Geneetika I kordamisküsimused (2012) (0)

Tartu Tervishoiu Kõrgkool - Bioloogia - Geneetika

5 VÄGA HEA

Geneetika I kordamisküsimused (2012)

Molekulaargeneetika põhimõisted (mis on DNA, RNA, aminohapped jne)
DNA -desoksüribonukeliinhape, kannab edasi pärilikku infot.
Koplementaarsus ja antiparalleelsus- 5´ 3´
Sekundaarstruktuur- iga ahela täispööre e suur vagu (10 nukleotiidi), vahemaa N-aluste vahel e. väike vagu.
RNA- ribonukeliinhape, viib läbi valkude sünteesi, geneetilised regulatsiooni protsessid

RNA-analüüsi kasutatakse diagnostikas palju vähem, kuna RNA on palju ebastabiilsem (nii säilitamise, kui analüüsi suhtes).
Vajadusel (RNA-viiruste analüüs) kasutatakse näiteks revertaasi – polümeraas mis sünteesib RNA pealt DNA.

Valgud - koosnevad ah, nende kaudu jõuab pärilik info tunnustesse
Replikatsioon , transkriptsioon , translatsioon - matriitssüsteemireaktsioonid
Nukleosiid - suhkur + lämmastikalus
Nukleotiid - suhkur+ lämmastikalus+ fosfaatrühm ( lisaks nukleiinhappe mood. On teisi ül: ATP, koensüümide koostises- CoA, signaalmolekul- cAMP
Nukleiinhape - tekib kui nukleotiidid seostuvad omavahel fosfodiestersildadega.
Nukleosoom - kromatiinaine struktuurelement, DNA on keerdnud ümber 8 histooni gloobuli. Superheeliksi struktuur kaitseb DNA-d DNAaaside eest ( topoisomeraasi toimel moodustub)
Heterokormatiin- inaktiivne DNA, tsentromeeri ja telomeeri piirkond
Eukromatiin-aktiivne DNA

DNA/RNA nukleotiidne koostis (tüüp/nimetus, komplementaarsus )
A ja G puriinalused ja C,T, U pürimidiinalused
DNA- fosfaatrühm, nukleotiid A=T ja G≡C, suhkur ( desoksüriboos ) ühe suhkru hüdroksüülgrupile, liitub teise suhkru fosfaargrupp,
RNA- fosfaatrühm, nukleotiid A=U ja G≡C, suhkru ( riboos )
Komplementaarsus võimaldab geneetilist infot säilitada ja edasi kanda

DNA replikatsioon – põhilised ensüümid , sünteesi suunad, põhimõte
Eukormatiin replitseerub varases S-faasis ja heterokormatiin hilises S-faasis.
Semikonservatiivne. Mõlemad ahelad matriitsiks, süntees vastavalt komplementaarsus printsiibile Kaheahelalise DNA vesiniksidemed üsna nõrgad, kuumusega denatureerivad, jahtumisel renatureeruvad.
Replikatsioon algab ühe genoomi paljudest kohtades- replikatsiooni origin -punktid, kujuneb replikatsioonimull. Replikatsioon toimub mõlemas suunas seni kui eri replikonidest alanud süntees saab kokku
Bakterite rõngaskromosoomis on kindel koht, kust replikatsioon algab (origin). Replikatsioon algab korraga mõlemas suunas ning kestab kuni valmib terve uus kromosoom
Initatsioonvalgud- tunnevad origin-punkti
Topoisomeraas -avab konformatsiooni
Helikaas - lahutab kaksikahela (lõhub H sidemed) ja mood. Replikatsioonikahvli
Single Strand Binding Protein (SSB valgud)- kaitsevad avatud ahelat
Primaasid- algatavad sünteesi
DNA polümeraas III- vastavalt komplementaarusele sünteesib matriitsahelat 5´3´
RNA polümeraas- sünteesib mahajäävale ahelale praimeri. Praimerit pikedab DNA polümeraas III- tekivad Okazaki fragmendid .
DNA polümeraas I- lagundab RNA praimeri ja asendab DNA-ga
DNA- polümeraas- viib läbi replikatsiooni
Ligaas - ühendab Okazaki fragmendid
Replikatsioon algab mitmes kohas, raku paljunemistsükli S-faasis suunas 3´--5`
DNA- ahelad on antiparalleelsed, replikatsioon saab olla pidev ainult ühelt ahelalt( leading strand). Teiselt ahelalt Okazaki gragmentide kaupa. Vigade parandamiseks on DNApolümeraasil ´´proofreading´´- eemaldab valed ja asendab õigetega
Replikatsioon termineerub siis kui kogu kromosoomistik on replitseerunud.

Transkriptsioon – põhimõte, peamised ensüümid, erinevused euk. – prok.
Üheahelalise RNA süntees, mis on komplementaarne ühega kahest DNA ahelast ja kasutab seda DNA ahelat matriitsina sünteesil.
Transkriptsioonis kopeeritakse DNA kodeeriva ahela( sense -ahel) aluste järjestus vastavaks mRNA ahelaks.
Transkriptsiooni initsiatsiooni kompleks - trans- faktorid , TATA box, ´´ enhancer ´´ ja sellega seonduv aktiveeriv ja vahendav valk( mediaator ) ja RNA-polümeraas.
RNA-polümeraas- viib transkriptsiooni läbi
Transkriptsioonifaktorid- abistavad RNA polümeraasi ja reguleerivad tema funktsiooni
Prokarüoodis- mRNA on koheselt translatsiooni maatriksis, translatsioon algab enne kui transkriptsioon on lõppenud. mRNA kodeerib kuni 3 valku. RNA polümeraas seostub otse DNA-le, pole vaja transkriptsiooni initsiatsiooni faktoreid.
Eukarüdoodis- Vajab transkriptsiooni initsiatsiooniks cis- aktiveerivate elementide ja trans- aktiveerivate faktorite (regulatoorsed valgud) KOOSTOIMET. ei toimu samaaegselt, transkr-tuumas, transla - tsütoplasmas. Start koodon AUG, kuid ei kasuta formüül-metioniini. Eukarüootne mRNA kodeerib ühte valku. Eu, DNA sisaldab introneid, mis lõigatakse splaissingu käigus välja

Geneetiline kood (põhimõte, muutlikkus)
mRNA nukleotiidide tripleti vastavus aminohappele valgu molekulis, üks triplett vastav ühele aminohappele. Ühele aminohappele mitu erinevat tripletit.
Täielik kõdumine- kolmandas positsioonis on suvaline nukleotiid, mis ei muuda aminohapet
Osaline kõdumine- muudab keemilisete omaduste poolest lähedase aminohappe tootmine.

