Otsi
Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse ☰

Geneetika I eksami kordamisküsimused (0)

Tartu Ülikool - Bioloogia - Geneetika
5 VÄGA HEA
Punktid

Esitatud küsimused

  • Mis põhjustab kompleksse tunnuse erinevat avaldumismäära populatsioonis?
  • Mida näitab see kui teatava tunnuse päritavuskoefitsient on väärtusega 06?
  • Mis on geenide aheldatus?
  • Millest on tingitud erinevused kromosoomide geneetilisel ja füüsilisel kaardil?
  • Mida näitavad homoloogiliste kromosoomide vahelised kiasmid?
  • Millal toimub ristsiire?
  • Mis on paigalhoidvad" balancer kromosoomid?
  • Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks?
  • Mis funktsioon on eukarüootsetes kromosoomides tsentromeeridel ja telomeeridel?
  • Milline neist mudelitest leidis eksperimentaalselt kinnitust?
  • Mille poolest erineb transkriptsioni initsiatsioon replikatsiooni initsiatsioonist?
  • Mis on supressor-tRNA?
  • Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis.
    • Kohtumeditsiinis isikute tuvastamiseks (inimpopulatsioon on heterogeenne => DNA järjestuses on nukletiidses järjestuses indiviiditi erinevusi)
    • Meditsiin:
      • Geeniteraapia – geenidefekt kompenseeritakse normaalse, funktsionaalse geeni viimisega haige indiviidi rakkudesse;
      • Molekulaarne diagnostika – võimalik inimorganismist tuvastada haigust tekitavaid mutantseid geene – see aitab otsustada, millist ravi patsient vajab; eriti tähtis on sünnieelne diagnostika
      • Ka vähk on sisuliselt geneetiline haigus. Seda põhjustavad mutatsioonid rakkude jagunemist ja diferentseerumist kontrollivates geenides. Kui need mutatsioonid som. rakkudes kuhjuvad, siis muutuvad normaalsed rakud vähirakkudeks. Mõndade vähktõbede korral on ka geneetiline eelsoodumusd (mut. päranduvad sugurakkude kaudu).

  • Kaasaegse geneetika rakendusalad põllumajanduses. Transgeensed organismid. Organismi kloonimine .
    • Sordi- ja tõuaretusega on tegeletud läbi aegade, ehkki teadlik geneetikale toetuv aretustöö algas 20. sajandil. (Esimesed nisusordid pärinevad ajast 7000-10000 aastat tagasi. Sordiaretusega saadud hübriidne mais on 250% saagikam, kui algne. Loomade aretamisel kasutati heade omadustega isendite paljundamist – nt kunstliku seemendamise puhul võetud sperma külmutatakse ja seda jätkub tuhandeteks viljastamiseks.)
    • Transgeensete organismide konstrueerimise eesmärgid:
      • Soovitavate tunnuste lisamine või võimendamine kultuurtaimedel ja koduloomadel. (Nt B. thuringiensis genoomis on putukatele toksilist valku kodeeriv geen – see viiakse kultuurtaime genoomi ning selle avaldumine muudab taime resistentsemaks putukate suhtes; köögiviljade (tomati) säilivusaja pikendamine vähendades polügalakturonaasi taset rakus.)
      • Huvipakkuvate produkti tootmine taimes või loomas . (Nt inimese kasvuhormooni ja insuliini tootmine mikroorganismides; inimese verehüübefaktori IX ja alfa-1-antitrüpsiini tootmine lammastes.)
      • Transgeensete organismide konstrueerimine bioloogiliste protsesside molekulaarsete mehhanismide uurimiseks. (Nt transgeensete hiirte kasutamine imetajate geeniekspressiooni uurimisel .)
    • Kloonimisel viiakse munarakku somaatilise raku geneetiline materjal ning jagunema stimuleeritud munarakust arenevad isendid on identsed som. raku tuuma doonoriga. 1997-ndal aastal sündis kloonitud lammas Dolly. Ühelt utelt võeti udarast rakke, teistelt võeti munarakke, millelt kõrvaldati tuum. Need rakud liideti omavahel ja implanteeriti kolmandale utele (asendusemale). Nii sündiski lammas, kes oli identne udararaku doonoriga.
      • Inimese kloonimine on paljudes riikides veel seadusega keelatud. Kuid ka inimestega on tehtud katseid, eesmärgiga saada embrüonaalseid tüvirakke (veel diferentseerumata), mida saab kasutada haiguste raviks, kus teatud rakud on kaotanud oma funktsiooni (nt neurodegenratiivsed haigused).

  • Geneetika väärkasutused.
    • Eugeenika ( Darwini LV idee edasiarendus Francis Galtoni poolt) – heade vaimsete ja füüsiliste tunnustega inimeste paljunemise soodustamine ja kehvade tunnustega inimeste paljunemise takistama (vaimuhaigete, alkohoolikute, kriminaalide ja madala intelligentsiga isikute steriliseerimine ).
    • Lõssenkism – Lõssenko tegeles taimede sordiaretusega ning tuli välja seisukohaga, et soovitud muudatused taimesortides toimuvad keskkonna toimel. See idee meeldis väga Stalinile, sest sobis kokku marksistliku ühiskonnateooriaga. Klassikaline geneetika kuulutati ebateaduseks ning Mendeli õpetuse pooldajad sattusid vanglasse.

  • Võrrelge eukarüootset ja prokarüootset genoomi.
    Prokarüoot
    Eukarüoot
    Haploidne genoom
    Diploidne genoom
    Üks kaheahelaline DNA rõngasmolekul
    Mitu ( varieerub liigiti ) lineaarset kromosoomi
    Tuum puudub, kromosoom lihtsalt tuumapiirkonnas
    Tuum ümbritsetud membraaniga
    Info transkriptsioon ja avaldumine toimub samas kohas
    Transkriptsioon ja translatsioon toimuvad eri aegadel ja kohtades
    DNA enamasti pidev (organiseerunud operonidesse)
    DNA katkendlik (jaotunud introniteks ja eksoniteks)
  • Võrrelge raku jagunemist mitoosi ja meioosi teel.
    Mitoos
    Meioos
    Moodustub 2 uut diploidset rakku.
    Moodustub 4 uut haploidset rakku.
    Ei toimu kromosoomide ristsiiret.
    Kromosoomide ristsiire toimub.
    Rakud on geneetiliselt identsed.
    Rakud erinevad üksteisest geneetiliselt.
  • Meioos geneetilise muutlikkuse suurendajana. Meioosi häiretest tulenevad defektid .
    • Geneetilise muutlikkuse suurendamine
      • I meioosis toimub homoloogiliste kromosoomide juhuslik lahkenemine tütarrakkudesse. Inimesel on 23 paari kromosoome. Iga kromosoomipaari puhul on 50%-line võimalus, et mõlemad emalt päritud kromosoomid satuvad gameeti. Tõenäosus, et ühte gameeti satuvad kõik emalt päritud kromosoomid on (1/2)23. Seega kromosoomide võimalike kombinatsioonide arv on 223.
      • Samuti toimub kromosoomide ristsiire homoloogiliste kromosoomide kromatiidide vahel meioosi esimeses profaasis .
    • Meioosi käigus võib esineda vigu kromosoomide jaotumises tütarrakkude vahel. Meioosi häired on mõnikord tingitud ka mutatsioonidest geenides, mis vastutavad kromosoomide ristsiirde või tsentromeeridele mikrotuubulite kinnitumise eest.
      • Seemne- või munarakku võib sattuda mõni kromosoom topelt või jääb mõni kromosoom puudu.
      • Olulist rolli selle puhul mängivad: vanus (eriti naiste puhul – 45-aastasel naisel on 50 korda suurem risk saada Downi sündroomiga laps kui 20-aastasel), mitmed keskkonnategurid (röntgenkiirgus, kemikaalid ).

  • Mendeli poolt avastatud pärilikkuse üldprintsiibid monohübriidsel ja dihübriidsel ristamisel.
    • 19. sajandi keskel avastas Tšehhimaal elanud augustiinlaste kloostri munk Gregor Mendel seaduspärasused, mille alusel kanduvad orgaismide tunnused üle järglastele.
    • Ta katsetas mitmete erinevate taimede ja isegi mesilastega, kuid edu saavutas ta siiski aedhernestega (õite kroonlehed on tihedalt suletud ning allapoole suunatud – head tingimused iseviljastumiseks). Ta keskendus vähestele hästieristuvatele parameetritele – taimede pikkus, seemnete värvus.
    • Mendel ristas kõrgekasvulisi hernetaimi kääbuskasvulistega ning järglaskond oli kõrgekasvuline, olenemata, kuidaspidi tolmeldamist läbi viidi. Siis aga ristas ta omavahel esimese järglaskonna taimi ning sai üle 1000 teise järglaskonda kuuluva taime seas tunnuse lahknevuse: 3:1 (vastavalt kõrge- ja kääbuskasvulised taimed).
    • Siit tuletas Mendel 2 printsiipi : dominantsus (heterosügootides esineb üks alleelidest varjatud kujul) ja segregeerumine ( kaks erinevat alleeli segregeeruvad heterosügootide gameetide moodustumisel).
    • Siit tulenevad Mendeli I ja II seadus:
      • Mendeli I seadus ehk ühetaolisuse seadus: Erinevate homosügootsete isendite ristamisel on esimese järglaskonna kõik isendid ühetaolised heterosügoodid sõltumata ristamise suunast.
      • Mendeli II seadus ehk lahknemisseadus : Heterosügootide (hübriidide) järglaskonnas toimub geneetiline lahknemine , nii et kindlates sagedussuhetes tekivad nii homo- kui ka heterosügootsed isendid.
    • Mendel viis läbi ka selliseid katseid, kus taimed erinesid teineteisest mitme tunnuse osas. Ta ristas kollaste ümmarguste seemnetega herneid roheliste kordsus seemnetega hernestega. Kuna kõik esimese järglaskonna seemned olid kollased ja ümmargused, siis olid need ka dominantsed tunnused. Ristates aga esimese järglaskonna taimi omavahel, sai ta tulemuseks nii kollaste ümmarguste, kollaste kortsus, roheliste ümmarguste kui ka roheliste kordsus seemnetega taimi. Järelikult olid need kaks tunnust kontrollitud erinevate geenide poolt, mis kandusid järglastele edasi sõltumatult.
      • Mendeli III seadus ehk sõltumatu lahknemise seadus ehk vaba kombineerumise seadus: Polüheterosügootide erinevad alleelipaarid lahknevad ja kombineeruvad üksteisest sõltumatult.

  • Geenide alleelne varieeruvus ja mõju fenotüübile: semidominantsus, kodominantsus , mitmealleelsus. Tooge näide.
    • Semidominantsus – tavaliselt on dominantse alleeli puhul nii homo- kui ka heterosügootsus fenotüübiliselt eristamatud. Mõnikord heterosügoot siiski erineb homosügootidest.
      • Nt: lõvilõua õied on valged, kui taim on homosügootne retsessiivse alleeli ww suhtes, või punased, kui taim on homosügootne dominantse alleeli WW suhtes. Alleel W annab õitele punase värvuse, alleeli w puhul värvus puudub. Leidub ka roosade õitega lõvilõugu, mis on heterosügoodid. Värvuse intensiivsus sõltub geeni doosist: homosügoodis WW on geeniprodukti (punast pigmenit) kaks korda rohkem kui heterosügoodid Ww.
    • Kodominantsus – heterosügootides ei suru üks alleel teist maha, vaid avalduvad mõlemad üksteisest sõltumatult.
      • Nt: inimese vererakud võivad toota nii N kui ka M antigeeni. Neid antigeene toodavad sama geeni 2 erinevat varianti . Alleeli M suhtes homosügoodid toodavad M antigeeni, alleeli N suhtes homosügoodid aga N antigeeni ning heterosügoodid toodava nii M kui ka N antigeeni.
    • Mitmealleelsus – alleele on rohkem kui kaks ning homosügootses olekus on igal alleelil kindel toime.
      • Nt: küüliku karvavärvust määrab geen c, millel on neli erinevat alleeli: c – albiino, ch – himaalaja , cch – chinchilla ja c+ - metsiktüüp. Homosügootses olekus on igal alleelil kindel toime: cc – täiesti valge karvastikuga, ch ch – valge karvastik, kuid musta värvi on kõrvad, käpad ja ninaots, cchcch – küülikud on valgete karvadega, millel on mustad otsad , c+c+ - küülikud on tumedakarvalised.
      • Nt: AB0 vererühmade süsteem. ( Kusjuures IA ja IB on veel kodominantsed.)

