Juhendaja: Kersti Kont Bioloogiaõpetaja Türi 2007 Geenitehnoloogia on tänapäevane uus tehnoloogiavaldkond, mille eesmärk on geneetilise info kasutamine rakenduslikel eesmärkidel. Geenitehnoloogias rakendatakse pärilikkuse muutumist DNA siirdamise teel. Selle teadusharu saavutusi kasutatakse taimede ja loomade pärilike omaduste ning inimese haiguste diagnoosimiseks ja ravika.(1) Uute geenide viimine inimesesse eesmärgiga ravida teatud haigusi, eelkõige pärilikke haigusi ja vähki.(1) Uusi, terveid geene võib inimese somaatilstesse rakkudesse siirdada organismi kas väliselt (ex vivo)või siseselt (in vivo). Ex vivo geenide siirdamise korral eraldatakse esmalt inimesel soovimatud elundi rakudja sisestatakse laboritingimustes sinna uus geen. Seejärel siirdatakse need rakud inimesesse tagasi. In vivoteraapia korral püütakse vajalik geen viia organismi otse. (1)
kasutatakse geeni-info Teine tase parandamiseks, mis on põhjustatud pärilike haiguste poolt. Kolmas tase Ravimiseks siirdatakse tüvirakke otse Neljas tase haigesse koesse, kus nad Viies tase muunduvad vastava koe rakkudeks ning asendavad sel viisil kahjustatud rakke 2. Sugurakke mõjutav geeniteraapia a) Muudetakse geneetilist informatsiooni ka sugurakkudes, selle tulemusena võivad tulemused edasi kanduda patsiendi järglastele (st ennetav ravi, võimaldab ühekordse sekkumisega välistada haiguse tekke järglastel ja vajaduse neid hiljem eraldi ravida) b) Geen viiakse indiviidi sugurakkudesse. See viis indiviidi ennast otseselt ei mõjuta, kuid tagab
GEENITERAAPIA Märjamaa Gümnaasium XIIA klass 2009 Koostajad: Merilin Girin & Maarit Tilk Geeniteraapia olemus · Geeniteraapia seisneb enamasti normaalselt talitleva geeni siirdamises raske geneetilise puudega inimese mingi koe (organi) rakkudesse. Osal juhtudel seisneb ravi ka mutantse geeni avaldumise vaigistamises. · Eesmärk ravida teatud haigusi · Geeniteraapia on võimalus paljude haiguste nii kaasasündinud kui ka elu jooksul omandatud tõvede raviks. · Geeniteraapiat on kahte liiki: somaatiline ning sugurakke mõjutav. Somaatiline geeniteraapia · ... Ehk ravikloonimine · Seisneb selles, et ravimiseks siirdatakse tüvirakke (mis saadakse mõne päeva vanusest embrüost ning kasvatatakse ja paljundatakse laboris) otse haigesse koesse, kus nad muunduvad vastava koe rakkudeks asendades kahjustatud rakke.