Translatsioon, peptiidside, valkude struktuurid
Translatsioon- dekodeeritakse mRNA ahel ribosoomide abil vastavaks aminohapete ahelaks ( polüpeptiid ), millest hiljem saab aktiivne valk. Translatsioon toimub raku tsütoplasmas ribosoomidel, paljude ensüümide abil.

mRNA (messanger, DNA pealt sünteesitud jäljend valgu sünteesiks)

tRNA –transpordivad AH ribosoomidesse
rRNA (ribosoomi koostises)

Initsiatsioon - Valku kodeerivat järjestust e. transleeritavat DNA piirkonda nimetatakse ka avatud lugemisraamiks – ORF. ORF algab initsiaatorkoodoniga AUG ja lõpeb stop – koodoniga. Erinevate lugemisraamide vahel asuvad spaisser – järjestused.
 mRNA 5’ otsa koguneb mitmeid valgulisi initsiatsioonifaktoreid, kuhu seondub ka ribosoomi väiksem alaühik 40S koos Met-tRNAga – moodustub valgusünteesi initsiaatorkompleks
Elongatsioon- aminohapete lisandumine polüpeptiidahelasse, mis on tsükliline protsess:

tRNA, mis kannab ahelasse juurdelisanduvat aminohapet, seostumine ribosoomi A – saiti 60S subühikus
60S subühiku P – saidist kasvava valguahela ülekanne A – saidis olevale tRNA-le (s.t. juurdelisanduvale aminohappele)

Juurdelisatava aminohappe aminogrupp reageerib viimase aminohappe karboksüülgrupiga ja moodustub peptiidside. Katalüüsib ensüüm peptidüül – transferaas, mis asub ribosoomi suuremas alaühikus
vabanenud tRNA lahkub ribosoomist, ribosoom liigub mRNA-l edasi ühe sammu ehk koodoni võrra. Tsükkel kordub
Terminatsioon- valguahela pikenemine peatub, kui STOP – koodon siseneb A – saiti Eukarüootidel tunneb STOP – koodoni ära üksainus vabastusfaktor eRF (prokarüootidel on neid faktoreid mitu)
RF seondumine  ensüüm peptidüül – transferaasi aktiivsust
Valguahela lõppu (C – terminaalne ots) liidetakse vee molekul H2O ning polüpeptiid vabaneb mRNA vabaneb, ribosoom laguneb alaühikuteks, lõpeb valgusünteesi ribosoomitsükkel
Matriitsiks on 3’  5’ DNA ahel, mille pealt sünteesitakse 5’  3’ mRNA (sense ehk kodeeriv ahel) Teise ahela pealt antisense ahel (katsetes)
Peptiidside- kovalentne side valgu molekuli ehitusse kuuluvate aminohappejääkide vahel
Aminohapetel bipolaarne ionisatsioon: ühe AH karboksüülgrupp liitub teise AH aminogrupiga, tekib peptiidside. Polüpeptiidahela ühes otsas on alati amiinogrupp (algus) ja teises karboksüülgrupp (lõpp).
Valkude struktuurid- primaarstruktuur- lineaarne a-h järjestus
Sekundaarstrukuur- alfa heeliksi või beeta-heeliksi sheet struktuur
Tertsiaarstruktuur- funktsionaalsetel valkudel 3D struktuur
Kvaternaarstruktuur- mitme valgumolekuli kompleks
Alguskoodon- AUG, lõppkoodon- UGA, UAA, UAG

Geneetika mõisted ( alleel , monogeenne tunnus jne.)
Geen- Täielik nukleiinhapete järjestus, mis on vajalik funktsionaalse geeniprodukti(polüpeptiid, RNA) sünteesiks.
pärilikkuse elementaarüksuse, DNA lõik, mis määrab ära RNA molekuli sünteesi: määrab ühe valgu järjestuse.
Struktuurgeenid - info RNA ehituse kohta (mRNA, tRNA, rRNA)
Regulaatorgeenid- kontrollivad struktuurgeenide aktiivsust ja avaldumist
Kromosoom- pärilikkuse salvestaja, geenide materiaalne kandja. Kormosoomid paiknevad rakutuumas ja koosnevad DNAst . DNA on seotud struktuursete valkudega( histoonid ) ja regulatoorsete valkudega(transkriptsioonifaktorid, replikatsioonivalgud). Sisaldab 3 funktsionaalset elementi: replikatsiooni origin-punktid, tsentromeer , telomeersed järjestused.
Telomeerid- takistavad kromosoomide otste kleepumist, abistavad DNA molekulide otste replikatsioonis, kaitsevad DNA molekulid otsi ensümaatilise lagundamise eest. Somaatilistes rakkudes 500-3000 tandeemset kordust. Sugurakkudes pikendavad telomeraasid telomeere.
Lookus - kindlas kohas, kindlas kromosoomis olev konkreetne nukleotiidne järjestus ehk kromosoomi piirkond, kus vaadeldav geen asub
Alleel- geenide esinemine teisendite kujul ehk geeni teatud vorm, eri alleelidel on erinev nukleotiidne koostis. Ühe geeni eri alleelide järgi sünteesitud valgud kujundavad ühe tunnuse eri vorme: nt silmavärvuse puhul sinine ja pruun.
Dominantne alleel- määratud tunnused avalduvad alati
Retsessiivne alleel- tunnus avaldub dom. Alleeli puudumisel
Polüalleelsus- tunnuse määramisel osaleb rohkem kui 2 alleeli nt veregrupp
Homosügootsus- homoloogiliste kromosoomide samades lookustes on ühe geeni samad alleelid : mõlemad dominantsed või retsessiivsed ( AA või aa)
Heterosügootsus- homoloogiliste kromosoomide samades lookustes on erinevad alleelid, üks dom. ja teine rets. (Aa)
Monogeenne tunnus- ühe tunnuse määrab ära üks geen
Polügeenne tunnus- ühe tunnuse määrab ära palju geene
Genotüüp e. genoom - organismi kromosoomides olev kogu geneetilise materjali kogum ( ei ole vaid geenide kogum)
Fenotüüp- avalduvate tunnuse kogum
Genofond- liigi või populatsiooni kõigi geenide ja alleelide kogum

Geeniregulatsioon
Aktiivsuseregulatsioon:
Transkriptsiooni kontroll
Transkriptsiooni kontrollil valitakse, milliste geenide järgi toimub transkriptsioon ja kui palju mingit mRNA-d sünteesitakse. Valik toimub enamasti regulaatorvalkude abil.

Eukarüoodi DNA on tihedalt pakitud (histoonid) ja ei ole kättesaadav: transkriptsioonifaktorid ei saa seostuda, aga reguleerivad valgud saavad. Näiteks kromatiini struktuuri muutvad valgud.
Transkriptsioonifaktori tuumas viibimine on tasakaaluline protsess tuuma impordi ja ekspordi vahel, kui geeni pole vaja ekspresseerida, viiakse faktor tuumast välja.
Tähtis ka DNA metülatsiooni tase – neis kudedes kus ei ekspressiooni ei toimu on geenid (uinuvas olekus geenid) harilikult rohkem metüleeritud. Metüleerimine muudab geenide struktuuri ja seega transkriptsiooni toimumist . CG nukleotiidipaaris saab metüleerida tsütosiini (tsükli viiendast positsioonist)
Enamus bakteriaalseid geene on organiseeritud operonidesse, mida saab korraga indutseerida ja represseerida. Indutseeritav süsteem näiteks lac-operon, represseeritav süsteem näiteks trüptofaani süntees
Paljudel bakterite aminohappe sünteesi operonidel on nn “nõrgendav piirkond” (attenuator control ). Nõrgendav piirkond asub operoni ja esimese struktuurvalgu vahel: kui esimest peptiidi saab kohe sünteesida (st aminohapet on piisavalt) võtab ahel sellise kuju, et edasine süntees termineeritakse. Kui süsteem peab ootama, võtab ahel teise kuju ning sünteesib mRNA lõpuni

Lac-operoni transkr. Indutseeritav süsteem. Laktoosi puudmisel on repressor aktiivne, RNA polümeraas ei saa seostuda. Laktoosi olemasolul seostub molekul repressorvalguga, takistab selle DNA-ga sesostumist ja alab geeni transkriptsioon
Kataboliitide repressioon- Kui keskkonnas on glükoos (kõige otstarbekam süsinikuallikas) olemas, siis teiste süsinikuallikate (näiteks laktoosi) kasutamiseks vajalike valkude transkriptsioon on alla surutud.
Trüptofaani süntees-Kui rakus kättesaadav trüptofaan saab otsa, siis trüptofaan eraldub repressormolekuli küljest ning rakk hakkab taas trüptofaani sünteesima.