  • Mutatsioonide toime organismile. Testertüved mutatsioonide alleelsuse testimiseks.
    • Mutatsioonide toime organismile
      • Nähtavad mutatsioonid – muudavad mõnda morfoloogilist tunnust (enamasti retsessiivsed )
      • Steriilsed mutatsioonid – takistavad organismi reproduktsioonivõimet – neid on nii mõlemat sugupoolt mõjutavaid kui ka soospetsiifilisi
      • Letaalsed mutatsioonid – kahjustavad organismi elulisi funktsioone; fenotüüpselt väljenduvad organismi surmas (enamasti juba looteeas); dominantsed letaalsed mutatsioonid kaovad juba ühe põlvkonna vältel (kõik järglased surevad), retsessiivsed mutatsioonid võivad aga populatsioonis kaua püsida, sest on heterosügootses olekus.
      • Nt yellow-lethal mutatsioon (Yl) hiirtel on dominantne nähtav (teoreetiliselt 3:1 värvuse jaotus kollane:hallikaspruun), aga retsessiivne letaalne (YlYl genotüübiga järglane sureb embrüostaadiumis) => on värvuste suhe 2:1, mitte 3:1 sest homosügoot sureb enne sündi.
    • Testertüved mutatsioonide alleelsuse testimiseks
      • Testertüvedega saab testida, kas mingi fenotüüp on põhjustatud sama geeni alleelse teisendi poolt või mitte. Kasutatakse retsessiivsete mutatsioonide uurimiseks.
      • Testertüvi on homosügootne teatava geeni retsessiivse alleeli suhtes. Juhul kui ristamisel järglaskonnal avaldub mutantne fenotüüp, siis on mutantne alleel sama geeni variant, mille alleel on testertüvel retsessiivne.

  • Geenide fenotüübilist avaldumist mõjutavad tegurid. Mõisted penetrantsus ja ekspressiivsus.
    • Geenide fenotüübilist avaldumist mõjutavad tegurid
      • Üsna suur mõju on keskkonnal – sama geeni erinevate alleelide poolt kodeeritud produktid võivad olla temperatuuritundlikud (nt shibire mutatsiooniga äädikakärbsed on 25 kraadi juures täiesti elujõulised ja sigimisvõimelised, kuid paralüseeruvad ootamatu šoki (raputamise) korral, 29 kraadi juures pole raputada vaja)
      • Inimeste puhul on nt retsessiivne haigus fenüülketonuuria, mis on põhjustatud sellest, et fenüülalaniini hüdroksülaas puudub organismist ja fenüülalaniini ei muudeta türoksiiniks. Fenüülalaniini üledoos organismis häirib närvirakkude arengut – lapsed on vaimse puudega, ning türoksiini vähesuse tõttu on ka pigmentatsioon nõrgem. Õige dieediga on võimalik ära hoida vaimse taandarengu teke.
      • Ka näiteks indiviidi sugu võib mõjutada indiviidi geenide avaldumist. Kiilaspäisus võib avalduda nii homo- kui ka heterosügootsetel meestel, homosügootsetel naistel avaldub see üksnes juuste hõrenemisega. Vastava alleeli avaldumise käivitab testosteroon.
    • Penetrantsus – sagedus protsentides, millega mingi konkreetne genotüüp avaldub selle kandjate fenotüübis. Mittetäieliku penetrantsuse korral võib küll mutatsioon dominantne olla, aga ei pruugi avalduda kõigi heterosügootide fenotüübis. Nt polüdaktüülia, mille puhul arenevad isendil lisasõrmed ja - varbad .
    • Ekspressiivsus – geeni fenotüübilise avaldumise tase. Mingi konkreetne geen võib erinevates indiviidides avalduda erineval tasemel.

  • Mõisted epistaas ja pleiotroopsus. Tooge mõni näide.
    • Epistaas – ühe geeni tõkestav, pärssiv või varjutav toime teise geeni avaldumisele. Allutatavaid geene nimetatakse hüpostaatilisteks.
      • Nt äädikakärbestel mutatsioon white on epistaatiline mutatsiooni cinnabar suhtes. Kui äädikakärbsed kannavad mõlemat retsessiivset mutatsiooni homosügootses olekus, siis on nende silmavärvus ikka valge.
    • Pleiotroopsus – üks geen mõjutab samaaegselt erinevaid tunnuseid. Enamasti osaleb üks geeniprodukt erinevates ainevahetusreaktsioonides või erinevate rakutüüpide suhtluses.
      • Nt fenüülketonuuria – nii vaimne arengupeetus kui ka pigmentasioonihäire.

  • Mis põhjustab kompleksse tunnuse erinevat avaldumismäära populatsioonis?
    • Kompleksne tunnus – tunnus, mida kontrollivad mitu geeni. Ilmneb pidev fenotüübiline varieeruvus. Mida rohkem geene (järelikult ka alleele) määrab tunnust, seda sujuvam on fenotüübiline varieeruvus populatsioonis. Nt inimese nahavärvus, pikkus.
    • Faktorid, mis mõjutavad päriliku tunnuse pidevat muutlikkust:
      • Kaks ja enam alleelipaari lahknevad ja kombineeruvad järglaskonnas üksteisest sõltumatult.
      • Osalevad ka keskkonnamõjutused.

  • Kvantitatiivsete tunnuste analüüs: keskmine ja modaalklass, valimi varieeruvus ja standardhälve.
    • Valimi keskmine – kõigi isendite andmed summeeritakse ja jagatakse isendite arvuga.
    X = SXi /n
    • Modaalklass – väärtuste klass, kuhu jaotub analüüsitud valimist enim indiviide.
    • Valimi varieeruvus – varieeruvus mõõdab üksikute andmepunktide hajuvust keskmisest punktist.
    s2 = S(Xi – X)2 / (n – 1)
    • Standardhälve – ruutjuur valimi varieeruvusest.

  • Päritavus. Mida näitab see, kui teatava tunnuse päritavuskoefitsient on väärtusega 0,6?
    • Päritavus – kvantitatiivse tunnuse (multifaktoriaalse tunnuse) populatsioonisisese muutlikkuse see osa, mis on tingitud genotüübilisest erinevusest indiviidide vahel
    • Kui päritavuskoefitsent on väärtusega 0,6, siis see tähenab, et fenotüübiline varieeruvus popultsioonis on põhjustatud 60% ulatuses geneetilistest faktoritest.
    • Päritavus koefitsent käib populatsiooni mitte üksikindiviidi kohta ja ainult teatud keskkonnatingimustes.

  • Kunstlik valik, sellega seotud piirangud. Inbriidingu mõju organismi fenotüübile.
    • Kunstlik valik – eksperimentaatori või aretaja poolt teostatud valik bioloogilistele objektidele eesmärgiga saada teatud vajadustele või soovidele ja rakendatud keskkonnatingimustele vastavaid vorme.
    • Kunstlikku valikut saab teostada ainult kindlates piirides, mida seab looduslik valik.
      • Nt aretades suuruse ühte äärmusesse kalduvaid isendeid, tuleb ette piir, mil teatud suuruses isendid enam eriti ei paljune.
    • Inbriiding – lähedalt suguluses olevate isendite ristumine, mille tulemusena suureneb populatsioonis homosügootide ja väheneb heterosügootide arv. Kõige ekstreemsem inbriidingu vorm on taimede iseviljastumine .
    • Inbriidingu tulemusena väheneb populatsiooni elujõulisus ja viljakus. See on põhjustatud enamasti sellest, et homosügootides avalduvad kahjulikud retsessiivsed alleelid .

  • Sugukromosoomid erinevatel organismidel. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et pärilikkus on seotud kromosoomidega.
    • Sugukromosoomide arv võib liigiti varieeruda. Nt rohutirtsudel on emastel üks sugukromosoom rohkem kui isastel (vastavalt XX ja X0).
    • Inimestel (nagu ka paljudel teistel loomadel) on mõlemal sugupoolel võrdne arv kromosoome. Inimeste puhul on Y sugukromosoomi kandvatel seemnerakkudel viljastamisel eelis, seega XY:XX suhe on 1,3:1. Kuna XY embrüod on vähem eluvõimelisemad, siis on sünnihetkeks see suhe 1,07:1. Paljunemisikka jõudmisel on meeste-naiste suhe 1:1.
    • Morgani eksperiment teatava äädikakärbseliigiga
      • Omab silmavärvust mõjutavas geenis valget värvust põhjustavat retsessiivsed mutatsiooni, mis paikneb X kromosoomis ja avaldub ainult isastel. Kui ristati valgesilmeseid isaseid mutante ja homosügootseid metsiktüüpi punasilmseid emaseid, siis saadi hübriidid, kellest kõik emased ja pooled isased olid punasilmsed. Järelikult pidi mutatsioon paiknema X kromosoomis. Saadud heterosügootseid emaseid ristati valgesilmsete isastega ning saadi järglaskond, kus nüüd juba pooled emased olid valgesilmsed.

  • Selgitage Mendeli seadusi lähtudes kromosoomiteooriast.
    • Kõik geenid paiknevad kromoosoomides ja Mendeli seadused tulenevad sellest, milliste seaduspärasuste alusel toimub kromosoomide lahknemine sugurakkudes ja sattumine järglaskonda.
    • Lahknemise seadus (II) – esimese meiootilise jagunemise käigus kromosoomid paarduvad, -> üks homooloog emalt, teine isalt. Kui ema on homosügootne alleeli A suhtes ning isa alleeli a suhtes, siis on järglaskond Aa. Anafaasis (pärast I meiootilist jagunemist liiguvad Aa heterosügootide kromosoomid raku erinevatele poolustele ja satuvad tütarrakkudesse.
    • Sõltumatuse seadus (III) – põhineb anafaasis toimuval lahknemisel. Kui ristata AA BB emaseid aa bb isastega, saadakse Aa Bb järglaskond. Esimese meioosi profaasis paarduvad kromosoomid alleelidega A ja a ning B ja b. Metafaasis reastuvad nad homoloogiliste paaridena kahel võimalikul viisil, kas A/a B/b või a/A b/B. Sõltuvalt sellest, kuidas on toimunud reastumine , liiguvad anafaasis erinevatele poolustele A ja B alleeliga ning a ja b alleeliga kromosoomid, või hoopis A ja b ning a ja B kandvad kromosoomid.

  • Suguliitelised geenid ja nende avaldumine inimesel. Tooge näide.
    • Hemofiilia – seda põhjustab X-liiteline mutatsioon, mille kandjatel ei sünteesita vere hüübimiseks vajalikku faktorit . Peaaegu kõik selle puudega indiviidid on mehed.
    • Värvipimedus – inimesel on värvuse tajumine põhjustatud kolme valgust neelava valgu poolt: rohelist ja punast valgust neelavaid valke kodeerivad geenid asuvad X kromosoomis, sinise valguse retseptorit kodeeriv geen on aga autosoomis. Ükskõik millise valgu defektsus põhjustab värvipimedust, kuid levinum on võimetus eristada punast ja rohelist värvus. Selle defekti all kannatab ligi 10-15% mehi ja alla 1% naisi.
    • Fragiilne X – X-liiteline dominante kahjustus mittetäieliku penetrantsusega. Põhjustab vaimset alaarengut heterosügootsetel naistel ja hemisügootsetel meestel.
      • Haigust põhjustab geeniga FMR1 külgneva DNA järjestuse CGG kordistumine X kromosoomi otsa lähedal. Kui normaalses kromosoomis on 5-60 CGG kordust, siis mutantses kromosoomis on seda kordust DNA replikatsiooni tagajärjel kuni 1000 koopiat, mis mõjutab kordusega külgnevate geenide avaldumist.
    • Y kromosoomi spetsiifilisi geene teatakse vähe. Nt üks kodeerib H-Y antigeeni. On teada ka geen, mis kodeerib meeste seksuaalsete tunnuste väljakujunemiseks vajalikku faktorit TDF.
    • Geenid, mis paiknevad mõlemas sugukromosoomis, päranduvad nagu autosoomides asuvad geenid, sellepärast nimetatakse neid pseudoautosoomseteks geenideks.

