiniku(H) aatomit asendunud aminorühmaga.
Kakskümmend peamist (standartset) aminohapet moodustavad enamiku elusorganismide valgud.

• Alfa-aminohapped – valkude koosseisukuuluvad monomeerid
  
• Valkude struktuurne ja funktsionaalne mitmekesisus baseerub 20 erineva aminohappe kombinatsioonidel
  

Valkude lühiiseloomustus
Valgud (proteiinid)- on polümeerid, mille monomeerideks on aminohapped. On 20 erinevat aminohapet (neist 8 asendamatud ja 12 , mida rakud saavad ise sünteesida), mis võivad kuuluda valkude koostisesse. Aminohappeid iseloomustavad amino- ja karboksüülrühmad. Valgu molekulis aminohapete vahel on peptiidsidemed: N-H ja karboksüülrühma vaheline kovalentne side. Peptiidsideme moodustamisel eraldub üks molekul vett.
Valkudes on kolm osa: N-terminaalosa, peptiidsidet moodustav osa ja C-terminaalosa.
Peptiidsidemete süntees toimub alati kindlas suunas: N- terminus→C-terminus.
Valkude omadused sõltuvad:

aminohapete järjestusest valgu molekulis

aminohapete arvust (DNA→valk→tunnus)
Oluline on, et valgumolekul on lineaarne, ei hargne ega ei ole tsülklis.
Valke jagatakse:

lihtvalgud-koosnevad aminohappejääkidest;

liitvalgud- koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast.
Valkudel on 4 struktuuri:
1) primaarstruktuur - on kõikidel valkudel. Selle aminohapete järjestuse järgi on näidatud valkude omadused.
Aminohapped on ühendatud peptiidsidemetega.
2)sekundaarstruktuur- tekib aminohappeahela keerdumisel spiraaliks -α-heeliks- või kõrvalahelate kokkuvoltimisel- b – struktuur. Seda struktuuri hoiab koos vesiniksidemed (O ja H vahel). (kõõluste, kõhrede, juuste, küünkarvade valgud, soomuste, ämblikuniidi valgud )
3) tertsiaalstruktuur - moodustub aminohappeahela edasisel kokkukeerdumisel. Seotud vesiniksidemetega.Sellise struktuuriga valku nimetatakse gloobuliks. ( ensüümid , antikehad , vereplasma valgud)
4)kvaternaalstruktuur- tekib mitme gloobuli on ühinemisel. On ühendatud vesiniksidemetega. ( hemoglobiin )
Valkude struktuur võib muutuda järgmiste protsesside tulemusena:

denaturatsioon - hävitatakse valgu kõrgemat järku struktuur, mille tulemusena aminohappeahel muutub sirgeks . See võib toimuda
Mehaanilisel teel

Kõrge temperatuuriga

Keemilisel teel

Kiirguse toimel

renaturatsioon - valkude kõrgemat järku struktuuri taastamine.
Valgu süntees toimub ribosoomides .
Valkude ülesanned:

• ensümaatiline - ensüümid kiirendavad reaktsioone. Ensüümi tööks on vaja kindla vitamiini juuresolek.
  
• struktuurne - rakumembraanide ehitus, karvad , küüned, suled, kabjad, sarved , viiruste kapslid .
  
• transport- hemoglobiin transpordib hapnikku, membraanides valgulised transportijad.
  
• regulatoorne- hormoonid- bioaktiivsed ained, mis vere kaudu reguleerivad elundite tegevust. (nt.insuliin).
  
• retseptoorne- rakumembraani pinnaretseptorid annavad välissignaale edasi.
  
• liikumine- algloomade viburid , ripsmed, lihaskoe valgud ( aktiin , müosiin), mitoosi kääviniidid .
  
• kaitse- valgud on antikehade koostises; toodavad antikehasid. Antigeen - võõras aine organismis. Antikehad-seostuvad kindlate antikehadega. Ka verehüübimisvalgud, kattevalgud.
  
• energeetiline- väga madal -1g valkude lõhustumisel vabaneb 17,6 kJ energiat (nagu glükoosil). Valke lagundatakse ainult pärast sahhariide ja lipiide.
  

4.Nukleiinhapete lühiiseloomustus
Nukleiinhapped- on polümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid (omavahel seotud fosfordiester sidemetega).
Nukleiinhappeteks on :

RNA ( ribonukleiinhape ) – geneetilise informatsiooni vahendaja, mis koosneb ribonukleotiididest.

DNA (desoksüribonukleiinhape)- geenetilise informatsiooni kandja, mis koosneb desoksüribonukleotiididest.
Nukleotiidid koosnevad kolmest komponendist :

viiesüsinikuline suhkur e pentoos :

• RNA´s – riboos,
  
• DNA´s- desoksüriboos (teise süsiniku juures OH asemel on H)
  

lämmastikalus :

• RNA´s- Adeniin , Guaniin , (C) tsütosiin, Uratsiil .
  
• DNA´s- Adeniin, Guaniin, (C) tsütosiin, Tümiin.
  

fosfaatrühm.
Biofunktsioonid
1. kolme fosforhappe jäägiga nukleotiidid osalevad energiasalvestamises (ATP ja GTP osalevad energia salvestamises, neil on makroenergilised sidemed)
2. ühe fosforhappe jäägiga nukleotiidid nt AMP ja GMP on nukleiinhapete ehitusüksusteks, mitmed nukleotiidid on liitensüümides mittevalguliseks osaks (tavaliselt kohaks, kus toimub reaktsioon ) osad nukleotiidid on antibiootilise toimega (tapavad baktereid)
3. tsüklilise ehitusega nukleotiidid nt cAMP on biosignaalide vahendajad (virgatsühendid ehk käskjalad)
4. disainitud ehitusega nukleotiidid on vähirakkude vastased ravimid (keemiaravi ehk kemoteraapia )
(Nukleotiidid on
a) substraadiks nukleiinhapete sünteesil
b) energiakandjad
c)Tsüklilised nukleotiidid on signaalimolekulid ja regulaatorid raku metabolismis ja reproduktsioonis)
DNA ehitus:

DNA on lineaarne polümeer. Seda moodustavate nukleotiidide vahel on fosfordiester side. See side moodustub ühe nukleotiidi 3. süsiniku juures oleva hüdroksüülrühma ja teise nukleotiidi 5. süsiniku juures oleva fosfaatrühma vahel. Nukleiinhapete sünteesil on kindel suund: 5´ (prim) ots + 3´ (prim) ots.