cDNA’d. cDNA’d kasutatakse eukarüootsete geenide kloonimiseks prokarüootsetes organismides. Bakteri rakkudesse geenide viimisel peame me mRNA alusel tegema DNA. Millised on kloneeritud DNAde kasutusalad tänapäeval? Rekombinantsed valgud on meile väga praktilised, kuna saame neist toota erinevaid ravimeid nt. insuliini. Kasutatakse veel toidutööstuses ensüümid (piim, juust), keskkonnakaitses (toksiliste jääkide likvideerimine bakterite abil). Kloonitud geenid on kasulikud tegemaks uuritavast geenist kergesti hallatavaid koopiaid ja tootmaks selle põhjal vajaminevat valku. Sangeri sekveneerimise põhimõte. Kasutatakse didesoksüribonukleotiide, mis erinevad desoksüribonukleotiididest selle poolest, et suhkrujäägis ei ole 3’ otsas hüdroksüülrühma, mille tõttu ei saa ahel edasi minna, vaid süntees jääb selle koha peal pidama. Sekveneeritav DNA pannakse
arvestuslik sagedus populatsioonis? q2 = 1/10000 = 0,0001 q = 0,01 p = 1- q = 0,99 2pq = 0,02 heterosügootide sagedus (kandjad) 36. Trans-efekt tähendab geeni ekspressioonil seda et … Trans-mõjuvad valgud kodeeritakse kaugelasuvatelt geenidelt, seega peavad migreeruma transkriptsiooni toimumiskohta. Samas regulatoorses järjestuses, kuhu seonduvad, on cis-mõjuvad valgud. 37. Kadunud pärilikkus (missing heritability) on: Kui individuaalsed geenid ei seleta palju haiguse, käitumise ja teiste fenotüüpide pärilikkuse kohta. 38. Mis on mikrosateliitide ebastabiilsus (microsatelite instability) ja tooge üks näide haigusest, mis on sellest põhjustatud. Mikrosatelliidid on lühikesed DNA kordusjärjestused genoomi mittekodeerivas piirkonnas. Nad säilitavad indiviidi elu vältel stabiilse pikkuse. Mikrosatelliitide ebastabiilsus thendab nende pikkuse muutumist ning see on seotud mutatsioonidega
kromosoomiga. 6. DNA kloonimise põhietapid isepaljunevas süsteemis. Plasmiidide abil geeni paljundamise pôhietapid on järgmised: 1) plasmiidi isoleerimine bakterirakust (tavaliselt kasutatakse E. coli plasmiide); 2) plasmiidi "lôikamine" spetsiifilise restriktaasiga; 3) paljundatava geeni vôi DNA-lôigu "väljalôikamine" kromosoomist sama restriktaasigas.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. 7. Milleks kasutatakse polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR), milliseid põhikomponente selleks vajatakse, millised on PCRi põhietapid? Reaktsioon pôhineb ensüümi- DNA-polümeraas kasutamisel, mis katalüüsib DNA komplementaarse ahela sünteesi. PCR on DNA-molekuli paljundamine kunstlikes tingimustes
ahelatega, et täita sünteesimata fragmente. Pärast seda liitub DNAga ligaas, mis liidab augud ahelas ning lõpetab sellega replitseeritud DNA molekuli sünteesi. 8. 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. 9. 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 genoom ist sõltumatult. Nende suurus võib varieeruda mõnesajast kuni mõnesaja tuhande aluspaarini. Plasmiidid sisaldavad geene, mis on vajalikud nende
Lisaks DNA polümeraasile on replikatsioonikahvliga seotud veel palju teisi valke, mis aitavad kaasa DNA sünteesi alustamisele ning kulgemisele. 8. Mis on geen? Geen on DNA järjestuse lõik, funktsionaalne ühik, mis kodeerib valku või struktuurset, katalüütilist või regulatoorset RNAd. 9. Mis on plasmiid? Kromosoomiväline rõngakujuline kaheahelaline DNA molekul, mis sisaldab autonoomset paljunemist võimaldavaid geneetilisi elemente. Mõnedel plasmiididel on geenid, mis tagavad plasmiidi stabiilse püsimise bakterirakus, näiteks toksiini- antitoksiini süsteemi kodeerivad geenid. 10. Mis on alleel, homosügootsus, heterosügootsus? Alleel – geeniteisend, geeni üks esinemisvorm ehk üks kahest või mitmest alternatiivsest geenivariandist, mis asuvad populatsiooni isendite homoloogiliste kromosoomide samas lookuses ja toimivad sama tunnuse kujunemisele, tekitades selle eri vorme või avaldumisastmeid.