  • Soomääramine erinevatel organismidel.
    • Inimestel
      • Soo määrab Y kromosoomi olemasolu (nagu ka teistel imetajatel). Selles paiknev geen SRY kodeerib faktorit TDF, mis on oluline testiste arenguks. Testised produtseerivad testosterooni.
    • Äädikakärbestel
      • Normaalsel diploidsel kärbsel on 2 sugukromosoomi (XX või XY) ning 3 paari erinevaid autosoome (AA, kus iga A näitab ühte haploidset autosoomide kogumit, 2A diploidset). Soo määrab X kromosoomide suhe autosoomide kordsusesse – == 1 – emased, 0,5 ja 1 vahel – nn intersex – välja arenevad mõlemad sootunnused. Põhiline geen, mille avaldumine mõjutab sugu on X-liiteline Sxl
    • Teistel loomadel – enamikel on isased heterogameetsed ja emased homogameetsed, kuid lindudel, liblikatel ja osadel roomajatel on vastupidi.

  • Kuidas on tagatud X-liiteliste geenide võrdne avaldumistase erinevast soost isenditel imetajatel ja äädikakärbsel?
    • Äädikakärbestel – kui puudub geeni Sxl produkt rakus (isased), siis seondub teatav valkkompleks paljudesse kohtadesse X-kromosoomil ja võimendab X-liiteliste geenide avaldumise taset 2x. Kui Sxl on olemas, siis tõkestub valkkompleksi seondumine.
    • Imetajatel – emastel on üks X kromosoom rakkudes inaktiivne, kusjuures valik on juhuslik – osadel juhtudel emalt pärinev, osadel juhtudel isalt pärinev X kromosoom. Seega sisaldavad nad võrdsel hulgal mõlemat tüüpi rakke olles seetõttu X kromosoomi suhtes geneetilised mosaiigid. ( Kassidel ja hiirtel avaldub fenotüübis karva pigmentatsiooni mosaiiksus.)
      • X kromosoomi pikas õlas asub X-inaktivstsiooni keskus, kust inaktivatsioon levib mõlemas suunas. Inaktiivse X kromosoomi DNA on metüleeritud ja tugevalt kondenseerunud – moodustav Barri kehakesi. See kinnitub tuumamembraani sisepinnale ning ta replikatsioon pole teiste kromosoomidega sünkroonne. Sugurakkudes on ta siiski reaktiveeritud.

  • Mitoosi- ja meioosikromosoomide uurimise tsütoloogilised meetodid.
    • Mitoosikromosoomide uurimine
      • Mitoosi metafaasis, sest siis on nad kõige paremini jälgitavad.
      • Nt võetakse inimese valgeid vererakke, kasvatatakse neid kultuuris, stimuleeritakse rakujagunemist. Metafaasi jõudnud rakke töödeldakse kemikaalidega, mis peatavad mitoosiprotsessi ( kahjustub mitoosikääv). Seejärel asetatakse rakud hüpotoonilisse lahusesse, rakud imevad end vett täis ja lõhkevad. Kromosoomid paiskuvad välja ning neid uuritakse mikroskoobiga.
      • Kasutatakse erinevaid värve, kromosoomide värvimiseks.
        • Feulgen'i reagent ( purpurne , seostub DNA suhkrujääkidega) – ajalooliselt kuni 70ndateni
        • Quinakriiniga värvides tulevad esile kromosoomide vöödid – fluorestseeruvad UV valguses. (Näha nn Q-vöödid.)
        • Giemsa värv – samuti ilmnevad vöödid, mis vastavalt töötlemisele on kas G- või R-vöödid (värvuvad siis vastupidi).
    • Meioosikromosoomide uurimine
      • Võrreldes mitoosikromosoomidega on see märksa keerulisem, sest
        • meiootiline jagunemine toimub ainult spets . kudedes sugurakkude moodustumisel
        • meiootiliselt jagunevaid rakke on laboritingimustes raske kultiveerida
      • Klassikalised meioosikromosoomide uuringud on teostatu taimse materjaliga (mais, liilialised ).

  • Inimese karüotüüp ja karüogramm.
    • Inimesel on 46 kromosoomi – 44 autosoomi ja 2 sugukromosoomi.
      • Autosoome tähistatakse suuruse alanevas järjekorras numbritega 1-22 (ehkki 21. on väiksem, on 22. peaaegu sama väike ja jäänud ajalooliselt)
      • X kromosoom on vahepealse suurusega ja Y kromosoom on ~sama suur kui 22.
    • Karüotüüp – indiviidi kromosoomistiku tunnustekogum, mida iseloomustab kromosoomide arv, suurus, kuiu (mis oleneb tsentromeeri asukohast) ja vöödilisus.
    • Karüogramm – kromosoomistiku süstematiseeritud fotokujuti ühe raku metafaasi- kromosoomidest, kus kromosoomid on reastatud ja rühmitatud suuruse, kuju ja vöödimustri järgi.
      • Suuruse ja kuju järgi jaotatakse kromosoomid 7 rühma A – G.

  • Polüploidsus ja selle fenotüübilised efektid .
    • Polüploidsed organismid omavad lisaks normaalsele kromosoomide arvule ühte või mitut lisakromosoomikomplekti.
    • Enamasti in polüploidid taimed, kuna nad on võimelised paljunema mittesugulisel teel. (Polüploidsus segab soomääramist.)
    • Polüploidide rakud on suuremad, sageli on ka organism ise suurem. Sellised taimed produtseerivad suuremaid seemneid, vilju ja õisi.
    • Steriilne polüploidsus – meioosi käigus lahknevad kromosoomid ebaregulaarselt ning moodustuvad aneuploidsed (mõni kromosoom komplektist on üle- või alaesindatud) gameedid . Selliste gameetide liitumisel ei arene sügootidest elujõulisi järglasi.

  • Viljakate polüploidide saamine. Tooge näide.
    • Enamus tetraploide on steriilsed, kuid on ka erandeid . Sellised tetraploidid sisaldavad kahte erinevat kromosoomikomplekti, mis pärinesid liigiliselt lähedastelt eellastelt. Hübriidis kromosoomid duplitseerusid, moodustades tetraploidi. Meioosis paardusid ühelt eellaselt saadud homol. kromosoomid omavahel ja teiselt eellaselt saadud jällegi omavahel ning jaotusid seejärel regulaarselt. Nii sattus kõigisse sugurakkudesse võrdne arv kromosoome.
    • Nt nisu, mis on heksaploidne – 3 erinevat kromosoomikomplekti 7 kromosoomist, mis duplitseerusid, nii et som. rakkudes on 42 ja sugurakkudes 21 kromosoomi.
    • Erinevate liikide hübridiseerimisel saadud polüploid (allopolüploid) on suurema tõenäosusega viljakam, kui sama liigi siseselt saadud (autopolüploid).

  • Polüteenkromosoomide moodustumine ja omadused.
    • Moodustumine:
      • DNA replikatsioonil tekkinud tütarkromatiidid ei eraldu. Neid replikatsioone toimub mitmeid kordi , kusjuures kõik koopiad paarduvad omavahel ning mikroskoopiliselt on polüteenkromosoomid jälgitavad jämedate kimpudena juba väikse suurendusega.
    • Omadused:
      • Homoloogilised polüteenkromosoomid paarduvad ka som. rakkudes. Paardumine on täpne, mistõttu igale kromosoomile omased vöödid on veelgi paremini jälgitavad.
      • Polüteenkromosoomide tsentromeerid moodustavad tugevalt värvuva struktuuri – kromotsentri.
      • Polüteenkromosoomid on jälgitavad ka interfaasi rakkudes.

  • Aneuploidsus ja selle fenotüübilised efektid. Tooge näide.
    • Aneuploidsuse korral on üksik kromosoom võrreldes ülejäänutega erineva kordusega (lisakromosoom -hüperploid- või teatav kromosoom puudub -hüpoploid-). Kordne või puuduv võib olla ka osa kromosoomist, nt üks õlg.
    • Downi sündroom – 21. kr. trisoomia (karüotüüp 47, XX (või XY) +21). Vaimne alaareng , välimuselt: lühike kasv, kühmus, suur kolju, laiad ninasõõrmed, pikk kurruline keel, rohmakad käed.
    • Edwardi sündroom – 18. kr. trisoomia – tugev vaimne alaareng, vaid 10% elavad aastaseks
    • Patau sündroom – 13. kr. trisoomia – vaimne alaareng, kurtus, polüdaktüülia, hundikurk, enamasti surevad esimesel eluaastal , vähesed elanud 10nda eluaastani
    • Sugukromosoomi trisoomia - 47, XXX – väliselt normaalsed naised, kuigi võib esineda kerget vaimset puuet ja vähenenud viljakust (vähene mõju fenotüübile tuleb sellest, et 2 X kromosoomi 3-st on inaktiveeritud).
    • Klinefelteri sündroom - 47, XXY – fenotüübilt mehed, kellel on mõningad naistele omased iseloomulikud sekundaarsed sootunnused – suurenenud rinnad, vähenenud karvkasv kehal. Nad on ka lühemad, kui tavalised mehed, ja steriilsed (väikesed testised). Kui X kromosoome on veelgi rohkem, lisandub ka vaimne puue.
    • 47, XYY – fenotüübilt mehed; seostatakse kriminaalsusega; võrreldes tavaliste meestega hüperaktiivsemad ja kontrollimatuma temperamendiga, raskused hariduse omandamisel
    • Sugukromosoomi monosoomia – 45, X – fenotüübilt naised, kuid kuna munasarjad pole välja arenenud (järelikult steriilsed). Kasvult lühemad, kuulevad halvasti ja on südamehäiretega.

  • Muutused kromosoomide struktuuris: deletsioonid, duplikatsioonid, inversioonid ja nende ümberkorralduste fenotüübiline efekt.
    • Deletsioon – kromosoomisegmendi puudumine
      • 5nda kromosoomi lühikese õla deletsioon – 46(5p-) - cri-du- chat ehk kassikisa sündroom. Haigetel on tõsised vaimesd ja füüsilised puuded ning haigete häälitsemine meenutab kassi kräunumist.
    • Duplikatsioon – kromosoomisegmendi kahekordistumine
      • Nt X kromosoomi keskmise segmendi duplikatsiooni kandval äädikakärbsel väiksemad silmad
    • Inversioon – segment kromosoomist on 180 kraadi võrra ümber pööratud
      • Peritsentriline – tsentromeer kaasatakse inversiooni, muutuda võivad kromosoomi õlgade pikkused, akrotsentrilisest võib saada metatsentriline kromosoom
      • Paratsentriline – tsentromeeri ei kaasata
      • Paardumine normaalse ja inversiooni sisaldava kromosoomi vahel - inversiooni sisaldav piirkond on sama orientatsiooni saamiseks linguna ümber pööratud
      • Inversioon põhjustab meioosihäired -> steriilsus

  • Translokatsioonid ja liitkromosoomide teke. Translokatsioonide mõju geenide avaldumisele.
    • Translokatsioon – segment kromosoomist satub temaga mittehomoloogilisse kromosoomi
      • Retsiprookne translokatsioon – mittehomoloogilised kromosoomid vahetavad võrdsel hulgal geneetilist materjali
      • Meioosis võivad retsiprookset translokatsiooni sisaldavad mittehomoloogilised kromosoomid lisaks homoloogilistele kromosoomidele paarduda ka omavahel, moodustades ristikujulisi struktuure, millel on 4 tsentromeeti -> homoloogiliste kromosoomide lahknemine on häiritud ja tekivad aneuploised sugurakud.
    • Liitkromosoomi teke – mõnikord liitub kromosoom oma homoloogiga või liituvad tütarkromatiidid, moodustades ühe geneetilise terviku; liitkromosoomid võivad tekkida ka homoloogiliste kromosoomide segmentide ühinemisel
    • Kui liitumine toimub tsentromeeride kaudu, siis nimetatakse seda Robertsoni translokatsiooniks. Sel juhul moodustub pikkade õlgadega metatsentriline kromosoom ning lühikeste õlgadega, väike kromosoom (viimane läheb tihti kaotsi).
    • Kromosoomid võivad liituda ka otste vahendusel – tekib kahe tsentromeeriga struktuur. Kui üks tsentromeeridest inaktiveerub, jääb liitunud kromosoom stabiilseks.
      • Ilmselt on inimese 2. kromosoom just nii evolutsiooniliselt tekkinud, sest selle õlad vastavad kahele erinevale akrotsentrilisele kromosoomile ahvidel. Inimesel on teatavasti 46 kromosoomi, šimpansil aga 48.