Transkriptsiooni järgne kontroll
5´ cap-saidi lisamine pre-mRNA 5´ otsa. Vajalik translatsiooni alustamiseks- võimaldab ribosoomi subühikul leida üle seondumissait mRNA-ga ja seostuda.
Splaising - pre-mRNA koostisest lõigatakse välja intronid ja ühendatakse omavahel eksonid . Toimub splaisosoomides, raku tuumas. Seega on võimalik ühelt geenilt toota mitu erinevat mRNA-d, valku.
Polüadenüleerimissaidi (3´ poly A-saba) lisamine pre-mRNA 3´ otsa. Toimub transkriptsiooni ajal või lõpus. Vajalik mRNA molekuli väljumiseks tuumast läbi pooride ja stabiilsuse tagamine tsütoplasmas.
Transkriptsioonis sünteesitakse esmalt primaarsed mRNA molekulid. Viiakse läbi splaising- RNA-st eemaldatakse nitronid ja ühendatakse omavahel eksonid. Seega on võimalik ühelt geenilt toota mitu erinevat mRNA-d, valku. RNA splaising toimub rakutuumas. Splaising toimub splaisosoomides.
Transport tuumast tsütoplasmasse on erineva kiirusega. Tuumast tsütoplasmasse pääseb vaid 5% toodetud RNA-st. Tuuma jäämist võib põhjustada lagundamiseks märkimine või tuumast väljumise takistus. Tuumast väljumiseks on vaja 5´ cap struktuuri ja 3´ Poly-A saba + energiat GTP-aas
Translatsiooni kontroll
Tsütoplasmasse jõudnud mRNA molekulidel on erinev ribosoomide sidumise võime. Võimalik, et osad peavad enne translatsiooni mingi komponendiga liituma .
Eri mRNAde järgi sünteesitakse erinev arv valgumolekule ning ka mRNAde eluiga on erinev. Näiteks beeta-globiini mRNA poolestusaeg 17 tundi, kasvufaktorite mRNA poolestusaeg aga 30 minutit. Prokarüootides on mRNA eluiga aga 3 min. Eluiga mõjutavad RNA- sisesed järjestused, AU-rikkad järjestused vähendavad mRNA stabiilsust.
3´UTR – lagundamiseks vajalikud signaalid
Translatsiooni järgne kotnroll
Peamiselt translatsioonijärgne valkude pakkimine ruumilisse struktuuri
osalevad abivalgud, mida kutsutakse molekulaarseteks saatjateks ehk chaperonideks.
paljud saatjavalgud kuuluvad heat – shock ehk kuumašoki valkude hulka, kuna neid sünteesitakse rakkudes palju peale rakkude lühiajalist mõjutamist 42◦C temperatuuriga.
kuna kuumus põhjustab valkude struktuurimuutusi, siis on heat-shock valke tarvis valkude “lahtipakkimisel” normaalsesse struktuuri
Polüpeptiidi töödeltakse teises kohas kui sünteesitakse. Disulfiidsildade moodustamine (ER), Valkude õige kokku pakkimine: ER valendikus, chaperon valgud, valkude glükosüleerimine (membraanseoselised ja sekreeritavad valgud on glükosüleeritud)
Spetsiifiline proteolüütiline töötlemine- väiksemaks lõikamine
Mitmeahelaliste valkude moodustamine- üks valk võib koosneda mitmest peptiidist
Valkude aktiivusse kestvus on erinev- mõned lülitatakse välja, lagundatakse, tagasiside inhibatsioon- kui produkti liiga palju, siis inhibeeritakse transkriptasioon
Geeni struktuur:
Enhanser- võimendi
Promootor - lüliti
TATA box- transkriptsiooni faktorite kinnituskoht
Ekson- kodeeriv ala
Intron - mittekodeeriv ala, lõigatakse välja

Transkriptsiooni ja antibiootikumid

Rifamütsiin-seostub RNA polümeraasile.
Aktinomütsiin D-seostub DNA-ga ja peatab mRNA ahela pikenemise.
Erütromütsiin ja spectinomütsiin-mõjutavad mRNA seostumist ribosoomidega.
Kloramfenikool, linkomütsiin ja tetratsükliin –seostuvad ribosoomiga ja blokeerivad elongatsiooni.
Streptomütsiin – inhibeerib peptiidi sünteesi initsiatsiooni ja elongatsiooni

Geneetiline muutlikkus e. pärilik muutlikkus e. mutatsiooniline
Pärilik muutlikkus- ernevused tulenevad muutusest geneetilises materjalis ( kombinatiivne ja mutatsiooniline). Sugulisel paljunemisel saab organism poole kroom. Emalt ja teise poole isalt. Mittesugulisel paljunemisel ainult ühest vanemast
Mutatsioon - DNA struktuuris toimunud pärilik muutus
Polümorfism- muutused, mis ei põhjusta fenotüübi muutust
Ühenukleotiidne polümorfism ehk SNP. Eristab mutatsioonist: ei vii aminohappelisele muutusele, ega ole organismile kahjulik. Teevad inimese unikaalseks, üksteisest erinevaks.
Mutatsiooni tüübid: DNA pikkus muutub ( duplikatsioon, inseretsioon, deletsioon )
DNA pikkus jääb samaks (punktmutatsioon, inversioon, lõigu pöördumine vastupidi)
Transposoonid - mobiilised geneetilised elemendid, koopiad võivadtransponeeruda genoomis teistesse kohtadesse . Põhjustavad inversiooni ja deletsioone. Võviad olla konservatiivsed (liiguvad koopiat maha jätmata) või replikatiivsed ( jätavad koopia maha)
Jagunevad: IS elemendid (insertion sequence)- IS elemendid ehk järjestuse sisestused (insertion sequence) on lühikesed DNA järjestused, mis käituvad kui tavalised transponeeruvad elemendid. Neil on kaks põhilist omadust: võrreldes teiste transponeeruvate elementidega on nad väiksed, tavaliselt suurusjärgus 700 kuni 2500 aluspaari ja kodeerivad ainult valke, mis mõjutavad transponeerumise aktiivsust
Komplekstransposoonid- keskel kodeeriv ala ja mõlemas otsasa IS element ´´Selfish DNA´´

Modifikatsiooniline muutlikkus
Mittepärilik muutlikkus- keskkonnatingimustest tulenev tunnuste varieerumine. Keskkond kas pidurdab või soodustab tunnuste arengut aga ei saa kujundada ühtegi omadust, kui seda määravad geenid puudvad.

Spontaansed/indutseeritud mutatsioonid
Spontaane
DNA replikatsiooni ajal võivad toimuda iseeneslikud (spontaansed) mutatsioonid: paardumisvead. Kui DNA lämmastikalus on replikatsiooni ajal tautomeerses vormis (see on haruldane ja tähendab prootoni nihutamist), võivad paarduda valed alused. Tautomeerne vorm võib olla ahelas või see lisatakse uude ahelasse. See on püsiv muutus ning kandub edasistesse replikatsioonidesse.
Transitsioonmutatsioon: pürimidiin asendab pürimidiini või puriin asendab puriini
Transversioonmutatsioon: puriin asendab pürimidiini või vastupidi. Võib toimuda ka kahe samaaegse sündmuse tulemusena: lisaks tautomeerile ka rotatsioon ümber suhkrualuse. Resultaat : AT paarist võib läbi vahepealse AA paari saada TA paar. Üks a on rotatsioonis ja teine tautomeeris. Guaniin saab paaduda adeniiniga.
Indutseeritud
Mutatsioone saab esile kutsuda kemikaalide ja temperatuuriga. Kuigi röntgenkiirgus suurendab mutatsioonisagedust, röntgenkiirguse poolt põhjustatud mutatsioonide muster on sarnane loomulikele ehk spontaansetele mutatsioonidele. Mutatsioonid on juhuslikud, ei teki täpselt vastavalt raku vajadusele.