3) võimalik negatiivne mõju keskkonnale. Kahjurid muutuvad looduslike toimeainete suhtes immuunseks 4) põllukultuuridesse kantud muundatud geenid võivad üle kanduda umbrohule, muutes need samuti elujõulisemaks 2. Mikroobide, seente ja viiruste kasutamine biotehnoloogias. Viirusvektori kasutamise skeem. Põhilised biotehnoloogias kasutatavad organismid on bakterid ja seened. Paljud bakteri- ja seenetüved on majanduslikult tähtsad, sest neid kasutatakse laialdaselt
Algab munaraku viljastumisega ja lõpeb sünnimomendiga (elusünnitajatel), koorumisega (lindudel) või idu moodustumisega seemnes (taimedel). Embrüonaalkloonimine - varase embrüo lõhestamise teel saadud kloonembrüote kasutamine identse genotüübiga järglaste saamiseks. Embrüonaalne induktsioon - lootelise arengu käigus esinev protsess, mille korral ühtede rakkude diferentseerumine tingib teiste rakkude diferentseerumise. Embrüonaalsed tüvirakud - embrüoblasti rakud, mis võivad diferentseeruda kõigiks rakutüüpideks, kuid pole võimelised arenema tervikorganismiks. Embrüosiirdamine - embrüotehnoloogiline protsess, mis seisneb ühelt emasimetajalt saadud või kehavälisel viljastamisel tekitatud embrüote siirdamiseks sobivas innatsükli faasis oleva retsipientlooma emakasse, kus see areneb sünniealiseks; teostatakse ka inimesel. Embrüotehnoloogia - biotehnoloogiliste võtete süsteem, mis seisneb embrüote
eemaldatakse ahelaase (doonor koromosoon parandatakse, kuid sinna võivad jääda augud. Retroviirusesarnased retrotransposoonid- kasutavad pöördtranskriptaasi ja integraasi (viiruste transposaas), levivad vahendaja RNA kaudu rakkude jagunemisel Mitteretroviiruselised retrotransposoonid-kasutavad pöördtranskriptaasi ja endonukleasi, levivad vahendaja RNA kaudu. L1 element kromosoomis,tehakse RNA, endonukleaas seondub polyA sabaga. PolyA seondub sihtmärk DNA ja RNA pealt sünteesitakse uus DNA lõik, mis seotakse sihtmärk DNA ga DNA-ainult transposoonide ja retrotransposoonide põhimõtteline erinevus. Transposaaside olemus ja funktsioon. Transposaasid katalüüsivad transposooni lisamist sihtmärk DNA-sse Konservatiivse saitspetsiifilise rekombinatsiooni erinevus transposoonidest. Nõuab erinevalt transposoonidest spetsiifilist DNA järjestust nii doonor kui ka retsipent DNA osas ning ta ei jäta auke DNA ahelasse RNA ja transkriptsioon.
1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. MEDITSIIN Geneetilised uuringud on alati olnud suures ulatuses seotud meditsiiniga ja nende eesmärgiks on olnud meditsiiniprobleemide lahendamine. Need uuringud on võimaldanud leida viise võitluses nakkushaigustega ning kindlaks teha geene, mis on otsustavad pärilike haiguste tekkel. Geneetikute töö tulemuseks on ka efektiivselt töötavad vaktsiinid. 1. Molekulaarne diagnostika ehk teha kindlaks geenid, mis on otsustavad pärilike haiguste tekkel. Molekulaarsete diagnostikameetoditega on võimalik tuvastada haigusi põhjustavaid mutantseid geene. See aitab leida optimaalseid ravivõimalusi. Nt alpaktonuuria on perekonniti päranduv, lisaks huntingtoni tõbi, tsüstiline fibroos. 2. Geeniteraapia rakendamine. Geeni defekt kompenseeritakse uue, funktsionaalse geeni rakku viimisega. Nt immuunpuudulikkuse ja tsüstilise fibroosi korral. Terve geen viiakse organismi lisaks