  • Mis on geenide aheldatus? Tooge näide.
    • Samas kromosoomis paiknevad geenid paiknevad füüsiliselt samas üksuses ja järelikult päranduvad ka koos.
    • Teatavatel juhtudel ei jää geenid aheldatuks – meioosis toimub homoloogilistel kromosoomidel kromatiidiosade vahetus ehk ristsiire.
    • Nt Bateson ja Punnett ristasid suhkruherneid, mis erinesid teineteisest õite värvuse ja tolmuterade kuju poolest. Punaste õite ja pikkade tolmuteradega taimi ristati valgeõieliste ja ümarate tolmuteradega taimedega. Punane värvus ja piklikud tolmuterad osutusid dominantseteks tunnusteks. Kui ristati omavahel saadud hübriide, siis erinesid saadud teise järglaskonna taimede fenotüübiline jagunemine oodatavast 9:3:3:1, tegelik suhe oli hoopis 23,3:1:1:6,8. Tulemus tulenes sellest, et vastavad geenid pärandusid aheldunult. Samas sisaldasid esimese põlvkonnas moodustunud gameedid osadel juhtudel ka rekombinantset DNAd.

  • Geneetilise materjali rekombineerumine ristsiirde teel.
    • Ristsiire toimub meioosi esimeses profaasis, kui homoloogilised kromosoomid omavahel paarduvad. Protsessis osaleb homoloogiliste kromosoomide neljast kromatiidist koosnev tetraad, kuid konkreetne ristsiire toimub vaid kahe homoloogilise kromatiidi vahel. Kaks ülejäänud kromatiidi ei rekombineeru. Meioosi II lõpuks satub iga kromatiid erinevatesse tütarrakkudesse.

  • Kas kõrge rekombinatsioonisagedus viitab uuritavate geenide üksteisele lähestikku või eemal paiknemisele? Põhjendage.
    • Kõrge rekombinantsuse tase viitab sellele, et geenid paiknevad üksteisest kaugel, sest lähedalasuvad geenid on tugevamalt aheldunud ja saavad seega vähem rekombineeruda.

  • Millest on tingitud erinevused kromosoomide geneetilisel ja füüsilisel kaardil?
    • Enamasti vastab tõele eeldus, et pikemate kromosoomide vahel toimub rohkem ristsiirdeid, kui lühemate vahel. Kuid mõningate regioonide vahel, toimub ümber- kombineerumine sagedamini kui teiste vahel. Seega ei vasta kaugused geneetilisel kaardil täpselt kaugustele kromosoomi füüsilisel kaardil. Ümberkombineerumine toimub väiksema tõenäosusega tsentromeeri juures ja kromosoomi otstes ning need piirkonnad on gen. kaardil kokku surutud. Ülejäänud piirkonnad, kus ristsiirete toimumise tõenäosus on suurem, on gen. kaardil välja venitatud.

  • Pagaripärmi Saccharomyces cerevisiae elutsükkel. S. cerevisiae kasutamine ristsiirete uurimisel.
    • S. cerevisiae on üherakuline haploidne organism, kes paljuneb tavaliselt mittesuguliselt pungudes. Aga sugulisel paljunemisel liituvad kaks haploidset erineva ristumistüübiga rakku a ja α, mille tulemusena tekkinud diploidne rakk läbib meioosi. Meioosi tulemusena tekib 4 haploidset rakku (askospoori), mis jäävad kokku kotikesse, mida nim. askuseks. Seega sisaldab iga askus ühe konkreetse meioosi produkte. Pärmirakke saab laboritingimustes kultiveerida tardsöötmetel, mis on valatud Petri tassidele. Iga rakk paljuneb söötmel, moodustades rakkude koloonia. Mikroskoobi all on võimalik meioosiprotsessi käigus moodustunud askused üksteisest eraldada, isoleerida üksikud askospoorid, viia need sobivale söötmele Petri tassil ning kirjeldada söötmel moodustunud kolooniate kuju ja kasvuomaduste põhjal mutantsete geenide vahel meioosi käigus toimunud rekombinatsioone.

  • Mida näitavad homoloogiliste kromosoomide vahelised kiasmid ?
    • Kiasmide arv on proportsionaalsed kromosoomide pikkusega.
    • Kiasmid näitavad ristsiirde jälgi.

  • Millal toimub ristsiire? Rekombinatsiooni osa evolutsiooniprotsessis.
    • Ristsiire toimub meioosi esimeses profaasis.
    • Evolutsioon :
      • Meioosis, kus homoloogsed kromosoomid satuvad kõrvuti, rekombineeruvad aheldunud geenid ristsiirde abil ning tekivad uued alleelide kombinatsioonid. Mõned neist kombinatsioonidest võivad olla organismile kasulikud, tõstes eluvõimet ja viljakust. Nii levivad kasulikud kombinatsioonid populatsioonis, kuni muutuvad konkreetse liigi seisukohalt standardseks.

  • Geenide kaardistamine Neurospora crassa askuste analüüsil.
    • Neurospora crassa on haploidne seen , kes moodustab pikki rakkude filamente, mida nimetatakse mütseeliumiks. Seda seent teatakse ka leivahallitusena. Erinevatesse ristamistüüpi kuuluvad haploidsed rakud võivad ühineda ning diploidne rakk läbib meioosi. Iga askospoor saab ühe neljast kromatiidist. Erinevalt pärmist on Neurospora’l askospooride kott piklik ja väga kitsas , nii et spooride reastumine askuses kajastab seda, kuidas reastusid kromatiidis meioosis. Meioosi käigus rakud ei pooldu, tuumad jäävad kõrvuti ning pärast meioosi toimub veel üks mitootiline jagunemine, nii et iga haploidne tuum jaguneb veel omakorda. Lõpptulemuseks on kaheksa reas paiknevat tuuma, mis eraldatakse üksteisest rakuseintega, nii et moodustuvad askospoorid. Ettevaatliku manipuleerimise tulemusena on võimalik reas paiknevad spoorid ükshaaval askusest eraldada ja uurida nende fenotüüpi.
    • Oletame, et alleelid A ja a, mis paiknevad tsentromeeri lähedal, produtseerivad askospoorides erinevaid pigmente. Kui ristata A ja a alleelidega rakke, moodustuvad kaheksa spooriga askused. Alleelid võivad segregeeruda erinevalt ja seetõttu näeme kahetüübilisi askuseid.
    • Esimesel jagunemisel segregeerumise muster avaldub siis, kui neli esimest spoori askuses on alleeliga A ja ülejäänud neli alleeliga a. Alleelid A ja a lahknevad esimesel jagunemisel puhtalt – AA ühele poole ja aa teisele poole. Pärast teist jagunemist lahknevad kromatiidid eraldi tuumadesse järjekorras A, A, a, a ning seejärel poolduvad tuumad veel mitootiliselt.
    • Teisel jagunemise segregeerumise mustrit näeme siis, kui on toimunud ristsiire lookuse A ja tsentromeeri vahelt, ning A ja a satuvad teisel meiootilisel jagunemisel erinevatesse tuumadesse. Sel juhul on reas kahekaupa kõrvuti kord ühte, kord teist alleeli sisaldavad askused. Materjali ümberkombineerumine kahe kromatiidi vahel toimub esimesel meiootilisel jagunemisel, kumbagi tuuma satub üks algne ja üks rekombinantne kromatiid. Pärast teist jagunemist satuvad kõik kromatiidid erinevatesse tuumadesse järjekorras A, a, A, a.
    • Kuna ümberkombineerumine toimus geeni ja tsentromeeri vahelt, on võimalik arvutada geeni ja tsentromeeri vahelist geneetilist distantsi . Kuna ümberkombineerumine toimus ainult kahe kromatiidi baasil, korrutatakse teisel jagunemisel segregeerumise tüüpi askuste arv 0,5-ga ja jagatakse kogu analüüsitud askuste arvuga. Näiteks mutantse, kasvuks vitamiini tiamiin vajava mutandi (thi-) ristamisel metsiktüüpi tüvega olid 132-st analüüsitud askusest 104 esimesel jagunemisel segregeerumise mustriga ning 28 teisel jagunemisel segregeerumise mustriga. Geeni thi geneetiline distants tsentromeerist on seega (1/2)(28/132) = 10,6 cM.

  • Mis on „paigalhoidvad“ (balancer) kromosoomid? Paigalhoidvate kromosoomide kasutamine geenide asukoha määramiseks kromosoomides.
    • Paigalhoidavad kromosoomid on dominantse alleeliga markeeritud inversiooniga kromosoomid, mis takistavad nende kromosoomide rekombineerumist norrmaalsete inversioonita homoloogidega.
    • Analüüsime ristamise tulemusi, kus on kasutatud kahte paigalhoidvat kromosoomi – kromosoom number 2 on markeeritud dominantse mutatsiooniga Cy (krussis tiivad – ingl. k. curly wings) ning kolmas kromosoom on markeeritud mutatsiooniga Tb (jässakas keha – ingl. k. tubby body). Homoloogilised kromosoomid kannavad samuti dominantseid markereid – Pm (ploomivärvi silmad – ingl. k. plum eyes ) teises kromosoomis ning Sb (tüükakujulised harjased – ingl. k. stubble bristles) kolmandas kromosoomis. Kõigil neljal markeril on ka retsessiivne letaalne efekt, mistõttu homosügoodid surevad. Tundmatu retsessiivse mutatsiooni suhtes homosügootseid emaseid ristatakse isastega, kes kannavad eelpoolkirjeldatud tasakaalustavaid kromosoome ja nende homolooge. Sõltuvalt sellest, millises kromosoomis uuritav mutatsioon paikneb, on järglaskond erinev. Kui mutatsioon on X-liiteline, on kõik isased järglased mutantsed, emased aga mitte. Tasakaalustavaid kromosoome poleks analüüsiks vaja olnudki. Juhul, kui mutatsioon paikneb ühes autosoomidest, ristatakse F1 heterosügoote omavahel ja analüüsitakse siis tulemusi. Hindame erinevaid võimalusi:
      • Mutatsioon paikneb teises kromosoomis. Kuna teine paigalhoidev kromosoom sisaldas markerit cy, ei saa tekkida rekombinante, mis oleksid fenotüübilt mutantsed ja krussistiivalised, kuna retsessiivset mutantset alleeli sisaldav kromosoom ei saa inversiooni tõttu selle kromosoomiga rekombineeruda
      • Mutatsioon paikneb kolmandas kromosoomis. Kuna kolmas paigalhoidev kromosoom sisaldas markerit Tb, ei saa tekkida rekombinante, mis oleksid fenotüübilt mutantsed ja jässaka kehaga .
      • Mutatsioon paikneb neljandas kromosoomis. Mõned järglased on samaaegselt nii mutantsed, krussistiivalised kui ka kehalt jässakad.