Kaksikahelaline, nn biheeliks . Ahelad on antiparalleelsed: üks ahel:-5´ ots, teine-3´ots.

Nukleotiidide vahel on vesiniksidemed: A jaT vahel 2 ja G ja C vahel 3 vesiniksidet.Leiab aset komplementaarsusprintsiip: A=T, G=C.

DNA´l on kolm struktuuri:

• DNA esmane struktuur - nukleotiidijääkide hulk ja järjestus DNA üksikahelas. Üksikahelaline DNA esineb rakus sünteesiprotsessides ja teatud viirustes .
  
• 2) DNA sekundaarstruktuur - DNA levinuim esinemisvorm. (biheeliks ja kaksikspiraal)
  
• 3) DNA tertsiaalstruktuur - tekib DNA ja valkude koosmõjul. DNA + valgud = kromosoomid .
  

RNA ehitus:

RNA esmane struktuur - primaarstruktuur. Nukleotiidijääkide hulk ja järjestus RNAs. Tekib sünteesijärgselt.

Teisene struktuur. Molekul , milles üksikahelalised lõigud vahelduvad kaksikahelaliste lõikudega. Omavahel paarduvad (tRNA)
RNA on ebastabiilne, et seda saaks vajaduse korral lagundada. See võimaldab rakul kasutada uusi RNA järgi sünteesitud valke. Ilma selleta ei oleks rakk võimeline kiiresti reageerima väliskeskkonnast tulenevatele signaalidele.
5.Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel:
Peamisteks erinevusteks on 3, 1 ja 4
Tunnus
DNA
RNA
1) monomeer
desoksüribonukleotiid
ribonukleotiid
2)pentoos
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
6. Kolm põhilist RNA-de klassi rakkudes, nende funktsioonid
On kolm põhilist RNA-de klassi:

informatsiooni RNA (mRNA)- sünteesitakse rakutuumas DNA ühe ahela järgi. See toob geneeetilise info rakutuumas asuvatest kromosoomides tsütoplasmas olevatesse ribosoomidesse.

transport RNA (tRNA) ülesandeks on mRNA molekuliga ribosoomidesse saabunud geneetilise info lahtimõtestamine. Vastavalt sellele toovad tRNA molekulid kohale ”õiged” aminohapped ja lülitavad need sünteesitava valgu ahelasse. Selle lülitamise koha tunneb ära tRNA antikoodon . Iga tRNA suudab siduda ainult üht kindlat aminohappet.

ribosoomi RNA (rRNA)- kuulub ribosoomi koostisesse ja sünteesib peptiidsidemeid aminohapete vahel.
Kujundlikult öeldes mRNA ”ütleb, kuidas valku teha”,tRNA toob selleks ”ehituskive” ning rRNA on ” tootmishoone ” üheks moodustajaks.
7. Prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude peamised erinevused
Prokarüootsed e eeltumsed rakud
Eukarüootsed e päristuumsed rakud
1)tüübid
bakterid
taimede, loomade, seente rakud ja protistid
2)tuum
puudub, selle asemel on tuumapiirkond
on kahemembraaniga ümbritsetud tuum
3)tuumamebraan
puudub
on olemas
4)DNA
DNA hulk on väiksem, on üks rõngaskromosoom
DNA´d on rohkem, on lineaarsed (alguse ja lõpuga) kromosoomid
5)sisemembraanistik(tsütopalsma-võrgustik, organellid )
puudub
on arenenud
6)tsütoplasma
jäik ja liikumatu
vedelam ja liikuv
8. Rakumembraan ja rakutuum , lisaks rakutuuma membraan
vaata konspekti
http://et.wikipedia.org/wiki/Rakumembraan
http://et.wikipedia.org/wiki/Rakutuu m
9. Membraansete organellide ehitus ja funktsioon
Endoplasmaatilise retiikulumi (e tsütoplasmavõrgustiku) lühiiseloomustus
Raku tsütoplasmat läbib endoplasmaatiline retiikulum e tsütoplasmavõrgustik. Eristatakse siledapinnalist ja karedapinnalist tsütolasmavõrstikku.

siledapinnaline tsütoplasmavõrgustik e sile endoplasmaatiline retiikulum (sER) on membraanse ehitusega kanalikeste ja tsisternite süsteem. sER ülesanneks on lipiidide ja süsivesikute süntees ning ainete transport.

karedapinnaline tsütoplasmavõrgustik e karedapinnaline endoplasmaatiline retiikulum (rER) on membraanse ehitusega kanalikeste ja tsisternite süsteem. rER pinnal paiknevad ribosoomid , mis sünteesivad valku. Peale seda rER ülesannek on ainete transport raku sees.
Lüsosoomide funktsioon
Lüsosoomid on 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 on lamedate kohakuti paiknevate membraansete tsisternikeste ja põiekeste süsteem.
Golgi kompleksi ülesanneks on valkude kõrgemat järki struktuuride kujundamine ja pakkkimine sekreedipõiekestesse ja lüsosoomidesse ning ainete pakendamine. Golgi kompleks osaleb ka rakumembraani uuendamises ja taimerakkudes ka rakukesta moodustamises.
10. Mitokondrite ja kloroplastide ehitus ja funktsioon
Kloroplastide ehitus ja funktsioon
Kloropalstid- on plastiidide liik, mis 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.
Mitokondrite funktsioon
Mitokonder on rakuorganell, mis on ümbritsetud kahe membraaniga. Sisemembraan moodustab arvukaid kurde ja sopistusi, mida nimetatakse harjakesteks. Mitokondri vedelat sisekeskkonda nimetatakse maatriksiks. Seal leidub mitokondrile omaseid DNA ja RNA molekule. Mitukondri DNA sisaldab geneetilist infot organellille vajalike RNA ja rakkude sünteesiks. Valke sünteesitakse mitokondri sees olevates ribosoomides.
Mitukondri ülesanneks on rakuhingamine , energiarikaste ühendite(ATP) süntees, raku varustamine energiaga.
11. Tsütoskeleti funktsioonid
Tsütoskeleti funktsioonid
Tsütoskelett- on raku tsütoplasmas asuv valguliste niidikeste ja kanalikeste võrgustik. Tsütoskelett on raku tugi- ja liikumissüsteem.
Tsütoskeleti ülesandeks on organellide liigutamine või teatud asendis hoidmine, see on raku toes, mis annab kuju ja vormi.
12. Kromosoomide struktuur
Kromosoomide struktuur
Kromosoom - DNA ja valgu molekulide kompleks (nukleoproteiin), milles sisalduvad geenid määravad pärilikke tunnuseid. Kromosoomid koosnevad DNA´st ja sellele kinnitunud valgumolekulidest. Valgu molekule nimetatakse histoonideks. Kromosoomides asuvad geenid.
Kromosoomis asuvad lineaarses järgnevuses ja kindla paiknevusega geenid ning mitmesugused mittegeensed nukleotiidijärjestused ( lookused ). Kromosoom sisaldab ühe DNA molekuli massivõrdse koguse aluselisi valke – histoone, varieeruvas hulgas mittehistoonseid (happelisi) valke ja vähesel hulgal RNAd . Seda kromosoomi koostisainete kompleksi nim. kromatiiniks.
http://et.wikipedia.org/wiki/Kromosoo m
13. Bakteriraku ehitus
Kuna bakteritel puudub tuum on nad eeltuumsed e.prokarüoodid. Tuuma asemel on neil tuumapiirkond e. nukleoid . Bakteritel on ainult üks rõngakujuline kromosoom. Bakterirakk on kaetud kapsliga, mis kaitseb neid keskonna mõjude eest. Veel esineb bakterirakus DNA rõngasmolekul e. plasmiid . Bakterid paljunevad pooldudes.Vees elavatel bakteritel on gaasivakuoolid.
Plasmiid on väike rõngas DNA. Selles on geenid, mis aitavad bakteril elada ekstreemsetes oludes. Ilma plasmiidita on bakter elujõuetu.Antibiootikumide suhtes võivad bakterid muututa resistentseks. Plasmiide võib olla mitu bakteril.
Bakterirakk kooseneb:

Rakuseinast
Bakteri väline kuju oleneb rakuseinast, mis kaitseb teda kahjulike välismõjude eest ja kindlustab bakterile suhteliselt püsiva kuju.

Plasmamembraanist
Plasmamembraan paikneb tihedalt vastu tsütoplasmat ja rakuseina ning muutub hästi nähtavaks plasmolüüsi korral. Plasmamembraan koosneb kahest tihedast valgukihist, mille vahel on lipiidide kiht. Ta koosneb põhiliselt fosfolipiididest, mis on ensüümsed valgud.

Mitokondritest
Mitokondrid on seenekujulised struktuurid . Nad paiknevad plasmamembraanil ning võtavad osa ATP ( adenosiintrifosfaat ) sünteesist.

Golgi kompleksi analoogitest
Nad teostavad raku ainevahetust, lõpp-produktide ja glükoproteiidide väljutamist. Nende kanalite kaudu juhitakse väliskeskkonda näiteks eksotoksiinid.

Basaalgraanulitest
Basaalgraanulid kujutavad endast isetaastuvat (iseprodutseeritavat) bakteri osakest (organelli). Basaalgraanulitele kinnituvad viburid. Struktuurilt kujutavad agranulaarsed võrgud tsisterne, kanaleid , põiekesi, milledel ei ole spetsiifilisi alaosakesi. Nad vastutavad süsivesikute ja lipiidide sünteesi eest. Arvatakse, et granulaarne tsütoplasmaatiline võrgustik esineb kanali kujul, millele kinnituvad ribosoomid ning milles toimub valgu süntees.

Mesosoomidest
Mesosoomid tulevad nähtavale paljunevatel bakteritel vaheseina vööndis.
Nad võivad olla tsisterni-, kanali-, või põiekesekujulised. Nad vastutavad süsivesikute lipiidide jt. rakuseina koostisosade sünteesi eest kui ka raku kasvu ja paljunemise eest. Jagunemise lõppemisel need struktuurid eemaldatakse bakterist ja tekivad uuesti rakus enne tuumaaine ja bakteri uut jagunemist.

Tsütoplasmast
See on bakteri osa ilma rakuseina ja plasmamembraanita. Ta on kolloidsüsteem. Tsütoplasmas eristatakse ribosoome, mitmesuguseid erinevate funktsioonidega teralisi moodustisi, vakuoole, nukleoide.
Ribosoomid vastutavad bakteri rakus valgu sünteesi eest.

Nukleoid
Geneetiline materjal paikneb bakteritel DNA molekulis, mis esineb tsütoplasmas enam-vähem kompaktse moodustisena . Nukleoid ei ole piiritletud tuumamembraaniga ning seda nimetatakse ka genofooriks. Ta sisaldab DNA niiti. See niit kujutab endast suletud ringi ja seda nimetatakse bakteriaalseks kromosoomiks .

Viburitest
Viburid on bakteri liikumisorganiteks. Nad on niidikujulised, valgulise koostisega ning kinnituvad tsütoplasmas paiknevale basaalgraanulile. Arvatakse, et basaalgraanul on viburite ATP-aasi energiaallikaks.
Viburite kuju võib olla silinderjas või lindikujuline
Viburid paiknevad otstes või ümber rakukeha. Neid võib olla üksikult või arvukalt.

Narmastest
Narmad ehk karvad on torujad moodustised, mis esinevad paljudel bakteritel. Narmad ei põhjusta raku liikumist. Narmaste abil kleepub mikroorganism seente, taimede, loomsete rakkude külge, seedekulgla hingamisteede jne epiteelile.

Kapslist
Kapsel on limaaine, mida produtseerib ja kihistab rakk oma pinnale. Kapsel koosneb peamiselt lämmastikku sisaldavatest polüsahhariididest. Kapsel kaitseb bakterit kuivamise ja teiste kahjulike välismõjude eest.