DNA reparatsioon (tüübid, töö põhimõte)
Radiatsioon , keemilised mutageenid , kuumus, ensüümivead ja spontaanne lagunemine lõhuvad DNAd pidevalt. Oletatakse, et spontaanse hävimise tõttu hävib iga päev igas raku DNA tuhandeid nukleiinhappeid. Mõned vead kaasnevad DNA replikatsiooni ja transkriptsiooniga.
Rakus on olemas mitmeid ensüüme, mis tegelevad nende vigade parandamisega. Selle eest vastutavad ensüümid on evolutsioonis püsinud samasugustena st nad on samasugused bakteril, äädikakärbsel, pärmil, inimesel.
Parandusensüümid jagatakse nelja suurde gruppi:

Kahjustuse tagasimuutmine (damage reversal)

Väljalõike parandamine (excision repair )

Kaksikahela katkemise parandamine (mittehomoloogiline otste ühendmaine ja homoloogiline rekombinatsioon - homoloogse kromosoomi järjestusel)

Replikatsioonijärgne parandamine – paranduspolümeraasid. Homoloogise DNA abil parandamine. RecA valk seostub ssDNA ja sunnib seda rekombineeruma teise ahelaga. DNa polümeraas sünteesib õige ja ligaas kleebib.
Replikatsioonijärgne parandamine on osa raku SOS vastusest: üheahelalise DNA olemasolul seostub RecA valk LexA valguga ning sellega kaasneb stressivalkude süntees ,kindel promootorite järjestus, mida nim. SOS-box. Normaalselt on LexA sinna seostunud ja valke ei transkribeerita.

DNA rekombinatsioon
Järglase alleelide kombineerumine koosneb kahest poolest:

juhuslik valik (millised alleelid satuvad)
crossing -over ehk homoloogiline rekombinatsioon

Homoloogiline rekombinatsioonon lõikamise-kleepimise protsess:
homoloogilised kromosoomiosad vahetavad vastavalt oma DNA. Toimub meioosi käigus.
Eksonukleaas
Endonukleaas: üheahelaline DNA
RecA (Rec51 eukarüoodil) vahendatud invasioon
Äralõigatud osa resüntees homoloogse DNA alusel
Holliday ristumine (crossover points )
Ristumiskohad lõigatakse katki: kaks erinevat kleepumisvõimalust
Holliday ristumine:
a) Homoloogsed DNA-d joonduvad
(b) Lõiked kummagi DNA ühes ahelas ( endonukleaas lõikab)
(c) lõigatud ahelad ristuvad ja moodustub Holliday struktuur
(d) DNA ahelate liikumisel moodustuvad heterodupleks regioon ( Holliday struktuur x-kujuline)
(e) Holliday struktuuri lahenemine. DNA-d võidakse lõigata, nii horisontaal-, kui vertikaal suunas
(f) vertikaalsel lõike tulemusena toimub f-f' and F-F' regioonide krossover. Heterodupleks piirkond likvideeritakse DNA reparatsiooni süsteemi poolt.
(g) horisontaalse lõike puhul krossoverit ei toimu, kuid võib toimuda geeni konversioon (üks allel läheb kaotsi)
Tulemuseks on hübriidse DNA järjestus ehk heterosügootne DNA ehk heterodupleks DNAd. Selle edasine käekäik võib olla kahesugune:
Kui kahes DNA ahelas on erinev järjestus, siis järgmise rakujagunemise käigus raku DNA parandussüsteem kas parandab selle
või kui metülatsiooni vihje puudub, siis võib DNA parandussüsteem parandada vana ahela uue järgi

Mikroobi genoom (tüüp, suurus muud omadused)
Puudub tuum, kuid kromosoom siiski pakituna(nukleoidina), haploidne genoom, reeglina tsirkulaarne ( ka lineaarseid leitud), suurus 800kb-10Mb

Plasmiidid (omadused, klassifikatsioon , omadused)
Ekstrakromosomaalsed geneetilised elemendid, 1-200kb suurused rõngasmolekulid, autonoomne replikatsioon, erineva koopiaarvuga.
Võrreldes mikroobi kromosoomiga, sisaldavad unikaalset geneetilist infot. Plasmiidse DNA kodeeritav info tagab kiire kohastumisvõime erineates keskkonna tingimustes. Looduslikud tüved sisaldavad rohkem plasmiide, kuid laborikultuuris kaotavad plasmiidid, pole keskkonna selektiivset survet .
Plasmiidi poolt kodeeritavad funktsioonid:
AB. Resistentsus , virulentsus faktorid, bakteriotsiinid, biodegradatsiooni plasmiid mullabakteritel.

Geneetilise info ülekanne bakteritel ( transformatsioon , konjugatsioon ja transduktsioon )

Transformatsioon- doonori DNA molekul satub retsipetrakku väliskeskkonnast, vajalik rakkude kompetentsus, spetsiifilised DNA järjestused, võimalik ka kunstlik transformatsioon (keemilised ja elektriporatsiooni kompetendid)
Kunstlikul transformatsioonil muudetakse rakukestad keemiliselt DNA-d läbilaskvaks. Värsked rakud jääl – töötlus CaCl2 või RbCl mõnel juhul lisatakse ka DMSO (E.coli eri tüved)
Elektroporatsioon – DNA viiakse rakku elektrišoki abil (1300 -2500 V), eri aparatuur , soolavabad (pestud) kompetentsed rakud (laiem spetsiifika
Transduktsiooon- bakteri DNA kandub ühest rakust teise bakterifaagi abil
Üldine transduktsioon- pakitud kaasa suvaline fragment genoomist
Spetsiifiline transduktsioon- pakitakse kaasa faagiga külgnevaid alasi
Suur osa bakteriaalseid virulentsus geene on kodeeritud mitte kromosoomis, vaid plasmiidide, transposoonide või bakteriofaagide poolt. Samas aga ei ole eelpool mainitud geneetilised elemendid üksi võimelised virulentsust põhjustama. Mõnede patogeensete bakterite toksiinide produktsioon on määratud mõõdukate faagide poolt.
Konjugatsioon- bakteri DNA vahetu ülekanne doonorist retsipienti, mis eeldab rakkudevahelist kontakti. Kodeeritud tra geenide abil. F-plasmiidi kandev rakk ( doonor ) moodustab sex pilid retsipient rakuni. Üle kandub üheahelaline DNA. F-plasmiid võib üle kanduda nii plasmiidina kui kromosoomi integreerutuna. PMST. ´´bakterite suguelu ´´

Antraksi plasmiidid
Bacillus anthracis genoomi suurus on 5,2 Mbp. Põhilised virulentsudfaktorid on kodeeritud 2-s plasmiidis, PXO1 (189 kb, antraksi toksiin ) ja pXO2 (96 kb, kapslit kodeerivad geenid).
pXO1 kodeeritud toksiin on kompleks 3-st plasmiidis kodeeritud valgust (LF (lethal factor ) ja EF (edema ( turse ) factor). Kõrge LF tase hävitab leukotsüüdid ja bakter pääseb organismi. EF tõstab cAMP taset. Koos EF on peremees nakkusele tundlikum – cAMP taseme tõus suurendab vedeliku akumulatsiooni rakkudesse. Teine plasmiidis kodeeritud valk PA (protective antigen) laseb toksilised valgud rakkudesse. PA moodustab multimeerse rõnga – mis inserteerub peremehe rakumembraani. PA üksikuna pole toksiline ning inaktiveertuna pole ka toksilised valgud enam ohtlikud.
Kapsli teke sõltub pXO2 plasmiidist. Kapsli teke on infektsioonis väga oluline, kuna muudab patogeeni fagotsütoosi suhtes resistentseks.