  • Geenide kaardistamise meetodid, mis põhinevad somaatiliste rakkude hübridiseerimisel.
    • Töötati välja 60ndatel . Inimese ja hiire rakud liitumist stimuleeritakse Sendai viirusega ning tekib hübriid. Hübriidsete rakkude jagunemisel lähevad inimese kromosoomid järk-järgult kaotsi. Hübriidsed rakud selekteeritakse inim-inimrakkude hübriididest ja hiir -hiir-rakkude hübriididest HAT söötme abil. Som. rakkude hübridiseerimist inimese geenide määramiseks ja kaardistamiseks saab kasutada juhul, kui uuritav geen avaldub hübriidses rakus ja omab hiire geeni omast erinevat funktsiooni.

  • Geenide kaardistamine translokatsioone sisaldavate kromosoomide abil.
    • Näiteks on toimunud translokatsioon X kromosoomi ja 14-nda kromosoomi vahel – enamus X kromosoomi pikast õlast on translokeerunud 14-nda kromosoomi otsa ning väike segment 14-nda kromosoomi otsast on translokeerunud X kromosoomi otsa. Inimese rakke, mis seda translokatsiooni sisaldasid, hübridiseeriti hiire rakkudega ja kasvatati HAT-söötmel. Mõned ellujäänud hübriidsed rakud sisaldasid lisaks hiire kromosoomidele ainult üht inimese kromosoomi – 14-ndat kromosoomi, kuhu oli liitunud enamus X kromosoomi pikemast õlast. Kuna eelnevalt oli teada, et geen HPRT paikneb X kromosoomis, oli nüüd selge, et see geen paikneb X kromosoomi pikemas õlas. Need hübriidsed rakud ekspresseerisid ka fosfoglütseraadi kinaasi (PGK) ning glükoos-6- fosfaadi dehüdrogenaasi (G6PD), mille geenid olid samuti eelnevalt X kromosoomi lokaliseeritud. Järelikult sai nüüd ka nende kahe geeni täpsem asukoht selgeks. Sama rakuliin ekspresseeris ka nukleosiidi fosforülaasi (NP), mille geeni kohta oli eelnevalt teada, et see paikneb 14-ndas kromosoomis. Seega sai nüüd välistada võimaluse, et NP-d kodeeriv geen paikneb 14-nda kromosoomi selles osas, mis oli translokeerunud X kromosoomi. Edasise analüüsi käigus töötati juba selliste translokatsiooni sisaldavate kromosoomidega, kus X kromosoomist olid üle kandunud lühemad segmendid . Nii oli võimalik uuritavad geenid X kromosoomis reastada.

  • Geenide kaardistamine deletsioone ja duplikatsioone sisaldavate kromosoomide abil.
    • Mõnikord fragment kromosoomist lihtsalt deleteerub. Kui sel juhul ilmnevad inidiviidil muutused fenotüübis, näiteks mõni haigus, võimaldab deletsioon lokaliseerida geene, mille defektsus seda haigust põhjustab.
    • Duplikatsiooni puhul on geeni poolt kodeeritud valgu hulk rakus kõrgem ning see võib väljenduda kõrgenenud ensüümaktiivsuses. Duplikatsioonide analüüsiks kasutatakse translokatsioonidega kromosoome. Proovitakse erinevaid variante ning mõõdetakse ensüümaktiivsuse järgi, kus geen asub.

  • Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks ?
    • Enamike organismide puhul kaheahelaline DNA, osade DNA viiruste puhul on DNA üheahelaline ja on ka viirusi, kus RNA on päriliku info kandjaks.

  • Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni.
    • Transformatsioon bakterites . Katse Streptococcus pneumoniae'ga, mis põhjustab kopsupõletikku. Virulentsed limakaspliga (S-tüüpi) ja avirulentsed limakapslita (R-tüüpi) bakterid . DNA võib ühelt rakult teisele üle kanduda (nt surnud rakult elusale). Hiirtega tehti katse, kus neid süstiti elusate S tüüpi rakkudega, elusate R tüüpi rakkudega ning surnud S ja elusate R rakkude seguga . Letaalseks osutusid esimene ja kolmas variant – tõend transformatsioonist. Et teada saada, kas just DNA on virulentsete rakkude põhjustajaks, võeti DNA preparaat (mis sisaldas ka RNAd ja valke), mida töödeldi Rnaaside, Dnaaside ja proteaasidega. Transformatsiooni võime kaotas ainult see preparaat, mida oli töödeldud Dnaasidega. Järelikult on DNA pärilikkuse kandjaks.

  • Võrrelge DNA ja RNA koostist ning ehitust.
    DNA
    RNA
    Suhkrujääk on desoksüriboos
    Suhkrujääk on riboos .
    Paarduvad lämmastikalused A=T ja G≡C
    Paarduvad lämmastikalused A=U ja G≡C
    Enamasti kaheahelaline
    Enamasti üheahelaline
    Mõlema koostises on fosfaatjääke.
  • Selgitage DNA ahelate komplementaarsuse ja antiparalleelsuse põhimõtet.
    • Komplementaarsus – kahe ahela lämmastikalused paarduvad selle alusel, mitu vesiniksidet nad omavahel moodustvad A ja T moodustavad kaks vesiniksidet ja G ning C kolm. Kui on olemas ühe ahela nukleotiidne järjestus on selle põhjal võimalik kirjutada vastasahela nukleotiidne järjestus.
    • Antiparalleelsus - nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed. DNA molekuli ühe ahela otsas on vaba 3' OH-rühm, teise ahela otsas aga vaba 5' fosfaat.

  • Bakterikromosoomi struktuur.
    • Bakteril asub geneetiline info ühes rõngaskromosoomis, mis esineb rakus kõrgelt struktureeritud kujul alas, mida nimetatakse nukleoidiks. DNA on kaksikahelaline.
    • Nukleoid on organiseerunud ~400 topoloogiliseks domeeniks, kus iga lingu pikkus on ~10 kb.
      • Toroidne superspiraal – DNA on keeratud ümber valkude (mida on ~10)

  • Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur.
    • Struktuur - eukarüootide genoom on mitu suurusjärku suurem ning seega jaotunud ka mitmeks erinevaks kromosoomiks ning enamasti on kõiki kromosoome 2 komplekti. Samuti on eukarüoodi DNA kompaktsemalt pakitud.
    • Keemiline koostis – interfaasi ajal rakkudest isoleeritud kromatiin koosneb peamiselt DNAst ja valkudest ( histoonid – aluselised valgud , 20-30% arginiini ja lüsiini, taimedel/loomad 5 liiki histoone: H1, H2a, H2b, H3 ja H4; mittehistoonsed valgud – tugevalt happelised )
      • Histoonid on DNAga spetsiifiliselt kompleksseerunud moodustades alaüksusi nukleosoome.

  • Mis funktsioon on eukarüootsetes kromosoomides tsentromeeridel ja telomeeridel?
    • Tsentromeeride on kääviniitide kinnitumiskohad. Erinevate kromosoomide tsentromeeri regioonid – CEN regioonid on konserveerunud. Nendele regioonidele kinnituvad valgud, mis võimaldavad omakorda kääviniitide kinnitumist.
    • Telomeeride funktsioonid:
      • Takistavad DNA molekulide otste lagundamist nukleaaside poolt.
      • Takistavad erinevate DNA molekulide otste kleepumist.
      • Võimaldavad lineaarsete DNA molekulide otste replitseerumist, ilma et DNA molekulid kaotaksid replikatsiooni käigus otstest geneetilist materjali.

  • Nukleiinhapete sünteesi suund ja nukleiinhapete sünteesi läbiviivad ensüümid.
    • Nukleiinhappeid sünteesitakse 5' -> 3' suunas. Fosfodiesterside moodustub ahela viimase nukleotiidi 3'-OH rühma ja lisanduva nukleotiidi 5' süsinikuga seotud fosfaadi vahele.
    • Ensüümid, mis viivad läbi nukleiinhapete sünteesi:
      • DNA polümeraas – sünteesib ühele DNA ahelale komplementaarse DNA ahela; vajab praimerit, mis on paardunud matriitsahelaga ( praimer – lühike oligonukleotiid – DNA või RNA ahel)
      • RNA polümeraas – sünteesib DNA ahelale komplementaarse RNA; seondub spets. promootorjärjestusega ; praimerit pole vaja
      • Pöördtranskriptaas ehk revertaas – sünteesib RNA ahelale komplementaarse DNA; vajab sünteesil praimerit
    • Muud ensüümid:
      • DNA helikaas – katalüüsib DNA ahelate üksteisest eraldumist
      • Nukleaasid – degradeerivad nukleiinhappeid, lõhkudes fosfodiestersidemeid
        • Eksonukleaasid – lagundavad nukleiinhappeid kas 5' või 3' otsast
        • Endonukleaasid – lõhuvad fosfodiestersidemeid ahelasiseselt
      • DNA ligaas – ensüüm, mis liidab DNA ahelate otsad, katalüüsides fosfodiestersideme moodustumist 5' fosfaadi ja 3' -OH rühma vahele

  • DNA replikatsiooni kolm mudelit – konservatiivne , dispersiivne ja semikonservatiivne. Milline neist mudelitest leidis eksperimentaalselt kinnitust?
    • Konservatiivne mudel – algselt kaksikheeliksilt sünteesitakse uus kaksikheeliks, tulemuseks on 2 DNA molekuli, millest üks on vanade ahelatega ja üks uute ahelatega
    • Semikonservatiivne mudel – matriitsina käituvad mõlemad algse DNA molekuli ahelad ning tulemuseks on kaks molekuli, kus üks ahel on vana ja teine uus. (LEIDIS KINNITUSE)
    • Dispersiivne mudel – mõlemad tütarahelad sisaldavad segu vanadest ja uutest sünteesitud lõikudest

  • DNA replikatsiooni initsiatsiooni mehhanism .
    • DNA replikatsioon algab ori ( origin of replication) järjestustelt, kus toimub DNA ahelate lahtikeerdumine ja praimeri süntees (praimer on vajalik, et polünukleotiidahelal oleks vaba 3'-OH ots). Ori järjestus on alati A-T rikas. Bakterikromosoomil on ainult üks alguspunkt oriC . DNA dupleksi avamine toimub kas transkriptsiooni toimel või spets. initsiaatorvalkude seondumisel.

  • Erinevate DNA polümeraaside funktsioonid bakterites. Mis mehhanismidega on tagatud DNA replikatsiooni täpsus?
    • E. coli rakust on eraldatud 5 DNA polümeraasi:
      • I ja II osalevad DNA reparatsioonil
      • III on peamine DNA replikatsiooni ensüüm.
      • IV ja V sünteesivad vigaderohket DNAd olukorras, kus DNA Pol III poolt läbiviidav replikatsioon on blokeerunud algse DNA kahjustuse pärast. IV ja V puudub vigu korrigeeriv aktiivsus.
    • DNA pol III ensüümikompleks on V-kujuline ja sisaldab kahte apoensüümi. Apoensüümi moodustavad subühikud α, ε ja θ. Subühik α vastutab polümeraasse aktiivsuse eest, ε vastutab DNA replikatsiooni täpsuse eest – tal on 3' -> 5' eksonukleaasne aktiivsus, mis võimaldab kõrvaldada valesti DNA ahelasse lülitatud nukleotiide .