Eosed
Osa baktereid moodustavad pärast vegetatsioonitsüklit eoseid. Et eosed paiknevad raku sees siis nim. neid endospoorideks. Eose kuju on kas ümar, ovaalne või veidi välja venitatud, peaaegu kepikujuline.
Eos võib batsillis paikneda ekvatoriaalselt raku keskosas, terminaalselt – raku otstes, subterminaalselt – raku keskosa ja otste vahel.
14. Eukarüootide riigid ja nende peamised tunnused
Eukarüootide riigid ja nende peamised tunnused

• Taimed
  

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

• loomad
  

- rakukest puudub
- heterotroofse toitumisega organismid
- hulkraksed päristuumsed organismid

• protistid
  

• tavaliselt üherakkulised organismid (puudub liitsruktuur)
  
• 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 organiismid
- osmotroofiline toitumine
15. Loomaraku ehitus. Põhilised loomsed koed .
Sarapuu õpik Raku ehitus ja talitus
lk 3(49) all nurgas lühidalt kirjas(see käib siis „põhilised loomsed koed“ kohta)
lk 7- 11 (53- 63)
16. Seeneraku ehitus
Seeneraku tsütoplasmas on samad organellid, mis on loomarakuehituses (tuum, ribosoomid, mitokondriid, lüsosoom, Golgi kompleks, tsütoplasma, tsütoplasmavõrgustik). Kuna seened on heterotroofse ehitusega, siis puuduvad neil taimerakule omased plastiidid ja vakuoolid . Üherakulised pärmseened on ümarad, aga hulkraksete seente hüüfe moodustavad rakud on pikad ja silindrikujulised. Rakkude otstes on avad, mille kaudu liiguvad tsütoplasma, organellid ja rakutuum teise rakku. Mõnel seeneliigi rakul need avad puuduvad, ja siis koosneb seeneniit ühest hulktuumsest rakust.
Seeneraku ehitus:
Seenerakk on ümbritsetud membraaniga (sarnaneb looma ja taimeraku omaga ).
Membraanist väljapoole jääb rakukest koosneb kitiinist. Rakukest kaitseb, toestab rakku ja annab talle kindla kuju. Kuna enamik seeni toitub kogu keha pinnaga, siis liiguvad vesi ja selles lahustunud ained läbi rakukesta ja membraani tsütoplasmasse osmoosi teel. Seeneraku keskosas asub kahe membraaniga ümbritsetud rakutuum.Tsütoplasmas paiknevad mitokondrid varustavad rakku energiaga.

Tuum

Tuumake

Ribosoomid

Mitokoondrid

Lüsosoomod

Golgi kompleks

Tsütoplasmavõrgustik (kareda- ja siledapinnalist)

Tsütoplaasm

Tsütoskeleet

Rakukest (kitiinist)

Mõnedel on vakuool gaasiga

Rakumebraan
17. Taimeraku ehitus:
http://www.zbi.ee/~tomkukk/anatoom/anato1.ht m
Taimeraku ehitus.
Mitokondrid varustavad rakku energiaga, mida on vaja tema elutegevuseks ja olemasolevate rakustruktuuride säilitamiseks. Hapnikku tarbides muundavad nad süsivesikutes ja rasvades peituva energia rakkudele kättesaadavaks . ON KA LOOMRAKUS.
Tsütoplasma on raku sees. See sisaldab rohkesti vett ning selles on lahustunud orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid. ON KA LOOMARAKUS.
Rakumembraan eraldab rakku teistest rakkudest kui ka ümbritsevast keskkonnast.
Vakuool on õhukese membraaniga ümbritsetud vee ja selles lahustunud ainete mahuti.
Kloroplastid on plastiidid, milles toimub fotosüntees. Neis valmistatakse orgaanilisi aineid, kasutades päikese energiat.
Rakukest (koosneb tselulloosist) annab taimerakule tugevuse ja kuju. Läbi rakukesta ja rakumembraani pooride toimub aine- ja energiavahetus.

Tuum

Tuumake

Ribosoomid

Mitokoondrid

Lüsosoomid

Golgi kompleks

Tsütoplasmavõrgustik (kareda- ja siledapinnalist (kareda-pinnaline ER))

Tsütoplaasm

Tsütoskeleet

Rakukest (tselluloosist, ligniinist, pektiinist.)

Vakuool

Platiidid (Leukoplastod, hloroplastis ja hromoplastid)

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
Replikatsioon- matriitssüntees, mille tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli. 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.
http://et.wikipedia.org/wiki/DNA_replikatsioon
22. Geen ja genoom
Geen- DNA lõik, mis määrab ära ühe RNA molekuli sünteesi.
Genoom- liigiomases ühekordese kromosoomikomplektis sisalduv geneetiline materjal. Inimese genoom koosneb 24 kromosoomist.
23. Transkriptsioon
http://et.wikipedia.org/wiki/Transkriptsioon_(geneetika)
Transkriptsioon- matriitssüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul. Transkriptsioonil saadakse mRNA, tRNA ja rRNA molekulid.
Kui geenilt toimub transkriptsioon, nim seda geeni avaldumiseks. Avaldumise järgi jaotatakse geenid 4 gruppi: 1)Samaaegselt kõigis rakkudes avalduvad geenid- rRNA, tRNA. 2)Kindla koe rakkudes avalduvad geenid- insuliini geen kõhunäärmerakk udes. 3)Rakkude mingil kindlal elutegevuse etapil avalduvad geenid, näiteks: loote elundkondade väljaarenemine. 4)Geenid, mis ei avaldu mitte kunagi evolutsioonis , kaotanud oma tähtsuse. Geenide aktiivsust reguleerivad : struktuurgeenid , mis määravad raku ehituses ja ainevahetuses osalevate valkude, tRNA ja rRNA sünteesi, ning regulaatorgeenid kontrollivad struktuurgeenide avaldumist .
TRANSKRPITSIOON
I. Koht:
Eeltuumsed- tsütoplasmas
Päristuumsed tuumas, mitokondrites, kloroplastides .
II. Aeg:
Eeltuumsetel - kogu raku eluea jooksul
Päristuumsetel enamuse rakutsükli ajast va mitoos ja meioos (siis ei toimu)
III. Eeldused:
1. Üksikahelaline DNA lõik
2. Ensüümid: RNA polümeraas
3. Energeetilised faktorid ATP
4. Nukleotiidid RNA koostises
5. Protsessi kontrollivad ja reguleerivad valgud
IV: Olemus:
Kopeerimistüüp ehk matriitssüntees
V: Komplementaars us
VI: Tulemus:
Transkriptsioonil moodustuvad kõik 3 tüüpi RNA molekulid
Tekivad RNA eelmolekulid, mis vajavad täiendavat töötlust:
eelmolekulist kas eemaldatakse teatud lõigud
jaguneb teatud fragmentideks
lisatakse teatud järjestused
muudetakse keemilist koostist (N-aluseid)
24. mRNA struktuur prokarüootidel ja eukarüootidel.
POWERPOINT: L3 DNA-valk
http://en.wikipedia.org/wiki/Messenger_RNA#Prokaryotic_mRNA_degradation
  Translatsioon toimub ribosoomidel. RNA molekuli, millelt toimub translatsioon, nimetatakse mRNA-ks (inglise keelest messenger RNA). Prokarüootsetes rakkudes on primaarne transkript üldjuhul ka koheselt transleeritav. Eukarüootses rakus toimub aga primaarse transkripti,pre-RNA, protsessimine transleeritavaks mRNA molekuliks. Enamus eukarüootseid geene rakutuumas sisaldavad endis mittekodeerivaid alasid – introneid, mis vahelduvad kodeerivate piirkondadega – eksonitega. Intronjärjestusi sisaldavatelt geenidelt sünteesitakse transkriptsiooni käigus pre-mRNA, millest seejärel kõrvaldatakse mittekodeerivad järjestused splaissingu (splicing) teel. Slaissingureaktsiooni läbiviimiseks moodustub makromolekulaarne struktuur, mida nimetatakse splaissosoomiks. Enne splaissimist lisatakse pre-mRNA-le 5´-otsa 7-metüülguanosiin ja 3´- otsa polü-A järjestus – polüA saba, mis on 20-200 nukleotiidi pikk. Kõik need protsessid toimuvad rakutuumas. Protsessitud mRNA transporditakse tsütoplasmasse ning alles seal toimub translatsioon. Erinevalt eukarüootidest, kus transkriptsioon ja translatsioon on ajaliselt ja ruumiliselt teineteisest lahutatud, toimuvad prokarüootsetes rakkudes mõlemad protsessid korraga: parasjagu sünteesitavalt mRNA molekulilt algab kohe ka translatsioon.
 RNA molekulide tüübid
 Eukarüootses rakus on põhiliselt nelja tüüpi RNA molekule: mRNA, tRNA, rRNA ja snRNA . Eelnevalt oli juttu mRNA molekulidest, mis kodeerivad valke. Nende ülesandeks on vahendada DNA nukleotiidses järjestuses salvestatud geneetilist informatsiooni translatsiooniaparaadile. tRNA molekulid ( transfer RNAs) on väikesed RNA molekulid, mis toimivad adapteritena translatsioonil polüpeptiidahelasse lülitatavate aminohapete ja mRNA molekulis asuvate aminohappeid määravate koodonite vahel. Ribosomaalsed RNA molekulid (rRNA) kuuluvad ribosoomide koostisesse. Väikesed tuuma RNA-d (snRNA molekulid – small nuclear RNAs) osalevad intronite splaissingul. 
25. mRNA protsessing