http://www.tymri.ut.ee Õppetöö Geneetika 1 1. Sissejuhatus geneetikasse. Klassikalise ja molekulaargeneetika kujunemine. Geneetika tänapäeval: rekombinantse DNA tehnoloogia; genoomide sekveneerimine; globaalne geeniekspressiooni uurimine, geenikiibid. Kaasaegse geneetika rakendusalad; geneetika ja meditsiin (haigust põhjustavad mutatsioonid geenides, geeniteraapia, molekulaarne diagnostika); geneetika kaasaegses põllumajanduses; organismide kloonimine. Geneetika väärkasutused: eugeenika; lõssenkism. 2. Reproduktsioon kui pärilikkuse alus. Rakk kui elusorganismi ehituskivi. Eukarüootne ja prokarüootne rakk Kromosoomid. Rakutsükkel, selle toimumist mõjutavad kontrollpunktid. Raku jagunemine mitoosi teel. Raku jagunemine meioosi teel. Meioosi häired. Meioosi evolutsiooniline tähtsus
näiteks HIV-ga. Geenikiibid organismi paljude või kõigi geenide ekspressiooni uurimiseks on saadaval sekveneeritud genoomiga organismide puhul. Kaasaegse geneetika rakendusalad Geneetikaalased uuringud on väga suures ulatuses suunatud meditsiinile. Need uuringud on võimaldanud täpsemalt mõista päritavate haiguste biokeemilist olemust ning isoleerida geneetilisi haigusi põhjustavaid geene. Nii on näiteks isoleeritud mutantsed geenid, mis põhjustavad tsüstilist fibroosi, Dushenne'i lihasdüstroofiat, Huntingtoni tõbe, fragiilse X sündroomi, Alzheimeri tõbe, rinnavähki. Ka meie käitumine ning isiksuse omadused on väga suures ulatuses geneetiliselt määratud. Väga palju on seda uuritud ühemunakaksikute puhul. Näiteks alkoholism, skisofreenia, ning maniakaalne depressiivsus on geneetilise eelsoodumusega. See tähendab, et vastavaid mutantseid geene kandvatel isikutel on võrreldes teistega risk haigestuda suurem
panust Robert Hooke aastal 1665 (ajakirjas Micrographia) alustas sõna cella ('kambrike') kasutamist, Antoni van Leeuwenhoek Alates 1674 esimesed mikroskoobid, avastas suu- ja soolebakterid, ainurakseid ja spermatosoidid. Matthias Schleiden väitis 1838, et kõik taimed koosnevad rakkudest. Theodor Schwann v äitis 1838-39, et kõik loomad koosnevad rakkudest. Avastas rakumembraani ja Schwanni rakud Louis Pasteur 19. sai töötas välja pastöriseerimise, vaktsiini marutõve, Siberi katku vastu Karl Ernst von Baer kirjeldas 1827 esmakordselt imetaja munarakku 2. Molekulaarbioloogia ajalugu: nimeta 3 olulisemat isikut ajaloos ja kirjelda lühidalt Gregor Mendel - 1865 - Mendeli geneetilise pärilikkuse seadused - Esimene Mendeli seadus ehk ühetaolisusseadus - Kahe homosügootse isendi ristamisel on järglaspõlvkonna isendid geneetiliselt sarnased.
(DNA, RNA), rasvad ehk lipiidid, sahhariidid, vitamiinid. Süsivesikud Rasvad 1 Valgud ehk proteiinid DNA & RNA 2 Vitamiinid 2. Rakuline ehitus. Rakud jagunevad ainu- ja hulkrakseteks. Ainuraksed on näiteks bakterid, hulkraksed on näiteks koer. Rakk on kõige lihtsam ehituslik ja talituslik üksus, millel on veel kõik elu omadused. 3. Ainevahetus. Ainevahetuslikult jagunevad organismid auto- ja heterotroofideks. Autotroof on organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest; selleks kasutatakse ka
evolutsiooniõpetus Kaasaegse immunoloogia arengusuunad: segadistsipliinid (Immunobiotehnoloogia - immunoloogia uus suund, tegeleb kõrgefektiivsetediagnostiliste meetodite ja ravivahendite läbitöötamisega biotehnoloogia abil) 2. Immuunsüsteemi ehituslike komponentide iseärasused erinevates kudedes. Primaarsete ja sekundaarsete immuunorganite tähendus ja seosed immuunsüsteemi funktsioneerimises. Immuunsüsteemi ehituslikud komponendid on rakud, mis on levinud üle kogu keha, olles koondunud põhiliselt tsentraalsetesse ja perifeersetesse lümfoidorganitesse. Tsentraalseteks lümfoidorganiteks on luuüdi ja tüümus. Perifeerseteks perifeersed lümfisõlmed, põrn ja limakestade lümfoidne kude. Primaarsed lümfoidorganid – T-ja B- rakkude küpsemine Need on organid, kus toimub lümfopoees ja seal tekivad lümfotsüütide pinnale antigeeni- retseptorid,
6. Mis on Okazaki fragmendid ja nende rolli DNA replikatsioonil. Okazaki fragmendid on lühikesed DNA jupid, millest pannakse kokku ahel, mis on komplementaarne DNA replikatsioonil mahajäävale ahelale. RNA-praimerid, millest fragmendid alguse saavad, lõigatakse ära ja asendatakse pikeneva DNA ahelaga. Fragmendid ühendatakse DNA ligaasi poolt. 7. Kuidas tekkisid pseudogeenid? Pseudogeen- funktsionaalse geeniga homoloogiline järjestus, mida ei transkribeerita. Evolutsiooni käigus on lisandunud neisse geenidesse geneetilise triivi (genetic drift) tulemusena rida muutusi, mis translatsiooni enneaegselt termineerivad või inhibeerivad mRNA protsessingut, nii et need alad on muutunud mittefunktsionaalseks ehkki neilt transkribeeritakse RNAd. Teine võimalus pseudogeenide tekkeks on RNA pöördtranskriptsioon cDNAks ja viimase integratsioon genoomi intron-vaba DNAna. 8
Episomaalne tema genoom ei lülitu kromosoomi. HPV on hästi levinud ka loomadel, aga siiski liigispetsiifiline. Inglismaal on hästi palju koertel. Lisaks koespetsiifilised (ainult epiteeli, aga erinevad viirused nakatavad erinevat epiteeli). Madala riskiga HPVd vähkkasvajaid ei anna tekitavad kondüloome, tüükaid. P53 ja veel mõned hoiavad rakkude paljunemise kontrolli all. Vähkkasvaja tekib kui viirus integreerub kromosoomi ja blokeerib paljunemiskontrolli mehanismid ära rakud hakkavad paljunema. Lisaks blokeerivad immuunsüsteemi. Emakakaelavähk on väga hästi diagnoositav ja ravitav (enne metastaaside andmist). Levib puutekontaktil (käsi-kõht nt), mistõttu kondoom 100% ei kaitse. Lisaks mitteseksuaalne ülekanne: sünnitusel (lapsel kasvab kõri seest kinni selline rõve haigus võib tekkida); kontamineeritud vahendid (loomad viiakse aastaid kasutamata seisnud latrisse, kus varem oli HPV ja nad nakatuvad).
Biokeemia. (taimed, loomad, seened) 6. Populatsiooni uurivad Ökoloogia, Evolutsionism ja Geneetika. (KULDkogred tiigis) 7. Liike uurib Süstemaatika. (HARILIK Võilill) 8. Kooslust uurib sünökoloogia. (Taimekooslus, loomakooslus) 9. Ökosüsteemi uurib Süsteem-ökoloogia. (Mets, järv, põld, meri, raba, ookean) 10. Biosfääri uurib globaal-ökoloogia. (Atmosfäär kuni 15km, Hüdrosfäär kuni 11km ja Litosfäär kuni 2km KOE moodustavad sarnase ehituse, talitluse ja päritoluga rakud ja raku vaheaine. POPULASIOON - a) ühe liigi isendid, kes asustavad teatud territooriumit. b) isendid, kes ristuvad omavahel vabalt c) isendid kes on isoleeritud teistest sama liigi populatsioonidest. N : KULDkogred tiigis KOOSLUS - Hõlmab kõik antud alal esinevad populatsioonid. ÖKOSÜSTEEM - hõlmab antud territooriumil nii elusorganismid kui eluta keskkonna, mis üksteist vastastikku mõjutavad.
tuumapoorid – 120x120x75 A bakteriaalne RNA polümeraas – 90x90x60 A Molekulaarbioloogia põhidogma DNA↔ RNA →valk DNA sünteesitakse nii DNA kui RNA alusel! RNA-sõltuv DNA polümeraas – pöördtranskriptaas – revertaas – katalüüsib DNA sünteesi RNA matriitsilt, leiti algselt retroviirustelt. Dogma evolutsiooniline aspekt: looduslik valik toimub organismide mitte geenide tasemel. Valik toimub geeniproduktide tasemel. Ühte „head“ geeni võib ümbritseda „halvad“ geenid ja teda ei valita. Mutatsioonid toimuvad juhuslikult. Epigeneetiline pärilikkus - on seotud genoomi ekspressiooni mustrite kordumisega uues põlvkonnas (DNA metüleerimine), ei ole seotud muutustega genoomis. Geneetilise info 3 põhilist ülekandeprotsessi: 1. Replikatsioon – kahekordistumine geneetiline info on säilitatud DNA kaksikheeliksi kujul viib läbi DNA-sõltuv DNA polümeraas (substraat: desoksünukleosiid-5’-trifosfaat) DNA replikatsioon – eukarüootidel
Loomades on palju kaltsiumi, taimedes ja seentes aga vähe. Biofunktsioone täidavad valdavalt ioonsel kujul. Na/K kontrollivad organismi veebilanssi. Na seob vett, südame haigetel on Na vaene dieet. Noortel naistel hommikul silmaalused paistes, võib viidata mineraalainete puudusele? K viib vett välja ehk on diureetilise toimega. Mõlemad elemendid vastutavad vere pH eest. Mõlemad vastutavad rakkude pinnalaengu eest. Nõrgad pinnalaengud tagavad närviimpulsid (mV tasandil); spets rakud elektrotsüüdid võivad anda ülitugevaid laenguid ( kaladel kuni 600V). Na on tüüpiline rakuväline element (mis maitsega veri on soolane) K- tüüpiline rakusisene element. Sidumine igapäevaeluga K saame naturaalsest taimsest toidust. Na saame naturaalsest loomsest toidust + soolastest toitudest. Ca lahustumatute sooladena luukoe koostises. Osteoporoos e luude hõrenemine on põhjustatud
Ja asjade äratundmine ka on sellega seotud. Et asju ära tunda, on rakukihti. V1 piirkonnas on 4ndjal piirkonnal veel omakorda kihid. See oksüdaas on oluline, vaja TS-i. Sest peame mälust võtma, mis asi on. Oluline ka limbiline süsteem (emotsionaalne sest toodab rakkudele energiat. Rakud, kus seda ensüümi rohkem, tuntakse V1-s, 2-s värk, mälu osa ja maitsmis, haist). Insula on ka põhjas (nauding). päsmaskestena. V1 päsamaseksest (ehk seda oksüasja sisaldav) lähev V4-ja ja kus pole läheb V5 ja siis sealt läheb sisend kuskile vormitajju. Kui V piirkonnad on töödeldud info ära Sülvivagu (Sylviani fissure)
närvirakud aga kestavad kogu inimese eluaja. Paraku kaotavad nad oma jagunemisvõime juba inimese sündimise ajal. Vaatamata paljudele erinevustele on kõigil rakkudel ka midagi ühist: nimelt on kõigil rakkudel ühesugune ülesehitus. Iga rakk on võimeline ammutama ümbritsevast vedelikust toitaineid, neid aineid energiaks muundama, selle protsessi jääkained tagasi koevedelikku eritama. 19 Niisiis etendavad rakud ainevahetuses juhtivat osa. Rakkude järgmine tähtis omadus seisneb selles, et peaaegu kõik nad on jagunemisvõimelised. Nõnda võtavad rakud osa inimese kasvamisest ja muutumisest ning oma aja äraelanud rakud asenduvad uutega. Põhimõtteliselt koosneb iga rakk rakukestast e membraanist, rakutuumast, rakuplasmast ja raku sisemuse mitmeks osaks jaotavast vaheseinast. Membraan ümbritseb kogu rakku ja täidab mitmesuguseid ülesandeid. Näiteks eraldab ta rakusisest ruumi rakuvälisest
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