  • DNA replikatsioon juhtivalt ja mahajäävalt ahelalt.
    • DNA süntees toimub vaid 5' -> 3' suunaliselt. Samas pikendatakse replikatsioonikahvlis mõlemat DNA ahelat .
      • Juhtiv ahel – DNA süntees toimub järjepidevalt 5' -> 3' suunaliselt. Vajab praimerit vaid replikatsiooni alguspunktis.
      • Mahajääv ahel – pikenemine toimub näiliselt 3' -> 5' suunas, kuid tegelikult 5' -> 3' suunas. See süntees toimub katkendlikult lühikeste Okazaki fragmentidena ning iga fragmendi jaoks on vaja uut praimerit. Okazaki fragmentide sünteesi intsiatsiooniks on vaja valkkompleksi praimosoomi, mis koosneb DNA helikaasist (keerab ahela lahti) ja primaasist (sünteesib praimeri). RNA praimeritelt jätkab sünteesi DNA pol III. DNA topoisomeerid teevad DNA ahelatesse ajutisi katkeid ja SSB valgud seonduvad üksikahelalisele DNA'le, et sea stabiliseerida. RNA praimerid asendatakse hiljem DNA pol I poolt (lagundab selle 5'->3' eksonukleaasse aktiivsusega ja sünteesib asemel DNA ahela 5'->3' polümeraasse aktiivsusega) ning DNA ahela jupid ühendatakse DNA ligaasi abil.

  • Võrrelge bakteri ja eukarüoodi kromosoomide replikatsiooni.
    Eukarüoot
    Prokarüoot
    Replikatsioon toimub ainult rakutsükli ühel etapil ja algab paljudest kohtadest korraga.
    Replikatsioon algab vaid ühest ori'st ja toimub pidevalt.
    Juhtiva ja mahajääva ahela sünteesiks on 2 erinevat DNA polümeraasi
    Juhtiva ja mahajääva ahela sünteesiks on samad polümeraasid
    Eukarüootne DNA on koos histoonidega nukleosoomideks organiseeritud: replikatsiooni- kahvli läbminekul jaotub nukleosoom ajutiselt kaheks alaosaks.
    DNA pole seotud histoonidega.
    Kromosoomid on lineaarsed DNA molekulid ja nende lühenemist otstest kaitsevad telomeerid.
    Kromosoom on rõngakujuline DNA molekul .
  • DNA replikatsiooni veereva ratta mudel. Milliste DNA molekulide replikatsiooni puhul seda on kirjeldatud?
    • Nii toimub paljude viiruste genoomi replikatsioon, geneetilise info ülekanne rakust rakku bakterite konjugatsioonil. Igatahes toimub DNA rõngasmolekuli replikatsioonil
    • Toimumine:
      • Üks algse DNA ahelatest jääb rõngaks ja on matriitsiks sünteesitavale komplementaarsele DNA ahelale.
      • Järjestus-spetsiifiline nukleaas tekitab replikatsiooni alguspunktis ühte DNA ahelasse katke.
      • DNA ahela pikenemine algab vabast 3'-OH otsast ning 5'-fosfaadiga lõppev ahela ots eemaldub rõngast DNA sünteesi käigus – justkui veereks rõngalt maha.
      • Teine ahel sünteesitakse Okazaki fragmentide abil.

  • Molekulaarbioloogia põhidogma.
    • Geneetiline info liigub DNA-lt RNA-le (retroviirustel ka RNA-lt DNA-le) ning RNA-lt valgule.

  • RNA tüübid: tRNA, rRNA, mRNA, snRNA ja nende funktsioonid.
    • mRNA – RNA, millelt toimub tanslatsioon; ülesanne on vahendada DNA nukleotiidses järjestuses olev geneetiline info translatsiooniaparaadile
    • rRNA – kuulub ribosoomide koostisesse
    • tRNA – väikesed molekulid, mis toimivad adapteritena polüpeptiidahelasse lülitatavate AH-de ja mRNA molekulis asuvate AH-id määravate koodonite vahel.
    • snRNA – väikesed tuuma RNA-d; osalevad intronite splaissingul

  • Mille poolest erineb transkriptsioni initsiatsioon replikatsiooni initsiatsioonist?
    • RNA sünteesiks pole vaja praimerit, iga RNA molekuli süntees algab de novo, uue molekuli algusest.
    • Iga konkreetse geeni puhul kasutatakse RNA sünteesi matriitsina vaid ühte DNA ahelatest.

  • Võrrelge prokarüootset ja eukarüootset transkriptsiooni initsiatsiooni.
    • Sarnane: mõlemal on initsiatsiooniks DNA ahelate lokaalne üksteisest eemaldumine
    • Erinev:
      • Eukarüootides vaja basaalsete transkriptsioonifaktorite seondumine matriitsDNA-le, enne kui RNA polümeer liituda saab, prokarüootides pole neid faktoreid vaja.
      • (Eukarüoodis on kolm erinevat RNA polümeraasi, prokarüoodis üks.)

  • Transkriptsiooni elongatsioon ja terminatsioon.
    • Elongatsioon:
      • Prokarüoodis – RNA ahela elongatsiooni katalüüsib RNA polümeraasi apoensüüm, millest on dissotseerunud sigma faktor. Sünteesitav RNA ahel eemaldub DNA ahelast , aga vahetult transkriptsiooni piirkonnas on DNA ja RNA kuni kolme nukleotiidi ulatuses paardunud.
      • Eukarüoodis – RNA polümeraas on vabanenud basaalsetest transkriptsioonifaktoritest ning järgneb elongatsioon sarnaselt prokarüoodi rakus toimuvale, kuid varases elongatsioonifaasis lisatakse 5' otsale 7-metüülguanosiin „müts“, mille ülesandeks on olla äratundmispiirkonnaks translatsiooni initsiatsioonis osalevatele valkudele , aga ka kaitse molekuli degradatsiooni eest.
    • Terminatsioon
      • Prokarüoodis - RNA ahela süntees lõpeb siis, kui RNA polümeraas kohtab terminatsioonisignaali. Seejärel transkriptsioonikompleks dissotseerub. Transkriptsiooni termineerivad signaalid on kas Rho valgust sõltuvad või sõltumatud.
        • Rho-sõltumatud terminaatorid sisaldavad G:C-rikast regiooni, millele järgneb 6 või enam A:T paari (A nukleotiidid asuvad matriitsahelas). Üksikahelaline RNA moodustab molekulisiseselt kergesti sekundaarstruktuure (omavahel paarduvad komplementaarsed üksikahelalised alad). Selline paardumine toimub ka terminatsioonisignaali sisaldavate G:C- rikaste piirkondade vahel parasjagu sünteesitavas RNA molekulis. Moodustunud sekundaarstruktuur kutsub esile RNA polümeraasi peatumise. Kui vahetult peale sellist sekundaarstruktuuri asub RNA molekulis pikk U-nukleotiididest koosnev järjestus, soodustab see RNA ahela dissotseerumist transkriptsioonikompleksist.
        • Rho valgust sõltuva transkriptsiooni korral (nagu see toimub rRNA sünteesi puhul) on terminatsioonijärjestused (samuti G:C-rikkad, RNA ahelas enamasti C-nukleotiidid) pikemad . Sel juhul seondub Rho valk kasvava RNA ahelaga, liigub transkriptsioonikompleksile järgi ning kui RNA polümeraas aeglustub või peatub terminatsioonijärjestuste juures, jõuab Rho valk RNA polümeraasile järele ja eemaldab sünteesitud RNA ahela transkriptsioonikompleksist.
      • Eukarüoodis - RNA polümeraas II poolt sünteesitud primaarsete transkriptide 3´-otsad lõigatakse spetsiifiliste endonukleaaside abil lühemaks. Transkriptsiooni termineerumine toimub neist lõikekohtadest (lõikesaitidest) 1000 – 2000 nukleotiidi allpool, kusjuures kindlat termineerumiskohta ei ole. Enamasti jääb lõikesait 11-30 nukleotiidi allapoole konserveerunud järjestusest AAUAAA. Pärast lõikust lisab ensüüm polü(A) polümeraas RNA molekuli 3´-otsa polü-A saba, mis koosneb kuni 200-st adenosiinmonofosfaadist. Polü-A sabad suurendavad mRNA molekulide stabiilsust ja neil on ka oluline roll RNA transpordil tuumast tsütoplasmasse.
        • Erinevalt RNA polümeraasist II tunnevad polümeraasid I ja III ära kindlaid terminatsioonisignaale. Polümeraas I lõpetab transkriptsiooni, kui saab signaali 18 nukleotiidi pikkuselt järjestuselt, kuhu on seondunud terminaatorvalk. RNA polümeraasi III puhul toimub transktiptsiooni termineerumine sarnaselt bakterites toimuva Rho-valgust sõltuva terminatsiooniga.

  • Võrrelge eukarüootsete ja prokarüootsete geenide struktuuri. Eukarüootse RNA transkriptsioonijärgne modifikatsioon .
    • Eukarüoodi DNAs on kodeerivad alad eksonid ja neid killustavad mittekodeerivad alad intronid, prokarüoodis on aga kõik geenid koos operonides ja transkribeeritakse korraga.
    • Peale transkriptsiooni lõigatakse eukarüootses rakus pre-mRNA-st intronid välja ning tuumast väljuvad vaid eksonid.

  • Intronite kõrvaldamine splaissingu teel.
    • 3 erinevat mehhanismi:
      • tRNA prekursorite puhul teeb katked RNA ahelasse spetsiifiline splaissingu endonukleaas ja eksoneid sisaldavad RNA fragmendid ühendatakse splaissingu ligaasi abil. Need molekulid tunnevad spetsiifiliselt ära RNA prekursormolekuli kõrgemat järku struktuuri, mitte aga nukleotiidset järjestust
      • Osade rRNA prekursorite puhul toimub splaissing autokatalüütiliselt RNA molekuli enda poolt. Kofaktorina vajatakse kas GTP, GDP, GMP või guanosiooni vaba -OH rühma ja mono - või divalentset katiooni . Fosfodiesterside kandub üle ekson- intron üleminekualalt G-OH'le, seejärel katkeb fosfodiesterside järgmise eksoni ja introni 3'-otsa vahelt ning moodustub eksonite vahele.
      • Rakutuumas asuvate pre-mRNA molekulide splaissing toimub kaheetapiliselt ribonukleoproteiin-partiklites – splaissosoomides (sisaldavad snRNA ja palju valke). Toimub estersidemete katkemise ja tekke põhjal ning intronite eemaldamise kaudu.

  • mRNA molekulis asuva geneetilise informatsiooni muutmine – RNA editing.
    • Toimub kahel viisil:
      • Lämmastikaluste asendamise teel (eriti taimede mitokondrites – valdavalt C asendamine U-ga)
      • U nukleotiidide lisamise või deletsiooni teel – keerukam protsess

  • Transkriptsiooni ja translatsiooni toimumise aeg ja koht bakterites ja eukarüootides.
    • Bakterites toimuvad transkriptsioon ja translatsioon tuumas ja korraga.
    • Eukarüootides toimuvad need protsessid eraldi etappidena ning eraldi kohtades - transkriptsioon tuumas ja translatsioon toimub tsütosoolis.

  • Ribosoomide ehitus prokarüootses ja eukarüootses rakus.
    • Eukarüoodis on 80S ribosoomid
      • 40S väike subühik
        • 18S rRNA molekul ja 33 erinevat polüpeptiidi.
      • 60S suur subühik
        • 5S, 5,8S ja 28S rRNA molekulid ning 49 erinevat polüpeptiidi
    • Prokarüoodis on 60S ribosoomid
      • 30S väike subühik
        • 16S rRNA molekul ja 21 erinevat polüpeptiidi
      • 50S suur subühik
        • 5S rRNA ja 23S rRNA ning 31 erinevat polüpeptiidi

  • tRNA-de osalus translatsiooniprotsessis: tRNA laadimine aminohappega, tRNA seondumise saidid ribosoomis.
    • tRNA aktiveerimine aminohappega – aminohape seotakse tRNA 3'-OH rühma külge AH karboksüülrühma kaudu (2-etapiline protsess)
      • AH aktiveerimine aminoatsüül-tRNA süntetaasi kaudu ATP energia arvelt – saadakse AMP-ga seondunud AH ja eraldub pürofosfaat.
      • AH seotakse tRNA molekuliga – tekib aminoatsüül-tRNA ja eraldub AMP.
    • Iga spetsiifiline aminoatsüül-tRNA-süntetaas tunnev ära teatud AH'le vastavaid tRNA-sid.
    • tRNA saab ribosoomis seonduda kolme saiti:
      • A- sait ehk aminoatsüül-sait (üks AH)
      • P-sait ehk peptidüül-sait – seal toimub AH lisamine kasvavale polüpeptiidahelale (palju AH'sid)
      • E-sait ehk väljumissait – sinna liigub tRNA, millelt AH on seotud polüpeptiidahelasse.