mRNA processing

The pre-mRNA molecule undergoes three main modifications. These modifications are 5' capping, 3' polyadenylation, and RNA splicing, which occur in the cell nucleus  before the RNA is  translated .[2]

[edit]5' Processing

Main article: 5' cap

[edit]Capping

Capping of the pre-mRNA involves the addition of 7-methylguanosine (m7G) to the 5' end. To achieve this, the terminal 5' phosphate requires removal, which is done with the aid of aphosphatase  enzyme . The enzyme guanosyl transferase then catalyses the reaction, which produces the diphosphate 5' end. The diphosphate 5' prime end then attacks the gamma phosphorus atom of a GTP molecule in order to add the guanine residue in a 5'5' triphosphate link . The enzyme (guanine-N7-)-methyltransferase ("cap MTase") transfers a methyl group from S-adenosyl methionine to the guanine ring.[3] This type of cap, with just the (m7G) in position is called a cap 0 structure. The ribose of the adjacent nucleotidemay also be methylated to give a cap 1. Methylation of nucleotides downstream of the RNA molecule produce cap 2, cap 3 structures and so on. In these cases the methyl groups are added to the 2' OH groups of the ribose sugar. The cap protects the 5' end of the primary RNA transcript from attack by ribonucleases that have specificity to the 3'5'phosphodiester bonds.[4]

[edit]3' Processing

Main article: Polyadenylation

[edit]Cleavage and Polyadenylation

The pre-mRNA processing at the 3' end of the RNA molecule involves cleavage of its 3' end and then the addition of about 250 adenine residues to form a  poly (A) tail . The cleavage and adenylation reactions occur if a polyadenylation signal sequence (5'- AAUAAA-3') is located near the 3' end of the pre-mRNA molecule, which is followed by another sequence, which is usually (5'-CA-3'). The second signal is the site of cleavage. A GU- rich sequence is also usually present further downstream on the pre-mRNA molecule. After the synthesis of the sequence elements, two multisubunit proteins called cleavage and polyadenylation specificity factor  (CPSF) and cleavage stimulation factor (CStF) are transferred from RNA Polymerase II to the RNA molecule. The two factors bind to the sequence elements. A protein complex forms that contains additional cleavage factors and the enzymePolyadenylate Polymerase (PAP). This complex cleaves the RNA between the polyadenylation sequence and the GU-rich sequence at the cleavage site marked by the (5'-CA-3') sequences. Poly(A) polymerase then adds about 200 adenine units to the new 3' end of the RNA molecule using ATP as a precursor. As the poly(A) tail is synthesised, it binds multiple copies of poly(A) binding protein, which protects the 3'end from ribonuclease digestion.[4]

[edit]Splicing

Main article: RNA splicing
RNA splicing is the process by which introns, regions of RNA that do not code for protein, are removed from the pre-mRNA and the remaining exons connected to re-form a single continuous molecule. Although most RNA splicing occurs after the complete synthesis and end-capping of the pre-mRNA, transcripts with many exons can be spliced co-transcriptionally.[5] The splicing reaction is catalyzed by a large protein complex called the spliceosome assembled from proteins and small nuclear RNA molecules that recognizesplice sites in the pre-mRNA sequence. Many pre- mRNAs , including those encoding antibodies, can be spliced in multiple ways to produce different mature mRNAs that encode different protein sequences. This process is known as  alternative splicing, and allows production of a large variety of proteins from a limited amount of DNA.
26. Geneetiline kood
http://et.wikipedia.org/wiki/Geneetiline_kood
Geneetiline kood- on vastavus, kus mRNA kolm järjestikust nukleotiidi (st. koodon ) määravad ära ühe aminohappe paigutuse valgu molekulis.
27. Translatsioon, tRNAde ja ribosoomide ehitus
Translatsioon
Translatsioon- valgu süntees toimub tsütoplasmas, ribosoomides. Translatsioon- protsess, mille käigus sünteesitakse liigiomaseid valke kõikide talitluste läbiviimiseks organismis. Valgud on liigiomased, st sünteesitud päriliku info alusel. Selle protsessi aluseks on mRNA molekulid.
Translatsiooni protsess toimub ribosoomides. mRNA molekulis on geneetiline kood, mis määrab valgu molekuli aminohapete järjekorra. Geneetiline kood seisneb kolmes järjestikulises nukleotiidis ehk ühes koodonis, millele vastab kindel aminohape .
Geneetiline kood on looduses universaalne, st kehtib kõikide elusorganismid e valkude ülesehituses. Koodonite ja aminohapete seoseid kujutatakse koodipäikese abil. Ühele aminohappele võib vastata kuni 6 erinevat koodonit , kuid üks koodon vastab alati ühele kindlale aminohappele. Üks ja sama nukleotiid mRNA ahelas ei kuulu üheaegselt kõrvutiasetsevatesse koodonitesse.
Esimeseks koodoniks mRNA molekulis on alati initsiaatorkoodon A-U-G (meteoniin). Viimaseks koodoniks on stopp - ehk nonsenskoodon (3 varianti ), millele ei vasta ühtegi aminohape
tRNAde struktuur ja funktsioon.
tRNA on ribonukleiinhape, mis tegeleb rakus aminohapete transpordiga ribosoomi, kus geneetilise koodi alusel lisatakse aminohape sünteesitavasse valguahelasse.
tRNA molekulide sekundaarstruktuuri iseloomustatakse "ristikheinalehe" kujuga. tRNA sekundaarstruktuuri moodustavad 4 kaksikahelalist osa - õlga ja 4 üksikahelalist piirkonda - lingu , mis paiknevad vastavate õlgade otstes. tRNA molekuli otsad asuvad lähestikku, nende paardumisel tekkiv kaksikahelaline osa kannab nimetust " aktseptor -õlg", selle 3' otsa paardumata nukleotiididele liidetakse estersidemega aminohape. Aktseptor-õlg on 7 aluspaari pikk. T-õlg on saanud oma nime tänu modifitseerunud nukleotiididele, mis asuvad T- lingus . Need nukleotidid on ribosüültümidiin T ja pseudouridiin ψ. T-õla pikkus on 5 aluspaari, T-lingu pikkus varieerub harilikult 7-9 nukleotiidi ulatuses. D-õlg on saanud nime temas leiduva modifitseeritud nukleotiidi dihüdrouridiini D järgi. D-õla pikkus on harilikult 4 aluspaari, D-lingu pikkus on varieeruv . Antikoodon-õlg on alati 5 aluspaari pikk ja nagu nimestki on näha, sisaldab antikoodoni ling kolmest nukleotiidist antikoodonit mis vastab mRNA koodonile. Antikoodoni lingus on alati 7 nukleotiidi. Lisaks neile võivad paljud tRNA molekulid sisaldada lisalingu ja lisaõlga, mille pikkus võib olla suuresti varieeruv.
Funktsionaalsus
tRNA molekuli tasapinnaline struktuur
Funktsionaalselt on tRNA molekuli tähtsaim osa antikoodon, mille kolm nukleotiidi paarduvad komplementaarsusprintsiibi alusel mRNA koodoniga, mis on geneetilise translatsiooni ja geneetilise koodi strukturaalseks aluseks. Seetõttu on antikoodoni lingu ruumiline konformatsioon oluline täpse koodon-antikoodon seondumise toimumiseks. Antikoodoni ees paikneb konserveerunud U33 nukleotiid, mille järel teeb tRNA ahel järsu pöörde. Nukleotiid 34, esimene antikoodoni nukleotiid paardub mRNA koodoni viimase 3. nukleotiidiga ja seetõttu on oluline, et koodon-antikoodon seondumine lõppeks just 34. nukleotiidiga ega jätkuks U33 ga, niiviisi määrab tRNA ahelas toimuv järsk pööre ära koodoni pikkuse (3 aluspaari). Antikoodon on sobivas ruumilises struktuuris mRNA koodoniga paardumiseks. 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 ribosoomis seondub valguahela peptiidsideme moodustumist katalüüsiva piirkonnaga. tRNA 3' otsa seotakse ka ensüüm aminoatsüül-tRNA ligaasi vahendusel estersidemega vastav aminohape. Olgugi, et paljudele aminohapetele vastab mitu erinevat tRNAd, vastab igale erinevale tRNAle vaid üks konkreetne aminoatsüül-tRNA ligaas . Aminoatsüül-tRNA ligaas tunneb tRNA ära vastavate tRNA identsuse elementide järgi, milleks on kindlad, erinevatele tRNA molekulidele ainuomased nukleotiidid antikoodoni lingus ja aktseptoorses õlas. Valgusünteesi käigus ribosoomis lahutatakse tRNA antikoodoni ja mRNA koodoni paardumisel aminohape tRNAst ja lisatakse valguahelasse.
Ribosoomide ehitus ja funktsioon
http://et.wikipedia.org/wiki/Rakutuu m
Ribosoomide ülesanneks on valkude süntees.
Ribosoomid moodustuvad tuumakestes. Sünteesijärgselt liiguvad nad mööda tuumamembraanide pooride tsütoplasmasse. Seal kinnitub osa neist tsütoplasmavõrgustikule. Ribosoome võib leida ka mitokondrites ja kloroplastides.
28. Valgusünteesi regulatsioon

• Toimub ribosoomis.
  
• Osalevad mRNA, tRNA ja rRNA.
  
• mRNA seostub ribosoomiga.
  
• Translatsioon algab alguskoodoniga AUG.
  
• Komplementaarse antikoodoniga tRNA toob esimese (kindla) aminohappe ribosoomi. Teine tRNA mahub ka koos oma aminohappega ribosoomi.
  
• Kahe aminohappe vahele tekib tugev peptiidside
  

Translatsioon lõpeb stoppkoodonitega
http://et.wikipedia.org/wiki/Valgus%C3%BCntees
29. Ribosüümid ja RNA maailm
Ribosüüm on ribonukleiinhape, millel on katalüütilised omadused. Ribosüümid on ensüümid, mis aga ei koosne polüpeptiididest, nagu enamik ensüüme, vaid polünukleotiididest.Ribosüüm- ensüüm, mis ei ole valguline, aga koosneb RNA ahelatest. Seda peetakse ensüümiks, sest ribosoomi koosseisu kuuluv rRNA sünteesib valgusünteesi käigus peptiididemeid aminohapete vahel.Arvatakse et RNA oli DNA eellane. Arvatakse, et olles üheahelaline ja võimeline moodustama mitmesuguseid tertsiaarstruktuure, võis kunagi olla ensümaatilise aktiivsusega ja katalüüsida ise enda replikatsiooni. Esmase info kandjaks olid RNA molekulid. 1982 a leiti, et on olemas RNA, millel on katalüüsi võime, mida nimetati ribosüümiks. 
30. Geeniekspressioon , selle regulatsioon
Rakkude diferentseerumine on üldjuhul hoopis geenide valikulise ekspressiooni tulemus. Hulkrakses organismis esinev rakutüüpide mitmekesisus on põhjustatud sellest, et rakkude samasuguselt DNA-lt sünteesitakse erinevates rakkudes erinevaid RNA ja valgu molekule.
Informatsioon kandub DNA-lt valguni mitme etapina , kõiki neid etappe on võimalik reguleerida. Rakk võib oma aktiivsete valkude tootmist kontrollida järgmistel viisidel:
* kontrollides, kui sageli ja millal transkripeeritakse vastavat geeni (kontroll transkriptsiooni tasemel)
* kontrollides, kuidas toimub primaarse transkripti splaising või mõni muu modifikatsioon (Kontroll RNA protsessingu tasemel)
* kontrollides, milliseid tuumas toodetud mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees (kontroll RNA transpordi tasemel)
* kontrollides, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide kaasabil toodetakse ribosoomides valke (kontroll translatsiooni tasemel)
* selektiivselt lagundades mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas (kontroll mRNA degradatsiooni tasemel)
* selektiivselt aktiveerides või inaktiveerides toodetud valke või transportides neid erinevatesse raku osadesse (posttranslatsiooniline kontroll)
Geeni ekspressiooni reguleerimine annab rakule kontrolli struktuuri ja funktsiooni üle, on raku diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks.
31.Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel.
http://et.wikipedia.org/wiki/Geeniekspressioon
Eukarüootidel:

• Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF).
  
• TF seostudes teiste geenide cis elementidega reguleerivad nende geenide ekspressiooni: “trans- acting ” faktorid.
  

Ühisjooned:

• Polütsistroonsed geenid, st mitmed sarnase funktsiooniga geenid on paiknevad koos ja reguleeritakse ühiselt --- operon.
  
• Geeni regulatsioon on peamiselt negatiivne, vahendatud repressorvalkude kaudu. Alles induktori seostumine repressoriga inaktiveerib viimase ja võimaldab ekspressiooni.
  

POWERPOINT: regulatsioon
32. Lac ja Trp operonid, nende reguleerimise sarnasused ja erinevused
POWERPOINT: regulatsioon
33. Cis-elemendid, trans-faktorid
POWERPOINT: regulatsioon
34. DNA-valk interaktsioonid

• regulatsioon toimib läbi paljude cis-acting elementide ja trans-acting faktorite vaheliste seoste.
  
• mitte-kovalentsed
  

POWERPOINT: regulatsioon
35. Rekombinantse DNA metoodika alused
POWERPOINT: rekombinantne DNA
36. Restriktaasid
Restriktaasid- restriktaasid on ensüümid, mia lõikavad DNA katki. On olemas järjestusspetsiifilised restriktaasid ja restriktaasid, mis lõikavad DNA ahelat suvalistest kohtadest .
Restriktaasidel on omadus lõikata DNA topeltahel läbi kindlas piirkonnas (lõikepiirkond- ingl. k. cleavage site), mille määrab ära antud piirkonna DNA nukleiinhappeline-järjestus (äratundmis-järjestused; ingl. k. recognition sequences- koosnevad 4-8 nukleotiidipaarist), kusjuures iga ensüümi jaoks on see erinev.
Kasutades erinevaid restriktaase, võime saada DNA fragmente, millel on kas tömbid (Hpa I) või siduvad otsad (ingl. k. cohesive ends). Viimased kujutavad endast lühikesi ühekordse ahela juppe. Siduvate otsadega fragmente võib omavahel taas liita. Seega vôib teoreetiliselt mistahes geene omavahel liita.
Restriktaasid on ensüümid, mida toodavad bakterid enesekaitseks – need lõikavad DNA lõikudeks, aga nii, et tekivad üheahelalised otsad – “kleepuvad otsad”.
Selliste otstega DNA juppe on komplementaarsuse tõttu võimalik mugavalt liita.
Erinevate DNA-de liitmisel saame rekombinantse DNA.
37. DNA kloneerimise etapid
DNA kloneerimine - ühesuguste plasmiidide koopiate tegemine bakteri paljunemise tulemusena.
Geeni paljundamise põhietapid plasmiide abiga on järgmised:
1) plasmiidi isoleerimine bakterirakust (tavaliselt kasutatakse E. coli plasmiide);
2) plasmiidi "lõikamine" spetsiifilise restriktaasiga;
3) paljundatava geeni vôi DNA-lôigu "väljalõikamine" kromosoomist sama restriktaasiga- s.o. geeni isoleerimine;
4) isoleeritud geeni "istutamine" plasmiidi
5) plasmiidi viimine bakterirakku ja bakteri kasvatamine , mille käigus paljuneb ka vastav plasmiid.
6) paljundatud geeni isoleerimine plasmiididest
38. DNA sekveneerimise põhimõte
DNA sekveneerimine - DNA nukleotiidse järjestuse kindlaks tegemine.
Ensümaatilise meetodi puhul kasutatakse DNA-polümeraasi abil toimuva topeltahela sünteesi blokeerimist kindla nukleotiidi kohal. Tulemuseks on erineva pikkusega fragmendid , mille elektroforeesil joonistub välja DNA molekuli NH järjestus.
39. Polümeraasi ahelreaktsioon
PCR viiakse läbi biokeemilise reaktsioonina ja selle puhul ei vajata elusorganisme DNA kopeerimiseks. Reaktsioon pôhineb ensüümi- DNA-polümeraas kasutamisel , mis katalüüsib DNA komplementaarse ahela sünteesi. PCR on DNA-molekuli paljundamine kunstlikes tingimustes.
Reaktsiooni läbiviimiseks on vajalik teada uuritava DNA lõigu otste nukleotiidset järjestust.
Reaktsiooni käivitamiseks kasutatakse kahte oligonukleotiidset (väiksest arvust nukleotiididest koosnevat (8..30) praimerit (ingl. k. primer), mis kumbki vastavad ühe komplementaarse DNA ahela alguse nukleotiidsele järjestusele ja talitlevad kui ensüümi substraat , kuna neil on vabad otsad uute nukleotiidide sidumiseks.
PCR pôhietapid on järgmised:

topeltahelalise DNA denaturatsioon kaheks üksikahelaks kôrge temperatuuriga (90-95 °C; 40-60 sek);

praimerite hübridiseerimine e. "istutatamine" kummalegi üksikahelale, milleks temperatuur viiakse alla ca 50 °C juurde 30 sekundiks;

komplementaarse DNA ahela süntees DNA-polümeraasi toimel (72 °C juures aeg sôltub lôigu pikkusest, kuid ca 1-3 min). Ensüüm on termostabiilne ja on isoleeritud kuumavee allikates elavatest bakteritest (näit. Thermus aquaticus ja temalt saadud ensüümi nimetatakse TaqI).
Reaktsioonis kasutatavad komponendid (maatriks DNA, praimerid, ensüüm ja vabad nukkleotiidid- viiakse kohe algselt ühte katsutisse. Kuna ahelreaktsiooni etapid toimuvad erineva temperatuuri juures, siis on kogu protsess juhitav temperatuuri abil ja vastavaid tsükleid vôib korrata kümneid kordi . Igas tsüklis DNA hulk teoreetiliselt kahekordistub. Praktiliselt hilisemates tsüklites on reaktsiooni efektiivsus väiksem, kuna ensüümi aktiivsus langeb, samuti lôpevad otsa vabad nukleotiidid. Neid juurde pole aga vôimalik lisada. Saadud koopiate arv ulatub aga 30 tsükli järel juba miljonitesse, mis on rohkem kui küll olenematra, mis eesmärgil reaktsioon läbi viidi.
PCR produkt eraldatakse lahusest elektroforeesiga agargeelis.
PCR-i saab kasutada ka diagnostilisel eesmärgil: teatud DNA vôi RNA järjestuse (viiruste vôi bakterite) avastamiseks uuritavas materjalis vôi näiteks geenidefektide avastamiseks genoomis. Tema tundlikkus on teoreetiliselt selline, et kui uuritavas materjalis on üks DNA-molekul, mille järjestus ühtub materjalile lisatava praimeriga, siis me selle ka avastame. PCR- on kôrvaletôrjumas DNA sondide meetodit geneetiliste haiguste uurimisel , viirusinfektsioonide tuvastamisel ja mikroobide tüpiseerimisel.
40. Elektroforees
Elektroforees on elektriliselt laetud osakeste liikumine vedelikus elektrivälja mõjul: positiivsed osakesed katoodile ja negatiivsed osakesed anoodile.
Elektroforees on meetod, kus laetud osakesed liiguvad elektrijuhtivust omavas vedelas keskkonnas elektrivälja mõjul.
Geel -elektroforees - DNA kaksikahel liigub geelis elektriväljas kiirusega, mis on pöördvõrdeline log10–ga tema massist ( suurusest ).
1. maatriks on agaroos või polüakrüülamiid
2. puhver tagab, et DNA on laetud negatiivselt
3. DNA liigub suunas - + (katoodilt anoodile).
40. Nukleiinhapete hübridiseerimine
NH hübridiseerimine pôhineb 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.
42. Kromatograafia .
Kromatograafia on üldmõiste mitmesuguste laboratoorsete füüsikalis-keemiliste meetodite kohta, mida kasutatakse ainete segu komponentide lahutamiseks paljukordse sorptsiooni ja desorptsiooni tingimustes.
Lihtsustatult: praktikas kantakse ainete segu 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.
43.Valkude struktuuri uurimise meetodid

• Valgu molekulaarse struktuuri võib määrata tuumamagnetresonantsi abil
  
• Valgu funktsioonide üle võib otsustada tema järjestuse võrdlemisel mõne tuntud funktsiooniga valgu järjestusega
  
• Affiinsuskromatograafia ja immunosadestamine võimaldavad leida seostunud valke
  

Valgu funktsiooni uurimisel võib kasutada liitvalke ( fusion proteins), samuti võib nende abil valku rakus lokaliseerida.
44.Antikehade ja liitvalkude kasutamisvõimalusi molekulaarbioloogias
Antikehade kasutamine molekulaarbioloogias Flourentsmikroskoopia: Väga laialt on levinud rakubioloogias nn. immuunfluorestsentsi meetod, mis põhineb fluorestseeruvat värvainetega konjugeeritud antikehade kasutamisele. Enamlevinud fluorokroomidena antikehade märgistamiseks kasutatakse FITC (fluorestsiin-isotiotsüanaat), TRITC (tetrametüül-rodamiin- isotiotsüanaat ) PE (fükoerütriin) jt. Fluorestsentsmikros-koobis on valgusallikaks elavhõbedalamp, mis annab lühilainelist kiirgust (paljudel lainepikkustel).
Immuunfluorestsents: Elavhõbedalambiga valgustatakse helendavate värvainetega märgistatud antikehasid.
-
45. Viirused . HIV
Viirused on eluta ja elusa looduse piirimail olevad rakulise ehituseta ainult elusrakkudes paljunevad bioloogilised objektid.
Viirus on rakuta moodustis, tema koostises on vähemalt:

• genoom ( nukleiinhape - DNA või RNA)- nikleiinhaped säilitavad pärilikku info. Viirusel peab olema vähemalt kolm geeni
  
• kapsiid (valgud)- kaitseb genoomi keskkonnamõjutuste eest ja aitab viiruse genoomi peremeesrakku.
  

Nendele võib lisanduda ümbris, mille viirus rakust väljudes kaasa võtab. St. viiruse ümbris koosneb rakumembraani koostisosadest : lipiitidest ja valkudest. Kapsiid ja ümbriis on genoomi kaitseks, aga ka viiruse rakku tungimise tagamiseks ( taku äratundmiseks). Viiruse ümbrise pinnal on valgus, mis käituvad signaalidena. Kui raku membraani pinnal plevad valgud seonduvad viiruse valkudena, siis rakk arvab , et see on mingi signaal ja viirus viiakse raku sisse..Siis viirus alustab raku sees oma tegevust.
Viiruste paljumine jagatatakse nelja etappiks:
1. Viirusosake kinnitub fibrillidega rakumembraanile;
2. Viirusosake vabaneb ümbrisest ja lagundab rakumembraani;
3. Viirusosakese nukleiinhape koos kapsiidiga siseneb rakku;
4. Viirusosake vabaneb kapsiidist;
http://en.wikipedia.org/wiki/HIV