Muhkkatk ja plasmiidid

Transponeeruvad elemendid
IS elemendid- 1-2 kb, kodeeritakse vaid transpositsiooniks vajalikke valke. Otstes pöördkordus järjestused (IR- inverted repeats - 16…40 bp). Genoomis on IS otste juures otsekordusjärjestused DR- directed repeats

Transposoonid (Tn) on IS elementidest suuremad ning kodeerivad lisaks transpositsiooniga seotud valkudele ka teisi valke, näiteks ensüüme, mis tagavad antibiootikumiresistentsuse (raskemetallidele) .
Tn-id võivad olla kompleksed, sisaldades mõlemas otsas IS elementi (Tn5 Km resistentsus).
Tn3 perekonda kuuluvad transposoonid IS elemente ei sisalda

Deinococcus radiodurans (omadused, geneetilised erisused )
Talub ioniseerivat kiirgust, UV, kuivamist, oksüdeerijaid jne.
Talub 5000 Gy radiatsiooni (5 Gy tapab inimese).
Genoomis 2 kromosoomi 2,65 Mbp ja 412 kb, 2 plasmiidi 177 kb ja 46 kb.
Genoomi rakus mitu koopiat, kiire DNA reparatsioon
DNA pakitud “toroidselt” – abistab oluliselt DNA reparatsiooni

Isotermaalne DNA amplifikatsioon
Nukleiinhappe paljundamine ühel temperatuuril (erinevalt PCR tsüklilisest temperatuuri muutustest)

TMA(transcription mediated aplification) – ehk transkriptsioon vahendatud amplifikatsioon on süsteem, mis kasutab kahte erinevat ensüümi.
Esimene ensüüm on pöördtranskriptaas, mis teeb teeb 2-ahelalise DNA koopia RNA või DNA matriitsist.
Teine ensüüm – RNA polümeraas, sünteesib tuhandeid koopiaid komplementaarsest RNA järjestusest (RNA amplikon), kasutades 2-ahelalist DNA-d matriitsina
Iga RNA amplikon on uueks märklauaks pöördtranskriptaasile, mistõttu protsess automaatselt kordub uuesti, mille tulemusena algne järjestus amplifitseerub eksponentsiaalselt.
TMA toodab 100–1000 koopiat tsükli kohta, mis tõttu 15 -30 minutiga toodab protsess 109 koopiat

Chlamydia trachomatis test APTIMA CT (16S rRNA) (Gen- Probe )
Mycobacterium tuberculosis Amplified MTD Direct test (rRNA) (Gen-Probe)

FISH (metoodika)
Fluorescence in situ hybridization (FISH)
Kasutab fluorestseeruvaid 16S rRNA või 23S rRNA proove ning fluorestsents mikroskoopiat tervete bakterite detekteerimiseks otse kliinilistest proovidest ( veri , koed ). FISH metoodikast on palju abi raskesti kultiveeritavate mikroobide analüüsil (Yersini pestis, Bartonella spp.)
Samuti saab korraga detekteerida erinevaid organisme, kui kasutada erinevalt fluorestseeruvaid proove (erinev emissiooni lainepikkus )
Protsess võtab aega 1-2 tundi, koos proovi fikseerimise, alusklaasile kandmise, rakkude permeabiliseerimise (kestad läbilaskvaks), proovi hübridiseerimise ja analüüsiga fluorestsents mikroskoobis (või FACS)

Patogeenide testimine 16S rDNA abil
Kasutatakse universaalseid märklaudu:
Ribosomaalse rRNA geenid – 16S rDNA või 23S rDNA

DNA mikrokiip kujutab endast väikest 2-mõõtmelist DNA fragmentide kõrgtihedat maatriksit, mis on kindlas järjekorras sünteesitud või trükitud klaas või silikoon kiibile. DNA fragmentide hübridiseerumine fluorestseeruva prooviga detekteeritakse spetsiaalse aparatuuriga.
Kliinilises praktikas ei ole DNA kiibid bakterite/viiruste diagnostikas erilist kasutust leidnud (liiga keeruline, ebakindel).
Affymetrix, Qiagen , Nanochip (16S rDNA) pakuvad erinevaid mikrokiipidel põhinevaid lahendusi mikroobide testimiseks

Mendeli seadused
Mendeli I seadus ehk ühetaolisuse seadus- Homosügootsete vanemate ristamisel saadakse esimeses põlvkonnas genotüübilt identsed ja fenotüübilt sarnased järglased.
Mendeli II seadus ehk lahknemisseadus - Homosügootsete vanemate monohübriidsel ristamisel toimub teises hübriidpõlvkonnas genotüüpide ja fenotüüpide lahknemine seaduspärastes suhetes.
Mendeli III seadus ehk sõltumatu lahknemise seadus- Homosügootsete vanemate dihübriidsel ristamisel lahknevad mõlemad tunnusepaarid teises hübriidpõlvkonnas teineteisest sõltumatult ja kombineeruvad omavahel vabalt.

Morgani seadused
Aheldusreegel- ühes kromosoomis lähestikku paiknevad geenid on lineaarses ahelduses ja päranduvad enamasti koos, sealjuures seda sagedamini, mida väiksem on nende vahemaa piki kromosoomi
Ristsiirdereegel- aheldunud geenid rekombineeruvad meiootilise ristsiirde kaudu, kusjuures nende ümberkombineerumise sagedus on seda suurem, mida suurem on geenide vahemaa piki kromosoomi.

Kromosoom, kromosoomi tüübid
Kromosoom- Eukarüoodi DNA on jaotunud mitmeks kromosoomiks - seda tõenäoliselt selleks, et genoom oleks rakus lihtsamini ja efektiivsemalt manipuleeritav. Eukarüootide kromosoomid paiknevad rakutuumas ning on tsütoplasmast eraldatud kahekihilise tuumamembraaniga. Lisaks tuumagenoomile on eukarüoodi rakus tuumaväline mitokondrigenoom, millele taimede ja mõnede vetikate puhul lisandub kloroplastigenoom. Erinevalt prokarüoodi genoomist on eukarüoodi genoom jagatud kromosoomide vahel.
Kromosoomi tüübid-
metatsentriline kromosoom: kromosoomi õlgade pikkus on enam-vähem sama
submetatsentriline kromosoom- kromosoomi lühike õlg moodustab pikast vaid kolmandiku
akrotsentriline kromosoom- lühike õlg on väga väike
Telotsentriline kromosoom- lühike õlg puudub
Ditsentrilises kromosoomis (dic- kaks tsentromeeri