  • Võrrelge translatsiooni initsiatsiooni bakterites ja eukarüootses rakus.
    • Erinevused:
      • Eukarüootides on rohkem initsiatsioonifaktoreid.
      • Eukarüootides pole metioniini aminorühm blokeeritud formüülrühmaga.
      • Eukarüoodil moodustub initsiatsioonikompleks mRNA 5'-otsaga spetsiifilise valgu CBP kaudu, initsiatsioonikompleks skanneerib mRNA-s kuni esimese AUG koodonini ning see tõttu algab translatsioon enamasti esimeselt AUG koodonilt. Prokarüootides on vaja mRNAs spetsiaalset RBS (ribosome binding site) järjestust AGGAGG, mis asub AUG koodonist 7 nukleotiidi kõrgemal.
    • Sarnasused – üldjoontes on sama intsiatsiooniprotsess. :D

  • Kirjeldage translatsiooni elongatsiooniprotsessi.
    • Kolmeetapiline protsess – üldjoontes sarnane bakteris ja eukarüoodis
      • Aminoatsüül-tRNA seondub ribosoomi A-saiti ning paardub antikoodonjärjestuse kaudu parasjagu A-saidis asuva koodonjärjestusega mRNAs, olles assotsieerunud elongatsioonifaktoriga EF-Tu, mis on seotud GTP-ga.
      • Moodustub peptiidside ribosoomi A-saidis oleva aminoatsüül-tRNA aminorühma ja ribosoomi P-saidis oleva tRNA-ga seotud kasvava polüpeptiidahela viimase AH karboksüülrühma vahele. Kasvav polüpeptiidahel vabaneb tRNA-st P-saidis ja seotakse kovalentselt tRNAga, mis asub A-saidis
        • Reaktsiooni katalüüsib peptidüültransferaas ning peptiidsideme tekkeks on vaja EF-Tu'ga seotud GTP hüdrolüüsi, vabaneb EF-Tu~GDP (mis hiljem jällegi aktiveeritakse EF-Ts abil).
      • Ribosoomi A-saidis olev aminoatsüül-tRNA liigub P-saiti ja enne seda P-saidis asunud tRNA (mis pole enam AH-ga seotud), liigub E-saiti.
        • Ribosoom liigub EF-G toimel mRNA molekuli kolme nukleotiidi võrra edasi mRNA 3'-otsa suunas.

  • Kirjeldage translatsiooni terminatsiooniprotsessi.
    • Terminatsiooniprotsess – algab siis, kui terminatsioonifaktorid tunnevad A-saidis ära stoppkoodonid (bakteris: RF1 tunneb ära UAA ja UAG, RF2 aga UAA JA UGA; eukarüoodis ainult eRF, mis tunneb ära kõik kolm koodonit )
      • A-saiti sisenenud RF muudab peptidüültransferaasi aktiivsust ning viimane lisab polüpeptiidahela viimase AH karboksüülrühmale vee molekuli.
      • Valmis polüpeptiidahel vabaneb P-saidis asuvalt tRNA molekulilt ja vaba tRNA liigub E-saiti.
      • Terminatsioon lõpeb mRNA vabanemisega ribosoomilt ja ribosoomi jaotumisega kahekes subühikuks.

  • Geneetiline kood ja selle omadused.
    • Geneetiline kood on nukleiinhapete vastamine valkude primaarstruktuuridele (mRNA koodonite vastamine kindlaid AH'd kandvate tRNA antikoodonitele?).
    • Omadused:
      • Põhineb nukleotiidide tripletitel, kolm nukleotiidi määravad ära ühe AH polüpeptiidis.
      • Gen. kood ei ole kattuv – iga nukleotiid mRNA molekulis kuulub ainult ühte koodonisse.
      • Gen. kood on komavaba – kõik mRNAs asuvad koodonid loetakse translatsioonil järjest, ühes lugemisraamis.
      • Gen. kood on degenereerunud ehk kõdunud – peaaegu kõigile aminohapetele vastab enam kui üks koodon .
      • Gen. kood on seaduspärane – teatud AH'd määravad koodonid ja sarnaseid AH'id määravad koodonid on oma nukleotiidselt järjestuselt sarnased.
      • Gen. koodi kuuluvad spets. koodonid, mis on signaaliks translatsiooni initsiatsioonile ja terminatsioonile.
      • Gen. kood on universaalne kõigile elusorganismidele (v.a. mõned erinevused mitokondrites).

  • Koodon-antikoodon paardumine, selle täpsus. Mis on supressor-tRNA?
    • Koodon-tRNA interaktsioonid :
      • tRNA antikoodonjärjestus paardub mRNA-s asuva koodonjärjestusega koodoni kahe esimese nukleotiidi osas väga täpselt (vastavalt lämmastikaluste komplementaarsusele), kuid kolmandas positsioonis asuva nukleotiidiga paardumine on ebatäpne (nn lõtv sait).
        • Mitmed tRNA molekulid sisaldavad antikoodoni positsioonis lämmastikalust inosiini (I), mis on võimeline paarduma nii U, C kui ka A-ga.
    • Supressor-tRNA – stopkoodoniga paarduv mutantne tRNA, mis taastab täispika polüpeptiidi sünteesi (tekib, kui tRNA geenides tekib mutatsiooni, mille tulemusena tekib vastava mutatsiooniga tRNA)

  • Mutatsioonisagedust mõjutavad tegurid.
    • DNA replikatsiooni täpsus ning reparatsiooni efektiivsus
    • Mutageenide olemasolu ja hulk keskkonnas (UV, röntgenkiirgus, kemikaalid)
    • Korduvjärjestused (1 või mõni nukleotiid) soodustavad DNA sünteesil indelite (deletsioonide, duplikatsioonide) teket.
    • Lämmastikaluste tautomeersed üleminekud võivad põhjustada asendusmutatsioone.
    • Vabad hapniku radikaalid kahjustavad guaniini, mis seetõttu võib paarduda adeniiniga.

  • Spontaansed ja indutseeritud mutatsioonid. Mutatsioonitekke juhuslikkust tõendavad katsed.
    • Spontaansete mutatsioonide tekkesagedus on väga madal – geeni kohta ~10-4 – 10-7.
    • Indutseeritud mutatsioonid ehk mutatsioonid, mis on tekkinud mutageenide toimel tõstavad mutatsioonisagedust rakus võrreldes spontaanse mutatsioonisagedusega mitu suurusjärku.
    • Juhuslikkuse tõestus – bakterikolooniate testimine jäljendkülvi meetodil näitas, et mutatsioonid tekivad juhuslikult. Antibiootikumidega tehtud katsed: Osad bakterirakud on muteerunud nii, et nad on resistentsed antibiootikumidele. Mutatsioon oli tekkinud spontaanselt enne bakterile antibiootikumi lisamist.
      • Seda tõestab ka fluktuatsioonitest.

  • Mutatsioonide mõju organismile. Mutatsioonide avaldumine haploidsetes ja diploidsetes organismides.
    • Mutatsioonide avaldumine haploidsetes ja diploidsetes organismides:
      • Haploidsetes – avaldub kohe
      • Diploidsetes – avaldub dominantses olekus või retsessiivses olekus, kui on homosügootne või hemisügootses olekus sugurakkudes
        • Dominantsed mutatsioonid kõrvalduvad populatsioonist kiirelt, retsessiivsed püsivad kauem.
    • Mutatsioonide mõju organismile – mutatsioonide jaotus toime alusel:
      • Nähtavad mutatsioonid – mõjutab fenotüüpi
      • Steriilsed mutatsioonid – mutatsiooni kandvad isendid ei saa järglasi
      • Letaalsed mutatsioonid – ei lase organismil areneda elujõuliseks
        • Konditsionaalsed letaalsed mutatsioonid – letaalsed vaid teatud tingimustel; mikroorganismidel jaotatakse:
          • Auksotroofsed mutandid – eluvõimelised, kui toitainete hulgas on valmis kujul olemas ka limiteeriv metaboliit
          • Temperatuuritundlikud mutandid – mutandid kaotavad eluvõime vaid teatud temperatuuril
          • Supressor-tundlikud mutandid – eluvõimelised vaid teatava supressor-mutatsiooni olemasolul

  • Punktmutatsioonid: transitsioonid, transversioonid ja raaminihkemutatsioonid. Kuidas mõjutavad erinevat tüüpi punktmutatsioonid geeni poolt kodeeritud polüpeptiidi funktsiooni?
    • Punktmutatsioonid on näiteks spontaansed asendusmutatsioonid, mis tekivad, kui vesinikaatom lämmastikaluse aminorühmas liigub puriin - või pürimidiinrõnga lämmastikule – muutub lämmastikaluste paardumisvõime
      • Transitsioonid – puriin-nukleotiid asendub puriin-nukleotiidiga või pürimidiin-nukleotiid asendub pürimidiin-nukleotiidiga.
      • Transversioonid – puriin-nukleotiid asendub pürimidiin-nukleotiidiga või vastupidi
    • Punktmutatsioonid tekivad ka, kui lisandub võib deleteerub üks või kaks nukleotiidi DNA ahelas – tekib raaminihkemutatsioon.
      • Juhul, kui selline mutatsioon tekib valku kodeerivas geenis, nihkub nukleotiidse järjestuse lugemisraam ning see tõttu ka valgu AH'line järjestus.
    • Mõju polüpeptiidi funktsioonile
      • Sünonüümsed mutatsioonid – funktsioon ei muutu, sest muteerunud koodon määrab sama AH, mis algnegi koodon
      • Missens mutatsioonid – koodoni mutatsiooni tulemusena muutub koodoni tähendus – see määrab teist AH't; muutub polüpeptiidi AH'line järjestus
      • Nonsens mutatsioonid – koodon muteerub stoppkoodoniks; polüpeptiidi ahela süntees katkeb ootamatult
      • Raaminihke mutatsioon

  • Ames´i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks.
    • Reverteerumine – kui edasiviiv mutatsioon muudab algset DNA järjestust ning tekib sekundaarne mutatsioon, mille tulemusena taastub algne fenotüüp.
    • Amesi test:
      • Meetod põhineb bakterite histidiini suhtes auksotroofsete mutantide reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale
      • Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante.

  • Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes.
    • Vea parandamine kohapeal – nt fotoreaktivatsioon kõrvaldab tümiini dimeere (selleks vajatakse valgusenergiat ).
    • Lämmastikaluse kõrvaldamine – mida viivad läbi glükosülaasid
    • Nukleotiidide kõrvaldamine DNA ahelast – väljalõike-nukleaas kõrvaldab DNA ahelast kahjustunud DNA lõigu ning asemele sünteesitakse uus
    • Mismatch reparatsioon – kõrvaldab DNA valepaardumist
    • DNA katkeid parandav reparatsioon – toimub homoloogilise rekombinatsiooni abil.