Kromosoomi piirkonnad
Soonis e. heledamini värvunud ala (constriction)
Primaarsoonis e. tsentromeer jagab kromosoomi kaheks õlaks ning hoiab mitoosi ja meioosi teatud staadiumides koos tütarkromatiide
Sekundaarsoonis (h) (secondary constriction) on ükskõik milline soonis, mis pole seotud tsentromeeriga ja avaldub kui vähevärvunud ala kromosoomis (gap).
Satelliit (s) (satellite)- sekundaarsoonisest distaalne kromosoomipiirkond. Nende alade suurus varieerub oluliselt eri indiviididel (kromosoomide polümorfism)
Telomeer (ter) (telomere)-morfoloogiliselt lihtsalt kromosoomiots e. terminaalne ala. Stabiilsed lineaarsed G1 kromosoomid omavad kahte telomeeri, ühte mõlemas DNA molekuli otsas; G2 ja mitootilised kromosoomid vastavalt nelja telomeeri.
Moodustab kromosoomi otsa, hoides nii ära DNA degradeerumise, st. lagundamise nukleaaside poolt ja kromosoomide omavahelise ots-otsaga liitumise.
Telomeerides lõpeb DNA replikatsioon ning tagatakse kromosoomi pikkus.
Telomeerne DNA järjestus on 6-8 bp pikk ja tandeemselt korratud mitusada kuni tuhandeid kordi. Kogu korratud telomeerse järjestuse pikkus varieerub liigist liiki, ulatudes 36 bp kuni vähemalt 15 kb; igal liigil on aga telomeeri pikkus üsna täpsetes piirides määratletud.
Kromomeer (chromomere)-kromatiinniidi kondenseerumise tagajärjel tekkinud tume granulaarne piirkond
Kromosoomivöödistus ( banding pattern) e. heledamini ja tumedamini värvunud alade vaheldumine piki kromosoomi. See on igale kromosoomile spetsiifiline. Homoloogsetes kromosoomides on kromosoomivöödistuse muster sama. Kromosoomivöödistus saadakse diferentsiaal - ja selektiivvärvimise tulemusena.

Kromosoomi vöödid, karüotüüp, karüogramm
Karüotüüp – indiviidi kromosoomistiku tunnustekogum, mida iseloomustab kromosoomide arv, suurus, (tsentromeeri asukohast olenev) kuju ja värvumismuster (vöödistus)
Karüogramm -indiviidi karüotüübi uurimiseks kasutatav kromosoomistiku süstematiseeritud fotokujutis ühe raku metafaasikromosoomidest, kus kromosoomipaarid on reastatud ja rühmitatud suuruse, kuju ja vöödistusmustri järgi
Kromosoomi vöödid- Kui rakendada metafaasi kromosoomidel Q-, G- või R-vöödistust, saame inimese kromosoomistikus umbes 300-400 vöödi lahutuse. Selle all mõeldakse 24 kromosoomi (22 autosoomi ning X ja Y) vöötide summat .
Pro- ja prometafaasi kromosoomides diferentsiaal- värvimise vahendusel saadud vöödistusi nim. kõrglahutusvöödistuseks, HRB e. kõrglahutus-tsütogeneetikaks, HRC (High resolution Banding, HRB or High Resolution Cytogenetics , HRC). HRB võimaldab saada 500-2000 vöödi lahutuse
Tsütogeneetikas kasutusel nomenklatuuri rahvusvaheline süsteem.
Vöödistunud kromosoomide regioonid ja vöödid nummerdatakse tsentromeerist lähtudes telomeeri suunas

Kordusjärjestused inimgenoomis
SINE – lühikesed hajutatud kordusjärjestused (AluI transkriptaasi piirkond 100-300 bp)
LINE – pikad hajutatud kordusjärjestused, 6 -8 kb.
Satelliit DNA – kordused tsentromeeride piirkonnas (5 -171 bp)
Minisatelliit DNA - 16 bp kordused
Mikrosatelliit DNA – 2-6 bp kordused
Satelliitjärjestused (ka mini – ja mikrosatelliidid) olulised nn. “DNA –näpujälgede” puhul. Analüüsides kordusjärjestusi saab iga inimese kohta unikaalse mustri
Tõenäosus leida sama genoomiga inimene (mitte sugulane) on 2x10-22

Genoommutatsioonid (jaotus, tüübid)
Euploidia all mõeldakse normaalse kromosoomiarvu kordset suurenemist või vähenemist. Inimestel esineb väga harva – polüploidid pole elujõulised (v.a. üksikud vastsündinud)
Polüploidsus – normaalsele diploidsele kromosoomistikule lisandunud 1 või mitu kromosoomistikku
Autopolüploidsus – ühe liigi piires kordistub üks ja sama genoom (taimed)
Allopolüploidsus – kordistuvad eri liikide genoomid (hübriidid)
Aneuploidia – üksikute kromosoomide arvu suurenemine või vähenemine
Monosoomia – ühe kromosoomi kadu, ehk puudumine (2n-1)
Trisoomia – ühe kromosoomi lisandumine (2n+1)
Nullisoomia – ühe kromosoomipaari puudumine (2n -2)
Tetrasoomia – kromosoomipaari lisandumine (4 homoloogse kromosoomi olemasolu (2n-2)
Inimestel olulisemad trisoomiad
Patau sündroom (+13)
Edwarsdi sündroom (+18)
Downi sündroom (+21)
+X (poly-X naised) – Turneri sündroom

Kromosoommutatsioonid (näited inimeste puhul)

Autosomaalsed sündroomid
Inimese autosomaalsetest trisoomiatest sünnivad vaid 3 (+21, +18 ja +13) vastsündinute skriinimiseks piisava sagedusega
Monosoomiat leitud vaid 22 kromosoomi puhul
Downi sündroom

21 kromosoomi trisoomia
Kirjeldati (haiguspilt) esmalt 1866 aastal J. Langdon Down poolt
Analoogset sündroomi kirjeldatud ka inimahvidel
Peamine puue vaimne mahajäämus, lai lame nägu, viltuse lõikega silmad jne.

Mikrodeletdioonisündroomid (näide)
Mikrodeletsioonisündroomi fenotüüp on põhjustatud paljude kromosoomis kõrvuti paiknevate erineva funktsiooniga geenide puudumisest, nimetatakse neid ka külgnevate geenide sündroomideks
Kasutusel 80-datest aastatest, mikroskoopia abil raske detekteerida ( lahutusvõime piiri peal - 2 Mb...)
Miller -Diekeri sündroomi (MDS) on harvaesinev haigus. Patsientidel on iseloomulik nägu; lühike nina, kõrge laup, esiletungiv ülahuul, väike alalõug ja teised näo ning pea defektid . Postnataalne areng on peetunud ja eluiga lühike. Oluliseks puudeks on vaimne alaareng, mille otseseks põhjuseks on ilma käärudeta ajukoor (lissenotsefaalia).
Väike deletsioon 17. kromosoomi lühikese õla p13 piirkonnas-liigitati haigus mikrodeletsioonisündroomiks

Pradel-Willi /Angelmani sündroom
Prader –Willi sündroom (PWS) on haruldane geneetiline haigus
Isapoolses 15 kromosoomis on deleteerunud (või ei ekspresseeru) piirkond (või osa sellest) q11-13 (sisaldab 7 geeni)
Esimesena kirjeldas selle 1956 A. Prader ja H. Willli
Sagedus 1:10000 kuni 1:25000 sündidest
Isapoolne pärilikkus on oluline selle pärast, et 15 kromosoomi piirkond allub geneetilisele imprintingule. See tähendab, et osad selle piirkonna geenid on ainsad aktiivsed koopiad. Kuna teised koopiad on vaigistatud imprintingu kaudu.
PWS puhul on emalt saadud koopia inaktiveeritud
Sama piirkonna deletsioon naistel põhjustab Angelmani sündroomi

hüpotoonia e. madal lihastoonus
hüpogonadism e. suguorganite ja teiseste sootunnuste puudulik areng
kiire kehakaalu suurenemine või pikkusega võrreldes ülemäärane kehakaalu lisandumine pärast 12. elukuud, rasvumise kujunemine enne 6. eluaastat
tüüpilised näojooned (dolihhotsefaalia e. pikkpeasus, kitsas otsaesine, mandlikujulised silmad, väike suu õhukese ülahuule ja allapoole suunatud suunurkadega)
lühike kasv, pikkusele mittevastavad väikesed labakäed ja -jalad ülemäärane, sageli täitmatu söögiisu/ ülemäärane hõivatus söögiga
psühhomotoorse arengu hilistumine, kerge või mõõdukas vaimse arengu mahajäämus ja/või väljendunud õpiraskused

Geneetiline imprinting
Imprinting on epigeneetiline protsess, mille käigus metüleeritakse DNA ja modifitseeritakse histoone. Tulemuseks on ühe alleeli geeniekspressioon (ilma DNA järjestuse otsese modifitseerimiseta).
Need epigeneetilised markerid määratakse juba idurakkudes ning säilitatakse organismi kõigis somaatilistes rakkudes

X-kromosoomi inaktivatsioon
X-i inaktivatsioon toimub astmeliselt ja järgib “n-1” reeglit, mis tähendab, et kõik X-kromosoomid peale ühe diploidse genoomi kohta inaktiveeruvad
ühtlustub X-i geenide doos emas- ja isasisendite somaatilistes rakkudes
Lyoni hüpotees - “ühe aktiivse X-i hüpotees”, 1961
Lyoni hüpotees

üks imetajate emasisendite X-kromosoomist inaktiveeritakse varases embrüonaalse arengu staadiumis

inaktiveeritakse juhuslikult emalt või isalt saadud X- kromosoom

kõik antud raku järglased säilitavad inaktivatsiooni mustri, st. sama X on inaktiivne

kui rakus on enam kui kaks X-kromosoomi, on kõik peale ühe inaktiivsed
X- kromosoomi inaktivatsioon inimesel sõltub kromosoomipiirkonnast, mida nimetatakse X-i inaktivatsiooni keskuseks (X inactivation center , Xic)
Xic-i puudumisel ei moodusta X-kromosoom Barri kehakest ja mõlemad jäävad aktiivseks

X-inaktivatsioon leiab aset varases embrüonaalses arengus blastotsüstis (1000-2000 raku staadiumis)

Kõigepealt blokeeritakse ühes aktiivses X-kromosoomis Xic (XIST), mistõttu transkriptsiooniaktiivseks jääb vaid teises X-kromosoomis paiknev XIST geen
XIST-i transkript (inaktivatsiooni signaal ) levib üle kromosoomi, misläbi enamik geene antud X-is inaktiveerub
Järgneb stabiliseerumine ja inaktivatsiooniseisundi säilitamine
Inaktiivse oleku teke ja püsimine on oma olemuselt heterokromatiseerumine.
Inaktiivne X reaktiveeritakse ootsüütides veidi aega enne meioosi.
Xi kaotab oma hetepüknootilise oleku ning muutub transkriptsiooniaktiivseks nagu Xa.

Soo määrang geneetiliselt
Lahksugulistel organismidel, kus isendid on eristunud kaheks geneetiliselt, füsioloogiliselt, morfoloogiliselt või ka ökoloogiliselt erinevaks vormisk, lähtub suguline eristumine kas keskkonna või geneetilistest teguritest
Põhiline siiski geneetiline, ehk kromosomaalne soomääramine. Jaotub veel kaheks:
Soo määrab ühe lookuse alleelide erinevus – osadel putukatel (Musca domestica ) on dominantne lookus M, mis heterosügootsena M/m määrab isasisendi, retsessiivselt homosügootsena m/m aga emasisendi
Kogu genoom määrab soo – näiteks mesilastel, kus diploidsed isendid on emased või töömesilased, viljastamata munarakust aga arenevad haploidses isased (lesed)
Sugu määratakse sugukromosoomide poolt. Ka seda võib omakorda jaotada:

Putukatel määratakse sugu kvantitatiivselt (sugukromosoomide arvu erinevusega) . Lehetäi emasisendil on 4 autosoomi ja sugukromosoomid X1, X1, X2,X2 isasisendil 4 autosoomi ja X1, X2.
Heteromorfsed sugukromosoomid – ühe soo, tavaliselt isaste sugukromosoom on heterokromatiinne ja vajalik on geeni doosi kompensatsiooni mehhanism

Heteromorfsete kromosoomistiku puhul veel 2 võimalust – isasheterogameetsus ja emasheterogameetsus ( linnud , liblikad ja maasikad ...)
Isasheterogameetsuse puhul jaotub omakorda:
Isasaisendidtel küll morfoloogiliselt erinevad sugukromosoomid, kuid sugu määratakse autosoomide ja X kromosoomide suhtega, sealjuures on Y –kromosoom vajalik fertiilse isase tekkeks
Soo määramisel on oluline Y –kromosoom (imetajatel, taimedel)
Heteromorfsete sugukromosoomide puhul oluline geeni doosi kompenseerimise mehhanismid :
Kompensatsioon puudub - sugukromosoomides väike osa aktiivsetest geenidest. Arvatavasti lindudel ja liblikatel puudub geeni doosi mehhanism (väikesed heterokromatiinsed sugukromosoomid)
Tõstetakse spetsiifiliselt ühe X-kromosoomiga isenditel X-liiteliste geenide aktiivsust (Drosophila)
Vähendatakse kahe X-kromosoomiga isenditel X-liiteliste geenide aktiivsust ( imetajad , ümarussid)

Sugukromosoomide arvu anomaaliad
Sugukromosoomide aneuploidiaga patsientide vaimne areng suhteliselt normaalne
Füüsilise arengu häired on seotud põhiliselt suguorganite alaarenguga ja suguhormoonidest sõltuvate sekundaarsete sugutunnuste ja kasvu häiretega

Turneri sündroom
Kirjeldati 1938 naistel. Sündroomi karüotüübi kirjeldamiseks kasutatakse nii 45,X kui ka 45,X0.
Väike kasv (alla 150 cm), primaarne amenorrhöa (puudub mentsuaaltsükkel) ning sekundaarsete sugutunnuste puudumine. Nendel patsientidel esineb kaelal tiibjätke (pterygium colli), mis annab tiibjad nahavoldid kaelale, küünarnukk paikneb muutunud nurga all
Gonaadid arenevad embrüogeneesis 15. nädalani normaalselt ning hakkavad siis degenereeruma, koosnedes postnataalselt vaid sidekoest, milles pole folliikuleid . Sellised ovaariumid ei produtseeri östrogeene ning naine jääb seksuaalselt infantiilseks.
Turneri sündroomiga naiste vaimne areng on normaalne. Mõnede allikate järgi andis samalaadse sündroomi kirjelduse
Sama sündroomi tuntakse ka Ullrich-Turneri sündroomi (UTS) nime all.

Klinefelteri sündroom
Kirjeldati meestel 1942
1959 selgitati sündroomi koosseis 47, XXY
Sagedus 1:700 – 1000 vastsündinud poisist
Lisaks 47,XXY, kirjeldatud ka 48,XXXY, 49,XXXXY variante
Iseloomulikeks tunnusteks on pikem kasv ja väikesed gonaadid, mis ei produtseeri piisavalt testosterooni. See põhjustab sekundaarsete sugutunnuste puuduliku arengu, günekomastia ning vaimse alaarengu .
Sündroom diagnoositakse tavaliselt sugulise küpsemise perioodil. Klinefelteri sündroomiga mehed on viljatud

fra(X) sündroom
Kliinilise sündroomiga seostatud X kromosoomi pika õla fragiilsait fra(X)(q27.3)
Fra(X) sagedus meestel 1: 1250
6% vaimselt mahajäänud meestest
Suurenenud testised, suur pea, esiletungivad kõrvad, laup jne
20% ei avaldu kliinilisi sümptomeid
Fra(X) sagedus naistel 1:2000 -2500
Vaimne mahajäämus vähem väljendunud
Sündroom avaldub 30% naistest
Pärandumine erinev klassikalisest X-liitelisest pärandumisest.
Risk fra(X) sündroomile on mutatsiooni edasikandvate (NTM) meeste emade lastel palju väiksem (9%), kui NTM tütarde lastel (40%) (nn. Shermani paradoks )

Pärilike haiguste sünnieelne diagnostika
Sünnieelse diagnostika näidustused:
Ema vanus (üle 35)
Ühel vanematest leitud kromosoomianomaalia
Perekonnas varem neuraaltoru anomaaliaga laps (anentsefaaliga, ajusong jne.)
Keegi perekonnast põeb rasket retsessiivset haigust (hemofiilia, fra(X) jne)
Ultrahelidiagnostikas leitud loote anomaalia (väike loode, väike platsenta )

Eestis meditsiinigeneetiline konsultatsiooni kabinet 1969
1990 Eesti Meditsiinigeneetika Keskus
Enamasti ultraheliuuringud
Loote ja vere rakkude uuringud

Loote rakkude saamine:

Amniotsenees – looterakke saadakse amnioni vedelikust. Eraldatud rakke kultiveeritakse 2-3 nädalat – uuringuks vajalik hulk mitootilisi rakke
Koorionbiopsia – proov hatulisest koorionist e. trofoblastist . Proovi saab rutem analüüsida

.DOC Laadi alla originaalfail 18 lk · .doc · 63 allalaadimist

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

~ 18 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2016-10-18 Kuupäev, millal dokument üles laeti

63 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

lyina Õppematerjali autor

Geneetika I kordamisküsimuste vastused

Geneetika Geneetika I kordamisküsimused (2012) DNA RNA ribonukeliinhape Valgud Nukleosiid Nukleotiid Nukleiinhape Nukleosoom Eukromatiin Heterokormatiin

Sarnased õppematerjalid

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

docx

GENEETIKA

sõltumata eri gameetide vahel. Tõenäosus, et kaks üksteist välistavad sündmust toimuvad on võrdne kummagi nähtuse tõenäosuste summaga. Geneetiliste andmete statistiline analüüs: 1. Mendeli suhteid saab ennustada matemaatiliselt null hüpotees. 2. Null hüpotees = erinevused on juhuslikud. 3. Võrdleme null hüpoteesi saadud andmetega, kuidas need sobituvad eeldatavate tulemustega. Kokkuvõte: Mendeli geneetika ehk mendelismi aluseks on geenide ülekanne vanematelt järglastele ehk põlvkonnast põlvkonda. Geenide ülekande mehhanism põhineb alleelipaari lahknemisel ehk segregatsioonil erinevatesse gameetidesse ning wrinevate alleelipaaride sõltumatul jaotumisel sugurakkudesse. Mendelismi printsiibid ja seaduspärasused on universaalsed kõikide suguliselt paljunevate organismide korral. Mendeli seaduspärasused on oma loomult statistilised. Paljud

Geneetika

doc

KLASSIKALINE GENEETIKA

KLASSIKALINE GENEETIKA 1. Kas tütarkromatiidid on geneetiliselt identsed vi ei ja miks? On, sest nad tekkisid replikatsiooni tulemusel (samad geenid, samad alleelid). 2. Kas homoloogilised kromosoomid on geneetiliselt identsed vi ei ja miks? Ei, sest üks on saadud isalt ja teine emalt. 3. Millisteks osadeks jaotub rakutsükkel? Interfaas (G1, S, G2), profaas, metafaas, anafaas, telofaas (meioosi puhul jagunemisi 2). 4. Mis on mitoosi bioloogiliseks funktsiooniks? Organismi kasv, mittesuguline paljunemine, hävitatud rakkude asendamine; geneetiliselt identsete tütarrakkude saamine. 5. Mis on meioosi bioloogiliseks funktsiooniks? Geneetilise materjali ümberkombineerimine suguliselt sigivatel organismidel. 6. Miksa on mehed geneetiliselt kaitstud, naised aga mitte? Geneetiline konsultatsioon. Naistel munarakkude eellasrakkude arv määratud juba sünnihetkel ja elu jooksul neid juurde ei moodustu, seega vib sinna kuhjuda kikvimalikke mutatsioone. Meestel uute spermatosoidide moo

Geneetika

docx

Geneetika kordamisküsimused

Geneetika kordamisküsimused 1. Mis on kromosoomid? Kromosoom on rakutuuma element, mis moodustub mitoosi- või meioosiprotsessiks (ainult siis mikroskoobist nähtav). Kromosoomid on moodustunud kromatiinist (DNA ja valkude kompleks), on kepikujulised struktuurid ja sisaldavad geene. Iga kromosoom koosneb ühest DNA molekulist. 2. Telomeer, tsentromeer Telomeer on DNA ahela piirkond, mis asub kromosoomi otstes. Telomeeri ülesandeks on kaitsta kromosoomi otsi kahjustuse eest. Iga jagunemise käigus väheneb DNA ahela pikkus kromosoomi otstest just telomeeride piirkonnast, see on hea selleks, et kahjustada ei saaks olulised geenid. Teiseks telomeeri ülesandeks on rakujagunemiste regulatsioon. Nimelt on rakk jagunemisvõimeline kuni telomeeride kriitilise pikkuseni ning selle pikkuseni jõudes lõpetab rakk jagunemise. Telomeeridega on arvatavasti seotud nn. "kellamehhanism", mis takistab kõrgemate organismide normaalsete rakkude piiramatut jagunemist. Iga jagunemistsükliga

Geneetika

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

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

doc

Rakutuum

Rakutuum Rakutuum esineb ainult eukarüootsetes rakkudes. Üks suurematest organellidest (5-25 µm). Ümbritsetud kahekordse membraaniga nn tuumaümbrisega. Välimine membraan on sageli seotud ER membraaniga ja kahe membraani vaheline ruum on ER luumeni jätkuks. Tuumamembraanid koosnevad lipiidsest kaksikkihist, milles esinevad teatud tüüpi valgud. Tuumas on eristatav tuumakese piirkond. Tuuma sisemist osa, mis ei ole tuumake, nimetatakse nukleo- e. karüoplasmaks. Tuuma struktuur ja koostis on määratud tuuma funktsioonidega. Tuumas paikneb DNA ja toimub DNA replikatsioon. Tuumas paikneval DNA-l sünteesitakse mRNA, tRNA, rRNA, samuti toimub tuumas ribosoomide subühikute teke. mRNA, tRNA ja ribosoomide subühikud peavad liikuma tuumast tsütoplasmasse. Tsütoplasmast tuuma peavad liikuma tsütoplasmas sünteesitud valgud (histoonid, regulaatorvalgud, DNA ja RNA polümeraasid jt) Seega läbi tuuma membraani peavad liikuma kõrgmolekulaarsed

Rakubioloogia

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

Rohkem sarnaseid