  • SOS vastus bakterites.
    • Üksikahelalise DNA teke aktiveerib RecA valgu – moodustub RecA- ssDNA nukleoproteiinne filament . Aktiivne RecA stimuleerib transkriptsiooni negatiivse regulaatori LexA proteolüüsi, mis inaktiveerib LexA. Transkriptsioonitase suureneb oluliselt geenidelt, mis kodeerivad osasid DNA reparatsioonil ja DNA sünteesil osalevaid ensüüme

  • Ristsiirde toimumise mehhanism Holliday mudeli põhjal.
    • DNA ahelatesse tehakse katked ja DNA ahela ots ühest kromosoomist liidetakse teise kromosoomi DNA ahela otsaga - toimub ahelate vahetus. Homoloogiliste kromosoomide vahel toimuva rekombinatsiooni käigus moodustub struktuur, kus tütarkromatiidide DNA ahelad on teineteisega risti – Holliday struktuur. Tütarkromatiidide lahutamisel riststruktuur roteerub ja DNA ahelatesse tehakse kaks katket: Ristsiire toimub juhul, kui roteerunud Holliday struktuuri tehakse katked vastasahelatesse. Samasse ahelasse katkete tegemisel toimub vaid väike ülekanne (moodustub vaid väike heterodupleks).

  • Komplementatsioonitesti rakendus, selle erinevus rekombinatsioonitestist. Komplementatsioonitesti piirangud.
    • Komplementatsioonitest näitab kas mutatsioonid on alleelsed ehk kas nad paiknevad ühes ja samas geenis. Jälgitakse, kas ristamisel saadud heterosügoodid on mutantse fenotüübiga või komplementeeritud, metsiku fenotüübiga.
    • Rekombinatsioonitestis aga uuritakse, kas mutatsioonid on aheldunud (asuvad samas kromosoomis) ja kui on, siis kui kaugel nad asuvad üksteisest kromosoomis. Mida lähemal asuvad, seda madalam on rekombinatsioonisagedus.
    • Piirangud komplementatsioonitestil:
      • Uuritavad mutatsioonid ei tohi olla dominantsed või kodominantsed
      • Ei ole rakendatav geenisiseste mutatsioonide komplementatsioonil.
      • On raskendatud polaarsete mutatsioonide puhul.

  • Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, immuunvastuse kujunemise geneetiline taust.
    • Alternatiivne splaissing – erinevate eksonite kombinatsioonid kodeerivad erinevate omadustega valke.
    • Alternatiivne splaissing võib olla ka koespetsiifiline.
    • Iga antikeha (immunoglobuliin, Ig), mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise võõrmaterjaliga ( antigeeniga ), koosneb neljast polüpeptiidahelast – kahest identsest raskest ahelast ja kahest identsest kergest ahelast. Kergeid ahelaid on kahte tüüpi (kapa ja lambda ahelad). Igas ahelas on konstantsed alad, mis on aminohappeliselt järjestuselt identsed sama klassi kuuluvate antikehade piires ning varieeruvad alad, mis on erinevaid antigeenseid determinante (epitoope) äratundvatel antikehade puhul erinevad.

    • .DOC Laadi alla originaalfail 22 lk · .doc · 64 allalaadimist
    Vasakule Paremale
    Geneetika I eksami kordamisküsimused #1 Geneetika I eksami kordamisküsimused #2 Geneetika I eksami kordamisküsimused #3 Geneetika I eksami kordamisküsimused #4 Geneetika I eksami kordamisküsimused #5 Geneetika I eksami kordamisküsimused #6 Geneetika I eksami kordamisküsimused #7 Geneetika I eksami kordamisküsimused #8 Geneetika I eksami kordamisküsimused #9 Geneetika I eksami kordamisküsimused #10 Geneetika I eksami kordamisküsimused #11 Geneetika I eksami kordamisküsimused #12 Geneetika I eksami kordamisküsimused #13 Geneetika I eksami kordamisküsimused #14 Geneetika I eksami kordamisküsimused #15 Geneetika I eksami kordamisküsimused #16 Geneetika I eksami kordamisküsimused #17 Geneetika I eksami kordamisküsimused #18 Geneetika I eksami kordamisküsimused #19 Geneetika I eksami kordamisküsimused #20 Geneetika I eksami kordamisküsimused #21 Geneetika I eksami kordamisküsimused #22
    Punktid 100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.
    Leheküljed ~ 22 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2013-05-30 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 64 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Sirje L Õppematerjali autor
    Kontrollitud
    PDF TXT
    Kordamisküsimused TÜ aine Geneetika I eksamiks.
    kromosoom kromosoomid rakk alleel geenid molekul mutatsioon replikatsioon polümeraas transkriptsioon organism tsentromeer rakud transkriptsiooni tsentromeeri heterosügoot askus kromatiid mutatsioonid mendel ristsiire translokatsioon

    Sarnased õppematerjalid

    Geneetika kordamisküsimuste vastused 2013
    22
    doc

    Geneetika kordamisküsimuste vastused 2013

    ja tuvastamine Meditsiin ­ Geeniteraapia ­ haigust tekitav geen on isoleeritud, teatakse selle geeni poolt kodeeritud valkude biokeemilisi funktsioone organismis. Geenidefekt kompenseeritakse normaalse, funktsionaalse geeni viimisega haige rakkudesse. Molekulaarne diagnostika ­ võimalik tuvastada haigust tekitavaid mutantseid geene, siis toimub ravi või hooldus selle põhjal. Eriti oluline on sünnieelne diagnostika. 2. Kaasaegse geneetika rakendusalad põllumajanduses. Transgeensed organismid. Organismi kloonimine. Sordiaretus põllumajanduses ­ mais(viljakam), nisu (stressikindel), tomatid (suurus, värvus, kuju), koduloomade tõuaretus (rohkem piima või liha). Kunstlik seemendamine. Transgeensed organismid: · soovitavate tunnuste lisamine või võimendamine taimedel ja loomadel ­ nt Bacillus thuringiensis genoomis geen, mis kodeerib putukatele toksilist valku,

    Geneetika
    Geneetika I kordamisküsimused
    36
    doc

    Geneetika I kordamisküsimused

    1. kasutatakse geneetikat isikute tuvastamisel (DNA sõrmejäljed) – mittekodeerivas DNA järjestuses on erinevused (kordusjärjestused), mis on igal inimesel erineva pikkusega. Lisaks leiab geneetika kasutust geenmutatsioonide uurimisel, mis põhjustavad haigusi – tsüstiline fibroos (kahjustab organite epideelrakkude ioonkanaleid ning tekib limakiht + põletik), Huntingtoni tõbi (neuronid hakavad surema liigutuste kehvenev koordineerimine), fragiilne X (tugev alaareng), Alzheimeri tõbi (ei ole alati seotud geenmutatsioonidega; ilmneb dementsus ja haige ei tunne enam inimesi ära), rinnavähk + südame veresoonkonna haigused (2 geeni –

    Geneetika
    Geneetika I kordamisküsimused 2016
    24
    docx

    Geneetika I kordamisküsimused 2016

    1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. Meditsiinis: haiguste diagnoosimine, haiguste ravimine geeniteraapiaga, vähiuuringud, ravimite tootmine GM-organismide abil Kohtumeditsiinis: isiku tuvastamine, isadustest 2. Kaasaegse geneetika rakendusalad põllumajanduses. Transgeensed organismid. Organismi kloonimine. Põllumajanduses rakendadakse geneetika teadmisi taimesortide ja loomatõugude aretuses. Transgeensed taimed on suuremad, viljakamad, vastupidavamad, säilivad paremini jne. Transgeenseid loomi on loodud ravimite tootmiseks – nt. kasvuhormooni tootev piimalehm. Transgeensed bakterid toodavad insuliini. Kloonimiseks võetakse somaatiline rakk ja siirdatakse see munarakku, millest on tuum eemaldatud. Tekib doonoriga geneetiliselt identne isend. Kloonimist rakendatakse lemmikloomade paljundamiseks – see on suur äri

    Geneetika
    Geneetika I kordamisküsimused
    18
    doc

    Geneetika I kordamisküsimused

    Näiteks on seda üritatud rakendada tsüstilise fibroosi puhul. Molekulaarne diagnostika aitab organismist tuvastada haigusttekitavaid mutantseid geene, mis aitab otsustada täpsemalt, millist ravi ja hooldust patsient vajab. Samuti aitab sünnieelne diagnostika (eriti kui perekonnas on mõnele geneetilisele haigusele eelsoodumusi) ära hoida (vanematele antakse otsustada) muidu tugevate surmaga lõppevate mutatsioonidega laste sündi. 2. Kaasaegse geneetika rakendusalad põllumajanduses. Transgeensed organismid. Organismi kloonimine. Põllumajanduses on geneetikal suur roll sordiaretuses. Geneetikal põhinev teadlik sordiaretus sai alguse küll alles 20- sajandil, kuid sordiaretuse kui sellisega on tegeletud juba ammu. Esimesed looduslikest erinenud nisusordid pärinevad juba 7000-10000 tagusest ajast. Ka karjaloomade tõuaretus on põllumajanduses väga levinud, nt et saada lihakamaid ja piima tootvamaid isendeid.

    Geneetika
    Geneetika I vastused
    42
    docx

    Geneetika I vastused

    GENEETIKA I KORDAMISKÜSIMUSED EKSAMIKS 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

    Geneetika
    Geneetika I kordamisküsimused
    13
    doc

    Geneetika I kordamisküsimused

    inimorganismist tuvastada haigust tekitavaid mutantseid geene millist ravi, hooldust patsient vajab. Meie käitumine, isiksuse omadused on suures ulatuses geneetiliselt määratud. N: alkoholism, skisofreenia on geneetilise eelsoodumusega. Kohtumeditsiinis isikute tuvastamiseks. Põllumajanduses ­ muundatud köögi- ja teravili, koduloomade tõuaretus, taimed kahjurite kindlaks. Kloonimine ­ lammas Dolly `97, inimkloon. Paljudes riikides keelatud. 2. Geneetika väärkasutused. Eugeenika ­ (kunstlik valik) heade tunnustega (kõrge intelligentsus, tugev tervis) vanematel tuleb soodustada järglaste saamist, kehvade tunnustega (madal intelligentsus, vaimsed haigused, alkoholism) vanematel aga takistada. 20-nda sajandi I poolel paljudes maades.N: USA-s steriliseeriti indiviidid, keda peeti idiootideks või kriminaalideks. Julmeim: juutide, mustlaste jt rahvaste massiline hävitamine natsistlikul Saksamaal

    Geneetika
    Geneetika I kordamisküsimused
    18
    doc

    Geneetika I kordamisküsimused

    1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. Isikute tuvastamine: DNA fingerprinting. Nt kurjategijate, aga ka katastroofiohvrite tuvastamine. Isadustestid. Meditsiinis: geenmutatsioonid, geeniteraapia, molekulaarne diagnostika (ka nt Downi sündroomiga lapsest loobumine), vähialased uuringud. Tänu geneetika arengule on alus pandud ka geneetiliste haiguste diagnostikale (+ ravi arenenud). DNA analüüsimise tulemusel mutantsete geenide ja seega võimalike haiguste tõenäosuse tuvastamine. Nt Huntingtoni tõbi, Alzheimer, naistel rinnavähki soodustava BRCA1 ja BRCA2 analüüsid rinnavähi ennetamiseks. + vähirakkude uurimine tõhusama vähiravi väljatöötamiseks. Lisaks ravieesmärgid: diabeetikutele bakterirakkude kaudu insuliini tootmine.

    Psühholoogia
    Sissejuhatus geneetikasse
    96
    doc

    Sissejuhatus geneetikasse

    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. Gameetide moodustumine erinevatel organismidel: oogenees; spermatogenees; sugurakkude moodustumine taimedel. 3

    Geneetika


    Rohkem sarnaseid



    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



    Kõik kommentaarid



    Info
    K & V
    Mäng
    Eraõpetajad
    Meist
    Kuidas saada punkte?
    KKK
    Reklaam
    Uudistevoog
    Sitemap
    Kontakt
    Saada kiri
    kiri@annaabi.ee
    Telefon: +372-569-80010
    Aadress: Tiskrevälja 33, Tallinn
    OÜ LOLSOL. Registrikood: 11450433
    Kasutustingimused
    Privaatsustingimused
    Sõnastikud
    Inglise Soome Saksa Vene Hispaania Prantsuse Rootsi Itaalia Ladina Taani Esperanto
    Püsiühendus(es)
    Facebook Instagram Twitter Reddit
    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun