Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Geneetika I kordamisküsimused (0)

1 Hindamata
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?
  • Mille poolest erineb transkriptsioni initsiatsioon replikatsiooni initsiatsioonist?
  • Mis on supressor-tRNA?
  • Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis.
    Kohtumeditsiinis kasutatakse (molekulaar)geneetikat isikute tuvastamisel - inimpopulatsioon on geneetiliselt heterogeenne, mis tähendab seda, et DNA nukleotiidses järjestuses on indiviiditi erinevusi. Neid erinevusi on võimalik tuvastada molekulaarsete meetoditega.
    Meditsiinis on geneetikal palju rakendusi, kuna paljusid haigusi tekitavad geenimutatsioonid . Nt on geenis nukleotiidide järjestus „ normaalsest erinev“ mis pärsib/üliaktiveerib geeni avaldumist või mille tõttu geen kodeerib muutunud omadustega valku. Nt Huntington, fragiilne X jne.
    Geneetiliste haiguste raviks saab kasutada geeniteraapiat - geenidefekti kompenseeritakse normaalse, funktsionaalse geeni viimisega haige indiviidi rakkudesse. Selleks kasutatakse nt modifitseeritud viiruseid . 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.
  • 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.
    Transgeensed organismid saavutatakse siis, kui organismi viiakse mõne teise isendi/liigi geene.
    Transgeensete taimede ja loomade konstrueerimisel on 3 põhilist eesmärki::
  • Soovitavate tunnuste lisamine või võimendamine kultuurtaimedel ja koduloomadel. Tahked tomatid.
  • Huvipakkuva produkti tootmine taimes või loomas . Raviomadustega piim lammastel.
  • Transgeensete organismide konstrueerimine eesmärgiga uurida bioloogiliste protsesside toimumise molekulaarseid mehhanisme .
    Kloonimine - somaatilise raku geneetiline materjal viiakse munarakku, millest on eelnevalt eemaldatud munarakus olev geneetiline materjal. Jagunema stimuleeritud munarakust arenevad isendid, kes on geneetiliselt identsed doonoriga. 1997 esimene kloonitud organism – lammas Dolly . Inimest kloonida ei või, küll aga tegeletakse embrüonaalsete tüvirakkudega, mida saab hiljem suunata diferentseeruma erineva funktsiooniga rakkudes – kasutatakse nt kunstlikul kudede kasvatamisel, et asendada kahjustatud/kärbunud kude.
  • Geneetika väärkasutused.
    EugeenikaFrancis Galton arendas edasi Darwini loodusliku valiku teooriat (evolutsiooni käigus kõrvaldatakse kehvemad tunnused ja asendatakse parematega) väites, et ka inimese vaimsed ja füüsilised tunnused on päritavad ja tuleks soodustada paremate tunnustega isendite sigimist ja takistada kehvemate tunnustega isikute sigimist. Headeks tunnusteks loeti kõrget intelligentsi, loomingulisust, tugevat tervist. Halbadeks ebaintelligentsust, kriminaalseid kalduvusi, kehva tervist ja nt alkoholismi. 20nda sajandi esimeses pooles rakendati paljudes maades ebasoodsate tunnustega isikute paljunemise piiramiseks steriliseerimist – vangid ja nõdrameelsed steriliseeriti. Pooltes USA osariikides mindi ka nii kaugele et seaduste järgi pidi steriliseerima epileptikuid ja väära seksuaalse orientatsiooniga isikuid. Euroopas oli steriliseerimine pikalt levinud Põhjamaades. Samuti kasutati eugeenika põhimõtteid migratsioonis – USA eelistas 20-sajandil sisserändajaid Põhja-Euroopa maadest ja piiranguid seati Kesk-Euroopa, Vahemere ja Aasia elanikele. Kõige julmem „eugeenika“ rakendus oli natsisaksamaal massiline juutide (ja ka mustlaste) hävitamine – jutumärkides eugeenika kuna Galtoni algsetes põhimõtetes seisis , et tuleb säilitada parimad tunnused igast rassist, klassist jne, seega ei olnud tegu otseselt rassistliku põhimõttega. Tänu seostamisele rassismi ja muu sellisega ei tahtnud paljud teadlased sellel ajal geneetikaga tegeleda – sellel oli halb maik.
    Lõssenkism – Nõukogude Liidus levinud geneetika põhitõdede eiramine. Nime saanud Lõssenko järki, kes tegeles sordiaretusega ja väitis, et soovitud muutused taimesortides toimuvad keskkonnatingimuste tõttu. Stalin kiitis selle heaks, kuna see näis kokku minevat marksistliku teooriaga, et ühiskondlik kord mõjutab inimeste omaduste arengut. Mendelismi pooldajadsattusid vanglasse ja paljud seal ka surid, geneetika kuulutati ebateaduseks. Kuigi Lõssenko teooriatel tõepinda polnud olid paljud teadlased sunnitud ellujäämise või karjääri nimel tulemusi võltsima, näitamaks, et Lõssenko teooria töötab.
  • Võrrelge eukarüootset ja prokarüootset genoomi.
    Prokarüootse raku genoomiks on üks kaksikahelaline DNA molekul , mis on tavaliselt rõngasmolekul. Haploidne. Histoonid puuduvad. Eukarüootidel on rohkem kui üks kromosoom . Mõnedel liikidel on erinevate kromosoomide arv isegi üle saja. Iga kromosoom koosneb lineaarsest DNA molekulist, mis on valkudega väga tihedalt kokku pakitud.
  • Võrrelge raku jagunemist mitoosi ja meioosi teel.
    Mitoosi eesmärk on keharakkude taastootmine, meioos sugurakkude tootmine.
    Mitoosil üks mitootiline jagunemine, meioosis kaks järjestikust jagunemist.
    Mitoosil moodustub 2 diploidset identset tütarrakku, meioosil 4 haploidset erinevat tütarrakku.
    Mitoosis ristsiiret ei toimu, küll aga toimub see meioosi I profaasis .
  • Meioos geneetilise muutlikkuse suurendajana. Meioosi häiretest tulenevad defektid.
    Esimeses meioosis toimub homoloogiliste kromosoomide juhuslik lahknemine tütarrakkudesse. Inimesel on 23 paari kromosoome. Iga kromosoomipaari puhul on 50%-line tõenäosus, et gameeti satub emalt päritud kromosoom. Geneetilist muutlikkust aitab suurendada veel meioosi esimeses profaasis toimuv geneetiline rekombinatsioon ( ristsiire ) homoloogiliste kromosoomide kromatiidide vahel.
    Meioosi käigus võib esineda vigu kromosoomide jaotumises tütarrakkudesse. Selle tulemusena võib seemne- või munarakku sattuda mõni kromosoom topelt või jääb mõni kromosoom puudu. Kromosoomide ebavõrdset jaotumist meioosi teel esineb küllalt sageli ka normaalsete meeste seemnerakkude puhul – kuni 5% seemnerakkudest sisaldavad ebanormaalset kromosoomide komplekti. Kromosoomide normaalset lahknemist võivad mõjutada mitmesugused keskkonnategurid , näiteks röntgenkiirgus, kemikaalid . Olulist rolli mängib ka indiviidi vanus. Suguvõsade uuringutest on ilmnenud , et osades suguvõsa liinides esineb meioosi häireid sagedamini kui teistes. See viitab sellele, et nende indiviidide puhul on normaalne meioos häiritud mutatsioonide tõttu geenides, mis vastutavad homoloogiliste kromosoomide vahel toimuva geneetilise rekombinatsiooni või tsentromeeridele mikrotuubulite kinnitumise eest.
    Diplonema staadiumis tõukuvad homoloogilised kromosoomid üksteisest eemale, kuid jäävad ühendatuks kiasmide kaudu. Diplonema staadium võib osade loomade ja ka inimese puhul kesta aastaid. Inimesel moodustub lootestaadiumis umbes 400000 küpsemata munarakku, ootsüüti, mille jagunemine peatub just selles staadiumis. Alles menstruatsioonitsükli käigus valmib kord kuus üks munarakk , läbides poolelijäänud meioosi. Mida kauem on meioos peatunud, seda suurem on oht, et kromosoomide jaotumises tütarrakkudesse võib olla vigu. Nii näiteks suureneb naistel vanemas eas risk sünnitada Downi sündroomiga laps, mida põhjustab 21 kromosoomi trisoomia .
  • Mendeli poolt avastatud pärilikkuse üldprintsiibid monohübriidsel ja dihübriidsel ristamisel.
    Mono : Dominantsuse ja lahknemise printsiip. Mendeli I seadus: (ühetaolisuse seadus) erinevate homosügootsete isendite ristamisel on I põlvkonna järglased F1 kõik ühetaolised heterosügoodid (Aa) sõltumata ristamise suunast ja fenotüübilt sarnased dominantse vanemaga (AA).
    Mendeli II seadus e. lahknemisseadus – heterosügootide (F1 põlvkonna hübriidide) järglaskonnas toimub geneetiline lahknemine, nii et kindlates sagedussuhetes tekivad nii homosügootsed kui ka heterosügootsed isendid (fenotüüp 3:1; genotüüp 1:2:1 /AA,Aa,aa/).
    Dihübriidne: erinevad 2 tunnusepaari poolest. F1 põlvkonnas tulemused samad, mis Mend. I seaduse puhul. F2 põlvkonnas 9 eri genotüüpi ja fenotüübid jaotuvad suhtes 9:3:3:1.
    Mendeli III seadus: homosügootsete isendite dihübriidsel ristamisel lahknevad mõlemad tunnusepaarid teineteisest sõltumatult ja kombineeruvad vabalt.
  • Geenide alleelne varieeruvus ja mõju fenotüübile: semidominantsus, kodominantsus, mitmealleelsus . Tooge näide.
    Mendeli järgi igal geenil 2 alleeli: dominantne ja retsessiivne . Tegelikkuses võib alleele olla rohkem ja neil kõigil erinev mõju fenotüübile.
    Semidominantsus – Üks alleel on küll dominantne, kuid heterosügootses olekus avaldub nõrgemini. Roosad lõvilõuad on punase ja valge ristand .
    Kodominantsus – Heterosügootses olekus ei suru kumbki alleel teist alla, esineb mõlema mõju. Inimese vererakud võivad toota nii M antigeeni või N antigeeni või heterosügoodi puhul mõlemat.
    Mitmealleelsus – Ühte tunnust määrab üle 2 alleeli, mis on mingis järjestuses üksteise suhtes ka dominantsed . Jäneste karvavärvus: c – albiino , ch – himaalaja, cch – chinchilla ja c+ metsik.
  • Mutatsioonide toime organismile. Testertüved mutatsioonide alleelsuse testimiseks.
    Nähtavad mutatsioonidmuudavad mõd morfoloogilist tunnust (nt seemnete värvus, tekstuur )
    Steriliseerivad mutatsioonid – mutsatsiooniga isend on paljunemisvõimetu.
    Letaalsed mutatsioonid – surmavad, tavaliselt juba looteeas.
    Testertüvedega ristamist kasutatakse retsessiivsete mutatsioonide uurimiseks, selgitamaks välja, kas mutantne fenotüüp on põhjustatud sama geeni alleelse teisendi poolt või mitte. Uuritav objekt ristatakse mingi retsessiivse mutatsiooni suhtes homosügootse testertüvega. Juhul kui ka järglaskonnal avaldub mutatsioon , on tegu sama geeni mutantse alleeliga, mille alleel on testertüvel retsessiivne. Äädikakärbeste silmavärvust mõjutavad kahes erinevad geenis olevad mutatsioonid: cinnabar ja scarlet, mõlemad põhjustavad erkpunast silmavärvi.
  • Geenide fenotüübilist avaldumist mõjutavad tegurid. Mõisted penetrantsus ja ekspressiivsus.
    Geenide fenotüübilist avaldumist ja mõju mõjutab tavaliselt keskkond. Näiteks võivad sama geeni erinevate alleelide poolt kodeeritud produktid olla erineva temperatuuritundlikusega. Shibire mutatsiooniga äädikakärbsed paralüseeruvad 25C juures raputamisel ja üle 29C juures juba iseenesest. Samuti mõjutab inimese sugu – meestel esineb kiilaspäisus nii hetero - kui homosügootses olekus, homosügootsetel naistel aga tavaliselt vaid juuste hõrenemisena. Vastava alleeli avaldumise käivitab testostoroon, mida mehe organismis on tunduvalt rohkem, kui naisel.
    Penetrantsus – sagedus protsentides, millega mingi konkreetne genotüüp avaldub selle kandja fenotüübis. Mittetäielik penetrantsus nt polüdaktüülial.
    Ekspressiivsus – kirjeldab geeni fenotüübilise avaldumise taset. Kandilise lõuaga Hapsburgid, lobe mutatsiooniga sagaralise silmakujuga äädikakärbsed.. Mittetäielikku penetrantsust või erinevad ekspressiivsust mõjutab tunnuste komplekssus – konkreetne fenotüüp võib olla seotud mitme erineva geeni avaldumisega.
  • Mõisted epistaas ja pleiotroopsus . Tooge mõni näide.
    Epistaas – ühe geeni takistav , pärssiv või varjutav toime teise geeni avaldumisele. Need geenid mida allutatakse on hüpostaatilised. Kui epistaatilise geeni ainsaks avaldumisviisiks on teise geeni pärssimine, nimetatakse teda inhibiitor- või supressorgeeniks. Äädikakärbeste mutatsioon white (põhjustab valget silmavärvust) on epistaatiline mutatsiooni cinnabar suhtes. Ehk mõlema homosügootsel avaldumisel on kärbse silmad ikka valged.
    Pleiotroopsus – geen mõjutab samaaegselt erinevaid tunnuseid. Mitme patogeense tunnuse koos avaldumine on sündroom. Fenüülketonuuria, mille puhul on häiritud aminohapete metabolism.
  • Mis põhjustab kompleksse tunnuse erinevat avaldumismäära populatsioonis?
    Erinevad alleelipaarid mõjutavad ühte tunnust ja jagunevad üksteisest sõltumatult – varieeruvus on suur. Samuti on olemas lävitunnused – tunnused mis esinevad vaid kindlate genotüübiliste variantide puhul (jänesemokale lisanduv lõhe suulaes). Samuti mõjutab keskkond.
    Seos päritavusega ilmneb sugupuude analüüsist: esimese astme sugulastel, kes on geneetiliselt lähedasemad, avaldub see tunnus sagedamini kui teise-ja kolmanda astme sugulastel, kes on geneetiliselt heterogeensemad.
  • Kvantitatiivsete tunnuste analüüs: keskmine ja modaalklass, valimi varieeruvus ja standardhälve.
    Kvantitatiivne kirjeldamine: võetakse populatsioonist juhuslikud esindajad ning nende analüüsist saadud tulemustest tehakse üldistused suuremale populatsioonile. Arvutatud väärtused on statistilised .
    Valimi keskmine X – summeeritakse kõigi isendite andmed (SXi) & jagatakse need vaadeldud
    isendite arvuga n. X = SXi/n
    Modaalklass – väärtuste klass, kuhu jaotub analüüsitud valimist kõige enam indiviide.
    Varieeruvus s² – mõõdab üksikute andmepunktide hajuvust keskmisest punktist.
    s² = S(Xi – X) ²/ (n – 1).
    Standardhälve s – kasutatakse valimi keskmisest erinemise kirjeldamiseks, ruutjuur valimi varieeruvusest.
  • Päritavus. Mida näitab see, kui teatava tunnuse päritavuskoefitsient on väärtusega 0,6?
    Päritavus - kvantitatiivse tunnuse populatsioonisisese muutlikkuse see osa, mis on tingitud genotüübilistest erinevustest indiviidide vahel. Ülejäänud osa tunnuse muutlikkusest on tingitud kas puhtalt eksogeensetest (keskkonna) tingimustest või genotüüpide ja keskkonnategurite vastasmõjust.
    Päritavuskoefitsent näitab geneetilise muutlikuse suhtosa tunnuse üldisest populatsioonisisesest muutlikusest. Varieerub 0-1. 0,6 näitab, et suurem osa fenotüübilisest varieeruvusest on põhjustatud genotüübilisest erinevusest.
  • Kunstlik valik, sellega seotud piirangud. Inbriidingu mõju organismi fenotüübile.
    Kunstlik valik – katsetaja, aretaja poolt teostatud valik bioloogilistele objektidele eesmärgiga saada teatud vajadustele või soovidele & rakendatud tingimustele vastavaid vorme ( sorte , tõuge). Suguliselt sigivate organismide (N: koduloomad, kultuurtaimed ) puhul valitud genotüüpidega (või fenotüüpidega) isendite kontrollitud ristamises ning järglaste valikus geneetiliste omaduste järgi. Kunstliku valiku puhul tuleb arvestada bioloogiliste objektide looduslikke limiite e takistab looduslik valik. Mardikate eksperiment , kus neile rakendadi 125 põlvkonna jooksul kunstlikku valikut. Populatsioon muutus geneetiliselt ja mardika nukkude keskmine kaal kahekordistus. Siiski ei saanud mingist piirist enam kunstlikku valikut rakendada, kuna mardikate kaal ja sigimisvõime olid negatiivses korrelatsioonis – looduslikult ei olnud võimalik teatud piirist suuremaid mardikaid enam selekteerida.
    Inbriiding on lähedalt suguluses olevate organismide ristumine. Selle käigus kasvab homosügootide osakaal. See mõjutab kvantitatiivseid tunnuseid nagu keha suurus, elujõulisus ja viljakus. Mida suurem on populatsiooni inbreeding seda madalam on selle elujõulisus ja viljakus. Negatiivne efekt tuleneb kahjulike retsessiivsete tunnuste (haigused, mutatsioonid) avaldumisest homosügootides.
  • Sugukromosoomid erinevatel organismidel. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et pärilikkus on seotud kromosoomidega.
    Sugukromosoomide arv võib liigiti varieeruda. Rohutirtsude puhul emastel üks kromosom rohkem kui isastel (emane XX, isane X0). Inimestel ja paljudel teistel loomadel võrdne arv sugudel võrdselt kromosoome. Naine XX, mees XY. Sugukromosoomid lahknevad meioosi käigus, produtseerides võrdselt X ja Y kromosoome sisaldavaid gameete. Y sisaldaval gameedil isegi eelis, kuna XY looted vähem elujõulised – seega tuleb neid rohkem „tekitada“. 1,3:1. Sünnihetkeks on vahe juba 1,07:1. Suguküpseks saanud meeste ja naiste osakaal aga võrdne.
    Thomas Morgani katsed äädikakärbestega: tõestas, et valgesilmsust põhjustav mutatsioon asub sugukromosoomis X ja see esines ainult isastel (kellel oli vaid üks X kromosoom). Tegu oli retsessiivse mutatsiooniga ning seetõttu olid heterosügootsed emased ikka punasilmsed. Peale mitut ristamist saadi ka homosügootseid valgesilmseid emaseid.
  • Selgitage Mendeli seadusi lähtudes kromosoomiteooriast.
    Lahknemisseadus Raku esimese meiootilise jagunemise käigus homoloogilised kromosoomid paarduvad. Üks homoloog on pärit emalt, teine isalt. Kui ema on homosügootne alleeli A suhtes & isa sama geeni alleeli a suhtes → järglaskond Aa. Anafaasis liiguvad Aa heterosügootide kromosoomid, mis sisaldavad alleele A & a, raku erinevatele poolustele & satuvad tütarrakkudesse.
    Sõltumatuse seadus - lahknemisseadus – ka see seadus baseerub anafaasis toimuval lahknemisel. Kui AA BB emaseid ristata näiteks aa bb isastega →järglased Aa Bb. Heterosügootsetel järglastel (F1 põlvkond) mood. 4 tüüpi gameete.
  • Suguliitelised geenid ja nende avaldumine inimesel. Tooge näide.
    Suguliitelised geenid avalduvad vastavalt kas ainult X või Y kromosoomis. Meestel X-liitelisi haigusi kergem saada, kuna neil vaid üks X kromosoom, naistel aga 2, seega võimalus et teisel on dominantne alleel mis ei lase haigusel avalduda. Meestel on haiguskandja X-iga automaatne haiguse avaldumine. X-liitelised retsessiivsed alleelid märksa kergemini tuvastatavad kui retsessiivsed autosoomsed alleelid. Hemofiiliat põhjustab X-liiteline mutatsioon, mille kandjatel ei sünteesita vere hüübimiseks vajalikku faktorit. Arstliku vahelesegamiseta võib hemofiilikutel ka tühisem haav põhjustada verest tühjaks jooksmist. Pea kõik indiviidid mehed. N: Venemaa tsaari Nikolai II perekonnas.
  • Soomääramine erinevatel organismidel.
    Inimesel määrab soo Y kromosoomi olemasolu, kuna Y kromosoomis paikneb geen SRY, mis kodeerib faktorit TDF, mis on regulaatorvalk, mis seondub DNA’ga ja kontrollib nii teiste geenide avaldusist, mis on vajalikud testide arenemiseks . Testides toimub testosterooni sekretsioon , testosteroon on hormoon , mis on seotud meessoole omaste tunnuste välja arememisega. X0 inimesed ( Turneri sündroom) on seega naissoost .
    Äädikakärbsel määrab soo X kromosoomide suhe autosoomide kordsusesse. (Normaalsel diploidsel kärbsel on kaks sugukromosoomi (XX või XY)). Normaalsetel isastel on see suhe 0,5 (1X:2A) ning normaalsetel emastel 1,0 (2X:2A). Soo avaldumist mõjutab X-liiteline geen Sxl, mis suhte 1 või suurem puhul aktiveerub ja kärbsest areneb emane.
    Teistel loomadel: Kui isasloomal on kaks erinevat sugukromosoomi, X ja Y, nimetatakse tema sugu ka heterogameetseks. Emased, kes kannavad kahte X kromosoomi, on homogameetsed. Lindudel, liblikatel ja ka mõnedel roomajatel on olukord vastupidine: isased on homogameetsed (ZZ) ja emased heterogameetsed (ZW).
    Mesilastel on sugu määratud ploidsusega e. kordsusega. Diploidsed embrüod, mis arenevad viljastatud munarakust, arenevad emasteks, haploidsed embrüod, mis pärinevad viljastamata munarakkudest, aga isasteks. Vastse toitmisest sõltub, kas emane valmik saab olema viljakas (emamesilane) või steriilne (töömesilane). Et haploidsuse-diploidsuse süsteem jääks kehtima ka järglaskonnas, toimub munarakkude valmimine läbi meioosiprotsessi, seemnerakkude valmimine aga mitootilise jagunemise teel.
  • Kuidas on tagatud X-liiteliste geenide võrdne avaldumistase erinevast soost isenditel imetajatel ja äädikakärbsel?
    Äädikakärbestel toimub X-liiteliste geenide hüperaktivisatsioon, kui rakus puudub geeni Sxl produkt (isased). Teatav valkkompleks seondub X- kromosoomil paljudesse kohtadesse ja võimendab X-liiteliste geenide avaldumise taset 2 korda. Kui Sxli produkti on piisavalt, siis pole seda vaja ja see takistab valkkompleksi seondumist.
    Imetajatel on kahe X kromosoomi puhul üks X inaktiivses olekus. Valik on juhuslik, osadel juhtudel on inaktiivne isalt, teisel juhul emalt päritud X. Seega sisaldavad nad võrdsel hulgal mõlemat tüüpi rakke, olles seetõttu X kromosoomi suhtes geneetilised mosaiigid.
  • Mitoosi- ja meioosikromosoomide uurimise tsütoloogilised meetodid.
    Kromosoomide arvu ja struktuuri on võimalik uurida, värvides jagunevaid rakke teatavate värvidega ning vaadeldes värvunud kromosoome mikroskoobis. Seda nimetatakse tsütogeneetikaks. Oluline meditsiinis.
    Mitoos : Enamus tsütoloogilisi uuringuid teostatakse mitoosi metafaasi kromosoomidega (on kõige paremini nähtavad. Näiteks eraldatakse inimese valged vererakud ning kasvatakse neid kultuuris ja töödeldakse neid kemikaaliga, mis stimuleerib jagunemist. Metafaasi jõudnud rakke töödeldakse aga kemikaaliga mis kahjustab mitoosikääve ja peatab mitoosi. Seejärel töödeldakse rakke hüpotoonilise lahusega, rakud imevad end vett täis ja lõhkevad ja laialipaiskunud kromosoome uuritakse mikroskoobiga. Tänu sellele tehti nt kindlals, et inimesel on 46 mitte 48 kromosoomi.
    Kromosoomide nähtavale toomiseks kasutatakse erinevaid värve, kuni 70ndateni oli põhilises kasutuses Feulgen’i reagent ( lillakas , reageerib DNA suhkrujäägiga). Tänapäeval kasutatakse detailmsemateks uuringuteks DNA-ga interkaleeruvaid värve. Nt fluorestseeruv quinakriin või mitte-fluorestseeruv Quisma. Mõlemal juhul tulevad nähtavale ka kromosoomidele iseloomulikud triibud.
    Meioos: Võrreldes mitoosikromosoomidega on meioosikromosoome tunduvalt raskem tsütoloogiliselt analüüsida. 1) meiootiline jagunemine toimub ainult spetsiifilistes kudedes
    sugurakkude mood. 2)meiootiliselt jagunevaid rakke on laboritingimustes raske kultiveerida.
    Klassikalised meioosikromosoomide uuringud teostatud taimse materjaliga (mais, liilialised ). Taime õitelt eraldatakse paljunemisorganid & kraabitakse materjali sugurakke tootvast koest. Uuritud ka kõrgematel isenditel, uuritav proov tuleb saada elusorganismilt.
  • Inimese karüotüüp ja karüogramm.
    Inimesel 46 kromosoomi: 44 autosoomi; 2 sugukromosoomi. Autosoome tähistatakse suuruse
    alanevas järjekorras numbritega 1 – 22. Suurim 1. kromosoom; väikseim 21 (22. kromosoom peaaegu sama väike.) kromosoom. X kromosoom vahepealne & Y kromosoom umbes sama suur kui 22. kromosoom.
    Karüotüüp – indiviidi kromosoomistiku tunnustekogum, mida iseloomustab kromosoomide arv, suurus, tsentromeeri asukohast olenev kuju ja värvimuster (vöödilisus).
    Karüogramm – uurimiseks kasutatav kromosoomistiku süstematiseeritud fotokujutis 1 raku metafaasikromosoomidest, kus kromosoomipaarid on reastatud & rühmitatud suuruse, kuju & vöödimustri järgi. Suuruse & kuju alusel jaotatakse inim. autosoomid 7-sse rühma A – G . Kromosoomi lühemat õlga tähistatakse p (petite – prantsuse k) ja pikemat q.
  • Polüploidsus ja selle fenotüübilised efektid .
    Polüploidsed on organismid, mille rakud sisaldavad lisaks normaalsele kromosoomide arvule ühte või mitut lisakromosoomikomplekti. Esineb tavaliselt taimedel, loomadel harvemini.
    Fenotüübilt on polüploidide rakud suuremad mis viib ka nende enda suurema kasvuni. Polüploidsed taimed produtseerivad rohkem vilju on suuremate õitega.
  • Viljakate polüploidide saamine. Tooge näide.
    Polüploidid on tavaliselt steriilsed ja neid paljundatakse vegetatiivselt. Looduses võib polüploid (nt võilill) olla viljakas apomiksise teel – seemned arenevad modifitseeritud meioosi läbinud munarakkudest, kus kromosoomide arv ei ole vähenenud.
    Viljakamad on nt hübriidse päritoluga polüploidid, kuna siis nad sisaldavad kahte erinevat kromosoomi komplekti - meioosis paarduvad ühelt eellaselt pärinevad homoloogilised kromosoomid omavahel ning teiselt eellaselt pärinevad jällegi omavahel ning jaotuvad seejärel regulaarselt. Nii satub kõigisse sugurakkudesse võrdne arv kromosoome. Nt heksaploidne nisu.
  • Polüteenkromosoomide moodustumine ja omadused.
    Polüteenkromosoomid tekivad kui polüploidiseerumise käigus tütarkromatiidid ei eraldu. Võivad koosneda paljudest paralleelselt kulgevatest kromosoomi replikatsiooniproduktidest. Nt drosophilia vastsete süljenäärmetes.
    Omadused: a) Homoloogilised polüteenkromosoomid paarduvad ka somaatilistes rakkudes.
    b) Polüteenkromosoomide tsentromeerid moodustavad tugevalt värvuva struktuuri → kromotsentri (koosneb heterokromatiinist kus vähe geene. Kromosoomi õlgades (eukromatiin) palju geene).
  • Aneuploidsus ja selle fenotüübilised efektid. Tooge näide.
    Aneuploidsus – üks kromosoom või kromosoomi osa on võrreldes teistega erinevas korduses. Alaesindatud kromosoomidega on hüpoploidid ja üleesindatud on hüperploidid. Annavad tugeva fenotüübilise efekti.
    Inimeste tuntuim kromosoomi anomaalia on 21. kromosoomi trisoomia ehk Downi sündroom. Downi sündroomiga inimesed on tüüpiliselt lühikest kasvu, kühmus, suure koljuga, laiade ninasõõrmetega, pika keelega, mis on silmatorkavalt kurruline ja rohmakate kätega. Samuti on nad vaimselt alaarenenud, mistõttu vajavad spetsiaalset väljaõpet ja hooldust.
    Inimestel on kirjeldatud ka 13. (Patau sündroom) ja 18. (Edwardsi sündroom) kromosoomi trisoomiat, kuid selle tulemused on hullemad – imikud surevad tavaliselt paari nädala jooksul.
    Samuti esinev sugukromosoomide aneuploidsust (Klinefelteri sündroom XXY, Turneri sündroom X0, Jacobsi sündroom XYY jne) kuid nende mõju fenotüübile on tunduvalt väiksem – tihti ei ole sellest aru saadagi ilma karüogrammi uurimata.
  • Muutused kromosoomide struktuuris: deletsioonid, duplikatsioonid, inversioonid ja nende ümberkorralduste fenotüübiline efekt.
    Deletsioonkromosoomi segmendi puudumine. Homosügootses olekus tihti letaalne. Heterosügootses olekus mõjutab mingi geeniekspressiivsust.
    Nt inimeste 5. kromosoomi lühikese üla puudumine põhjustab nn kassikisasündroomi, mis põhjustab tugevat füüsilist ja vaimset alaarengut.
    Duplikatsioon – kromosoomisegmendi kahekordistumine. Homosügootses olekus pole fenotüübiline efekt nii drastiline kui deletsioonil. Heterosügootses olekus mõjutab mingi geeni ekspressiivsust.
    Nt inimestel 21. kromosoomi pikem õlg võib seonduda 14. kromosoomi külge. Kui seonduvad üks normaalne 14. kromosoom ja üks normaalne 21. kromosoom on inimene üldjuhul fenotüübilt normaalne, kui 14. kromosoom seondub aga kahe normaalse 21. kromosoomiga on inimesel põhimõtteliselt 21. kromosoomi trisoomia ehk Downi sündroom.
    Inversioon segment kromosoomist on ülejäänud osa suhtes 180 kraadi ümber pööratud. Laboritinimustes on seda võimalik saavutada röntgenkiirgusega kiiritades. Jagunevad peritsentriliseks ( tsentromeer läheb kaasa) ja paratsentriliseks (tsentromeer kaasa ei lähe).
    Mõjutab fenotüüpi, kuna kromosoom võib katkeda keset geeni, mõjutades sellega selle avaldumist.
    Nt äädikakärbse silmavärvi mõjutav geen white X kromosoomis võib sattuda nii heterokromatiini sisaldava tsentromeeri lähedusse, mis pärsib selle avaldust – pigment silmades jaotub ebaühtlaselt.
  • Translokatsioonid ja liitkromosoomide teke. Translokatsioonide mõju geenide avaldumisele.
    TranslokatsioonKui segment kromosoomist satub temaga mittehomoloogilisse kromosoomi. Saab stimuleerida röntgenkiirtega. Retsiprookne translokatsioon – 2 mittehomoloogilist kromosoomi vahetavad võrdsel hulgal geneetilist materjali.
    Liitkromosoomid tekivad kui kromosoom ühineb oma homoloogiga või liituvad tütarkromatiidid, moodustades ühe geneetilise üksuse. Püsivad stabiilsed seni, kuni neil on üks tsentromeer. Liitkromosoomid võivad moodustuda ka homoloogiliste kromosoomide segmentide ühinemisel – sellisel juhul on tegu isokromosoomiga.
    Mõjutab fenotüüpi: Kromosoomid võivad katkeda keset geene, inaktiveerides need. Isegi siis, kui terve geen satub uude konteksti, võib tema avaldumistase muutuda ja mõjutada selle läbi organismi fenotüüpi. Nt äärikakärbse silmavärv white (vt eelmine küsimus).
  • Mis on geenide aheldatus? Tooge näide.
    Geenide aheldatus – Samas kromosoomis olevad geenid päranduvad koos, kuna kuuluvad samasse füüsilisse üksusesse. Jäävad kokku ka pärast meioosi.
    N: ristati suhkruherneid 2 eritunnusega: õite värvus & tolmuterade kuju. Punaste õite, pikkade tolmuteradega ristamisel valgete õite, ümarate tolmuteradega → punaste õitega, piklike tolmuteradega → punane õievärv & tolmuterade piklik kuju dominantsed tunnused. Hübriidide iseviljastumisel 4 fenotüübiga järglasi. Fenotüüpide oodatav suhe 9:3:3:1, tegelik 23,3:1:1:6,8. Kõrvalekalle tulenes: õite värvust & tolmuterade kuju määravad geenid olid aheldunud .
  • Geneetilise materjali rekombineerumine ristsiirde teel.
    Rekombinantsed gameedid moodustuvad kromosoomide ristsiirde tagajärjel, mis toimub meioosi I profaasis. Ristsiirde käigus vahetavad kaks kromatiidi oma vahel justkui lõike (vahetusse minevad osad on kiasmidega ühendatud). Homoloogilised kromosoomid paarduvad, kuna geneetiline materjal on kahekordistunud, moodustub tetraad – protsessis osalevad 4 homoloogilist kromatiidi. Ristsiire toimub siiski kahe vahel, seega iga ristsiirde tagajärjel on neljast kromatiidist rekombinantsed 2. Tõendus sellele pärineb katsetest pagaripärmiga.
  • Kas kõrge rekombinatsioonisagedus viitab uuritavate geenide üksteisele lähestikku või eemal paiknemisele? Põhjendage.
    Geenid, mis paiknevad üksteise suhtes lähestikku, on tugevamalt aheldunud ning rekombineeruvad harvemini. Geenidevahelise rekombinatsiooni sagedus võimaldab hinnata
    nendevahelist aheldatust.
    Rekombinatsioonisageduse arvutamiseks ristatakse uuritavate tunnuste suhtes aheldunud geenidega isendeid - heterosügoote ristatakse retsessiivsete tunnuste suhtes homosügootidega. Rekombineerunud järglaste arv jagatakse järglaste koguarvuga ja kui saadud protsent ületab 50% pole geenid aheldunud, vaid asuvad erinevates kromosoomides. Mida väiksem protsent saadakse, seda aheldatumad on geenid.
  • Millest on tingitud erinevused kromosoomide geneetilisel ja füüsilisel kaardil?
    Geneetilisel kaardil kujutab kahe punkti vaheline kaugus nende punktide vahel toimuvat keskmist ristsiirete arvu, seega ei vasta kaugused geneetilisel kaardil täpselt kaugustele füüsilisel kaardil – osade piirkondade vahel toimub ümberkombineerumine tihedamini kui teiste vahel. Ümberkombineerumine toimub väiksema tõenäosusega kromosoomi otste lähedal ning tsentromeeri piirkonnas. Need piirkonnad on geneetilisel kaardil kokku surutud. Ülejäänud regioonid , kus ristsiirete toimumise tõenäosus on kõrgem, on geneetilisel kaardil välja venitatud. Hoolimata neist erinevustest on nii geneetilised kui ka füüsilised kromosoomikaardid kolineaarsed, mis tähendab seda, et konkreetsed geenid on mõlemal kaardil samas järjekorras.
  • Pagaripärmi Saccharomyces cerevisiae elutsükkel. S. cerevisiae kasutamine ristsiirete uurimisel.
    Pagaripärm on askomütseel, kellele on iseloomulik, et meioosis moodustunud 4 askospoori jäävad kokku moodustisse, mida nimetatakse askuseks. Need seened on suurema osa elutsüklist haploidsed --> igast askopoorist areneb eraldi organism. Iga askopoor sisaldab ühte neljast meioosi algfaasis kõrvuti paiknenud tetraadi moodustanud kromatiidist. Tänu sellele saame me geenide aheldumist tetraadis uurida askospooride fenotüüpide kaudu.
    Mitteaheldatud geenide puhul tekib A ja B metsikalleeli ja a ja b mutatsiooni kandvate pärmitüvede ristamisel kolme sorti askuseid. Vanemtüüpi kahetüübiline askus sisaldab askopoore, millest kaks on iseloomulikud ühele vanemale (AB) ja kaks teisele (ab). Mitte vanemtüüpi kahetüübiline askus sisaldab kahte paari rekombineerunud varianti (Ab) ja (aB). Vähesel määral tekib ka tetratüüpi askuseid mis sisaldavad nelja erinevat sorti askopoore (Ab, aB, ab, AB).
    Kui aga ristata kahte pärmi tüve, kus mutatsioonid paiknevad samas kromosoomis, siis tekib kõige enam vanemtüüpi kahetüübilisi askuseid. Ristsiirde tagajärjel tekib ka tetratüüpi askuseid ja mitte vanemtüüpi kahetüübilisi askuseid, aga viimaseid tekib kõige vähem, kuna selleks peaks vahetus toimuma nelja kromatiidi vahel. See viitab ka nende geenide aheldatusele.
  • Mida näitavad homoloogiliste kromosoomide vahelised kiasmid ?
    Kiasmid ilmuvad nähtavale meioosi I profaasi lõpus, kui ristsiire on ära toimunud. Kiasmid kujutavad juba varem toimunud ristsiirde jälgi – kromatiidid on vahetuskohtadest üksteisega seotud. Seda seetõttu, et ristsiirdel toimuva kromatiidide katkemise ja ühinemisega kaasneb ka limiteeritud DNA süntees.
  • Millal toimub ristsiire? Rekombinatsiooni osa evolutsiooniprotsessis.
    Ristsiire roimub meioosi I profaasis. Selle käigus võivad aheldunud geenid rekombineeruda, mis viib uute alleelikombinatsioonide tekkeni. Paljud uued alleelipaarid võivad koos kasulikud olla tõstes organismi eluvõimet ja viljakust. Nii levivad kasulikud kombinatsioonid populatsioonis, kuni muutuvad konkreetse liigi seisukohalt standardseteks. Geneetilise materjali ümberkombineerumine meioosiprotsessis on seega üks viis suurendada geneetilist variantsust, mis on alusmaterjaliks evolutsioonile.
  • Geenide kaardistamine Neurospora crassa askuste analüüsil.
    Leivahallitus, haploidne seen , kes moodustab pikki rakkude filamente , mida nimetatakse mütseeliumiks. Erinevasse ristamistüüpi kuuluvad haploidsed rakud võivad ühineda ja diploidne rakk läbib meioosi. Iga askospoor saab ühe neljast kromatiidist. 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.
  • Mis on „paigalhoidvad“ (balancer) kromosoomid? Paigalhoidvate kromosoomide kasutamine geenide asukoha määramiseks kromosoomides.
    Balancer kromsoomid – Dominantse alleeliga markeeritud inversiooniga kromosoomid, mis takistavad nende kromosoomide rekombineerumist normaalsete homoloogidega.
    Kui mutatsioon on X-liiteline, siis vastavad kõik isased fenotüübilt mutatsioonile ja emased mitte – balancer kromosoomi poleks vaja olnudki.
    Kui mutatsuoon paikneb autosoomides, ristatakse F1 heterosügoote omavahel ja analüüsitakse tulemusi, pidades meeles, et paigalhoidvad kromosoomid ei saa normaalsete homoloogidega rekombineeruda.
  • Geenide kaardistamise meetodid, mis põhinevad somaatiliste rakkude hübridiseerimisel.
    Rakkude hübridiseerimine: võimalik liita somaatilisi rakke nii samast liigist kui ka erinevatest liikidest. Liitunud rakke nimetatakse hübriidideks. Rakendatav inimese geenide kaardistamisel. Tavaliselt hübridiseeritakse inimese rakkudega näriliste rakke. Kokkusegatud rakkude liitumist stimuleeritakse (nt inaktiveeritud Sendai viirusega). Liituvad raku-, siis tuumamembraanid . Hübriidse raku jagunemisel lähevad inimkromosoomid järkjärgult kaotsi. Mitmete rakujagunemiste järel hübriidses rakus alles 1 või vähesed inimese kromosoomid. Isegi, kui katsetingimused ideaalsed, moodustub väga vähe hübriidseid rakke.
  • Geenide kaardistamine translokatsioone sisaldavate kromosoomide abil.
    Hübriidse raku uurimisel saab kindlaks teha millises kromosoomis geen avaldub, kuid selleks, et välja selgitada kindlat kromosoomi piirkonda kasutatakse kombineeritud meetodeid uurides translokatsioonidega kromosoome.
    Näiteks hübridiseeritakse rakk , mis sisaldab X kromosoomi, mille pikem õlg on translokeerunud 14 kromosoomi külge. Osade hübriidraku edasisel paljunemisel jääb alles ainult 1 kromosoom – 14, mille küljes on ka X kromosoomi pikem õlg. Kui antud rakus avaldub geen, mille kohta varem teati vaid seda, et ta on X kromosoomis, siis teatakse nüüd ka seda, et ta asub X kromosoomi translokeerunud pikemas õlas. Näiteks tehti nii kindlaks geeni HPRT asukoht.
  • Geenide kaardistamine deletsioone ja duplikatsioone sisaldavate kromosoomide abil.
    Deletsioonide analüüs – vahel läheb segment kromosoomist lihtsalt kaduma ja kui sellisel puhul ilmneb muutusi indiviidi fenotüübis, näiteks põeb ta mingit haigust, võimaltab deletsioon lokaliseerida geene, mille defektsus seda põhjustab. Näiteks harvaesineva X kromosoomist toimunud deletsiooniga kaasnevad nähud kinnitasid, et DMD geen (selle defektsus põhjustab Duchenne lihaselist düstroofiat) paikneb X kromosoomi lühemas õlas.
    Duplikatsiooni analüüs - Duplikatsiooni puhul on geeni poolt kodeeritud valgu hulk rakus kõrgem, see võib väljenduda kõrgenenud ensüümiaktiivsuses. Duplikatsioonide analüüsiks kasutatakse sageli translokatsioonidega kromosoome. Sel põhimõttel lokaliseeriti ka GOTs geen.
  • Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks?
    Kromosoomid koosnevad 2 tüüpi makromolekulidest - valkudest ja nukleiinhapetest. Nukleiinhape võib olla kas DNA (desoksüribonukleiinhape) või RNA ( ribonukleiinhape ). Enamuse organismide puhul on geneetiline informatsioon kodeeritud DNA nukleotiidse järjestuse poolt. Erandiks on mõned RNA viirused , mille genoomiks on RNA molekul.
  • Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni.
    1) Bakterite transformatsiooni põhjustab DNA – Pneumokokk on patogeenne bakter , põhjustab kopsupõletikku. Patogeensed ainult limakapsliga pneumokokid (kapsli tõttu ei suuda peremeesorg. neid hävitada). Kapsli olemasolu või puudumist võimalik hinnata tardsöötmel moodustuvate bakterikolooniate suuruse alusel. S-tüüpi (sile) kapsliga; R-tüüpi (kare) kapslita. Süstimisel S- tüüpi rakkudega hiired surid, R-tüübiga süstimisel jäid ellu. Hiired surid ka, kui neid süstiti seguga (R elusad & S-tüüpi surmatud rakud). Kapslita rakud omandasid surnud rakukultuurist midagi, mis muutis nad patogeenseteks kapsliga rakkudeks.
    2) Bakteriofaagi T2 geneetiline informatsioon sisaldub DNA molekulis. – Bakteriofaagi (DNA- viirus ) genoom on pakitud valkkattesse. Hershey ja Chase näitasid, et kui bakteriofaag nakatab rakku, siis jääb valkkate raku pinnale ja rakku siseneb ainult DNA. Seega sisaldub viiruse taastootmiseks vajalik geneetiline informatsioon DNA-s.
  • Võrrelge DNA ja RNA koostist ning ehitust.
    Monomeer: DNA desoksüribonukeotiid; RNA ribonukleotiid .
    Süsivesik: DNAl desoksüriboos; RNAl riboos .
    Lämmastikalused: DNAl adeniin , guaniin , tsütosiin, tümiin; RNAl tümiini asemel uratsiil .
    Nukleotiidid : DNAl (A) adenosiin-, (G) guanosiin-, (C) tsütidiin-, (T) tümidiinfosfaat; RNAl ... (U) uridiinfosfaat.
    Primaarstruktuurid: Mõlemal üheahelaline nukleotiidide jada.
    Sekundaarstruktuurid: DNAl biheeliks , nukleotiidide ahelate lämmastikaaluste vahel vastavalt komplementaarsusele H-sidemed: A=T, C=G. RNAl kohati molekuliselt 2-ahelaline, kus ... A=U, C=G.
    Tretsiaarstruktuurid: DNA on histoonide abil kokku pakitud. RNA ... (ribosoomis).
    Funktsioonid: DNA kromosoomide koostisosa, päriliku info säilitamine & ülekandmine tütarrakkudesse raku jagunemisel; RNA võtab osa geneetilise info realiseerimisest (t-, m-, r-, snRNA ).
  • Selgitage DNA ahelate komplementaarsuse ja antiparalleelsuse põhimõtet.
    Komplementaarsustuleneb lämmastikaluste spetsiifilisest paardumisest vesiniksidemete abil. Ühe ahela baasil on võimalik kirjutada (A=T, C=G) teine. Just komplementaarsus võimaldab geneetilist informatsiooni säilitada ja kanda põlvkonniti edasi.
    Antiparalleelsus – Suhkru aatomeid tähistatakse C1’, C2’, C3’, C4’ ja C5’. Nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed.
  • Bakterikromosoomi struktuur.
    Kogu geneetiline info ühes kromosoomis, mis on rõngasmolekul – esineb nukleoidis. DNA rõngasmolekul moodustab 50-100 lingu , millest igaüks sisaldab ligikaudu 40000 aluspaari.
  • Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur.
    Kuigi võrreldes E. coliga on eukarüootsetel rakkudel vaid 2-25 korda enam geene, on eukarüootse raku genoomi suurus bakteriraku genoomist mitu suurusjärku suurem. Genoom jaotunud mitmeks erinevaks kromosoomiks, enamasti kõiki kromosoome 2 komplekti. Võrreldes bakrteri DNAga märksa kompaktsemalt pakitud, inimese genoomi moodustava DNA kogupikkus nt ~1m. Erinevate kromosoomide DNA pikkus varieerub 15-85 millimeetrini. Inimese kõige suurem kromosoom on metafaasis ainult 10 m pikkune ja läbimõduga 0,5 m.
    Kromatiin koosneb peamiselt DNAst ja valkudest. Valgud jagunevad kaheks: histoonid ( aluselised valgud, struktuuri kujundav roll) ja tugevalt happelised mittehistoonsed kromosoomivalgud. Histoonid on DNAga kompleksseerunud, moodudtades kromatiinist struktuurseid alaüksuseid – nukleosoome.
  • Mis funktsioon on eukarüootsetes kromosoomides tsentromeeridel ja telomeeridel?
    Anafaasis kinnituvad tsentromeeridele kääviniidid. Metafaasi kromosoomis on tsentromeeri ala jälgitav kokkusurutud piirkonnana.
    Telomeeridel 3 põhilist funktsiooni:
  • 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.
    Nukleiinhappe ahel kasvab 5’->3’ suunas. Nukleiinhapete sünteesi läbiviivad polümeraasid:
  • DNA polümeraas – ensüüm, mis sünteesib DNA ahelale komplementaarse DNA ahela. Toimub replikatsioon . Vajab praimerit.
  • RNA polümeraas – ensüüm, mis sünteesib DNA ahelale komplementaarse RNA ahela. Toimub transkriptsioon . Ei vaja praimerit.
  • Pöördtranskriptaas ehk revertaas - Sünteesib RNA ahelale komplementaarse DNA ahela. Vajab praimerit.
  • DNA replikatsiooni kolm mudelit – konservatiivne , dispersiivne ja semikonservatiivne. Milline neist mudelitest leidis eksperimentaalselt kinnitust?
    Konservatiivne - algselt kaksikheeliksilt sünteesitakse uus kaksikheeliks. Tulemuseks on 2 DNA molekuli, millest ühes on koos vanad ahelad teises uued.
    Dispersiivne - mõlemad tütarahelad sisaldavad segu vanadest ja uuesti sünteesitud lõikudest.
    Semikonservatiivne – 14N isotoopi sisaldav kerge DNA ahel ja 15N isotoopi sisaldav raske DNA ahel. Ühelt toimub replikatsioon pidevalt, teiselt katkendlikult. Leidis kinnitust.
  • DNA replikatsiooni initsiatsiooni mehhanism .
    Limiteeritud spetsiifiliste initsiatsiooni regioonide – ori regioonide olemasoluga. Replikatsiooni initsiatsiooniks on vajalik DNA ahelate lokaalne lahtikeerdumine ning praimeri süntees. Praimeriks võib olla DNA või RNA, samuti valguga seondunud nukleotiid . Praimerit on vaja, et sünteesitaval polünukleotiidahelal oleks vaba 3'-OH ots, kuhu DNA polümeraas saab liita nukleotiide .
  • Erinevate DNA polümeraaside funktsioonid bakterites . Mis mehhanismidega on tagatud DNA replikatsiooni täpsus?
    Bakteril E.Coli on leitud 5 DNA polümeraasi(I,II,III,IV,V)
    I ja II osalevad DNA vigade parandusel
    III on põhiline DNA replikatsiooni ensüüm
    IV ja V on seotud viaderohke DNA sünteesiga olukorras kus DNA polümeraasi III poolt läbiviidav replikatsioon on blokeerunud DNA kahjustuste tõttu.Neil puudub vigu korrigeeriv aktiivsus.
    Täpsuse tagab proofreading ehk korrigeeriv aktiivsus, mille tulemusena ensüümi töö täpsus tõuseb mitu suurusjärku.
  • DNA replikatsioon juhtivalt ja mahajäävalt ahelalt.
    Juhtivaks ahelaks nimetatakse 5’->3’ suunalist ahelat, millelt toimub pidev replikatsioon. Majajäävalt ahelalt (3’->5’) toimub replikatsioon katkendlikult, fragmentidena (Okazaki fragmendid ). DNA sünteesi alustamiseks on vaja vaba 3'-OH otsaga praimerit. Juhtiva ahela süntees vajab praimerit ainult replikatsiooni alguspunktis.
    Okazaki fragmentide puhul on iga fragmendi sünteesiks vaja uut praimerit. Okazaki fragmentide sünteesi initsiatsiooniks on vaja valkkompleksi, mida nimetatakse praimosoomiks. Praimosoom koosneb DNA helikaasist ja primaasist.
  • Võrrelge bakteri ja eukarüoodi kromosoomide replikatsiooni.
    Mõleamal juhul toimub replikatsioon semikonservatiivse mudeli alusel.
    Eukarüootsel rakul toimub DNA süntees rakutsükli ühes etapis , aga bakteritel on DNA süntees pidev.
    Kuna eukarüoodi kromosoomid on suuremad bakterite omadest , siis on neil mitu replikatsiooni alguspunkti.
    Eukarüoodi kromosoomil on palju replikone, bakteril võib olla replikoniks terve kromosoom. DNA segmenti , mille replikatsiooni kontrollitakse ühe replikatsiooni alguspunkti ja 2 termineeriva järjestuse poolt, nimetatakse replikoniks.
  • DNA replikatsiooni veereva ratta mudel. Milliste DNA molekulide replikatsiooni puhul seda on kirjeldatud?
    Veereva ratta mudeli alusel toimub paljude viiruste genoomi replikatsioon, geneetilise informatsiooni ülekanne rakust rakku bakterite konjugatsioonil ning ribosomaalse RNA ekstrakromosomaalne amplifikatsioon amfiibide oogeneesis.
    Selle mudeli alusel replitseeruvad tsirkulaarsed DNA molekulid. Üks algse DNA ahelatest jääb rõngaks ja on matriitsiks sünteesitavale komplementaarsele DNA ahelale. Replikatsioon algab, kui järjestuse-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. See ots nagu "veereks" rõngalt maha. Sünteesiproduktideks võivad olla pikad üksik-või kaksikahelalised DNA molekulid, milles võib lineaarsetes kordustes sisalduda mitu koopiat algsest DNA järjestusest. Kui sünteesitakse kaksikahelaline DNA, toimub teise ahela süntees Okazaki fragmentidena.
  • Molekulaarbioloogia põhidogma.
    Geneetiline info liigub DNAlt RNAle (transkriptsioon) ja RNAlt valgule ( translatsioon ).
  • RNA tüübid: tRNA, rRNA, mRNA, snRNA ja nende funktsioonid.
    mRNA- RNA molekul millelt toimub translatsioon ( kodeerivad valke). Vahendavad DNA nukleotiidses järjestuses salvestatud geneetilist infot translatsiooniaparaadile
    rRNA - kuuluvad ribosoomide koostisesse
    tRNA - toimivad adapteritena translatsioonil polüpeptiidahelasse lülitatavate aminohapete ja mRNA molekulis asuvate aminohappeid määravate koodonite vahel
    snRNA - osalevad intronite slaissingul.
  • Mille poolest erineb transkriptsioni initsiatsioon replikatsiooni initsiatsioonist?
    Transkriptsiooni initsiatsiooni võib jaotada kolmeks etapiks:
    (1) RNA polümeraasi holoensüümi seondumine promootorile;
    (2) DNA ahelate lokaalne lahtisulamine transkriptsiooni alguspunkti sisaldava ala piirkonnas, et matriitsahel saaks paarduda RNA ahelasse lülitatavate ribonukleotiididega;
    (3) Algab RNA ahela süntees, kus kasvavasse RNA ahelasse lülitatakse kuni 10 nukleotiidi, ilma et RNA polümeraas DNA ahelal edasi liiguks (abortiivne transkriptsioon). RNA polümeraas on DNA-l võimeline edasi liikuma alles siis, kui sigma faktor vabaneb. Siis algab RNA ahela elongatsioon .
    *Iga konkreetse geeni puhul kasutatakse RNA sünteesiks matriitsina vaid üht DNA ahelatest. *RNA ahela pikenemine toimub RNA N-aluste komplementaarsuse põhimõttel. Tümiini asemel uratsiil.
    *Ei ole vaja praimerit.
  • Võrrelge prokarüootset ja eukarüootset transkriptsiooni initsiatsiooni.
    Võrreldes bakterirakuga on transkriptsioon eukarüoodi rakus märksa komplekssem.
    * Mõlema käigus kasutatakse ühte DNA ahelatest matriitsina, et sünteesida sellele komplementaarne RNA ahel, mida nimetatakse transkriptiks.
    * Transkriptsiooni initsiatsiooniks on mõlemal rakutüübil DNA ahelate lokaalne teineteisest eemaldumine.
    Bakterites - RNA polümeraasi holoensüümi seondumine promootorile ja DNA ahelate lokaalne lahtisulamine transkriptsiooni alguspunkti sisaldava ala piirkonnas.
    Abortiivne RNA süntees - RNA ahela süntees, kus kasvavasse RNA ahelasse lülitatakse kuni 10 nukleotiidi, ilma et RNA polümeraas DNA ahelal edasi liiguks.
    RNA polümeraas on DNA-l võimeline edasi liikuma alles siis, kui sigma faktor vabaneb, Järgneb RNA ahela elongatsioon.
    Eukarüootides - Enne, kui eukarüootne RNA polümeraas seondub promootoralale ja algatab transkriptsiooni, peavad sinna seonduma basaalsed transkriptsioonifaktorid. Kui DNA promootoralale on seondunud kindlad transkriptsioonifaktorid, siis seondub RNA polümeraas. Erinevate RNA polümeraaside puhul on promootorelemendid ja sinna seonduvad transkriptsioonifaktorid erinevad.
  • Transkriptsiooni elongatsioon ja terminatsioon.
    Elongatsioon - RNA ahela elongatsiooni katalüüsib RNA polümeraasi apoensüüm, millest on dissotseerunud sigma faktor. Elongatsiooni käigus on DNA ahelad transkriptsiooni toimumise kohas teineteisest 18 aluspaari ulatuses eraldunud. RNA ahela polümerisatsioon toimub kiirusega 40 nukleotiidi sekundis. Sünteesitav RNA ahel eraldub DNA ahelast , vahetult transkriptsiooni toimumise kohas on DNA ja RNA aga kuni kolme nukleotiidi ulatuses paardunud . Transkriptsioonikompleksi stabiilsuse määrab eeskätt ära siiski mitte see paardumine , vaid DNA ja kasvava RNA ahela seondumine RNA polümeraasiga.
    Terminatsioon - RNA ahela süntees lõpeb siis, kui RNA polümeraas kohtab terminatsioonisignaali. Seejärel transkriptsioonikompleks dissotseerub. Transkriptsiooni termineerivad signaalid on kas Rho valgust (ρ) sõltuvad või sõltumatud.
    Rho-sõltumatud terminaatorid sisaldavad G:C-rikast regiooni, millele järgneb 6 või enam A:T paari. 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.
    Rho valgust sõltuva transkriptsiooni korral (nagu see toimub rRNA sünteesi puhul) on terminatsioonijärjestused (samuti G:Crikkad, 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.
  • Võrrelge eukarüootsete ja prokarüootsete geenide struktuuri. Eukarüootse RNA transkriptsioonijärgne modifikatsioon .
    Enamasti paiknevad eukarüootsetes geenides kodeerivate alade vahel mittekodeerivad alad, mida nimetatakse introniteks. Neid geenijärjestusi, mis jäävad mRNA koostisesse pärast splaissingut, nimetatakse eksoniteks. Intronite sisaldus ja pikkus varieerub geeniti. Intronite pikkus võib varieeruda 50-st nukleotiidist tuhandeteni.
    Prokarüootidel puuduvad intronid ja histoonid.
    Eukarüootses rakus toimub primaarse transkripti, pre-RNA, protsessimine transleeritavaks mRNA molekuliks. Intronid eemaldatakse splaissingu teel. Enne splaissimist lisatakse pre-mRNA-le 5´-otsa 7-metüülguanosiin ja 3´- otsa polü-A järjestus – polüA saba, mis on 20-200 nukleotiidi pikk.
  • Intronite kõrvaldamine splaissingu teel.
    Selleks, et splaissitud mRNA kodeeriks funktsionaalset valku, peab splaissingu protsess toimuma väga täpselt.
    Intronite väljalõikamine võib toimuda kolme erineva mehhanismi alusel:
    (1) tRNA prekursorite puhul teeb katked RNA ahelasse spetsiifiline splaissingu endonukleaas ning eksoneid sisaldavad RNA segmendid ühendatakse splaissingu ligaasi abil. Need ensüümid tunnevad spetsiifiliselt ära tRNA prekursormolekuli kõrgemat järku struktuuri, mitte aga spetsiifilist nukleotiidset järjestust.
    (2) Osade rRNA prekursorite puhul (paljudes madalamates eukaüootides, näit. Tetrahymena thermophila, samuti karakuorganellides) kõrvaldatakse intronid autokatalüütiliselt, RNA molekuli enda poolt. Splaissingureaktsioon ei vaja välist energiaallikat ega valkude aktiivsust.
    (3) Rakutuumas asuvate pre-mRNA molekulide splaissing toimub kahe-etapiliselt ribonukleoproteiin-partiklites – splaissosoomides. Splaissosoomid sisaldavad snRNA molekule U1-U6 (U3 asub tuumakeses) ja üle 40 erineva valgu. snRNA-d ei ole tuumas vabalt, vaid kuuluvad väikestesse RNA-valk kompleksidesse, mida nimetatakse snRNP-deks. Splaissing toimub etapiviisiliselt.
  • mRNA molekulis asuva geneetilise informatsiooni muutmine – RNA editing.
    Geneetilist informatsiooni RNA molekulis võidakse muuta kahel viisil, lämmastikaluste asendamise teel ja lisades või deleteerides U nukleotiide.
    Lämmastikaluste asendamist on täheldatud peamiselt taimede mitokondrites ja valdavaks muutuseks on C asendamine U-ga, kus RNA-ga järjestusspetsiifiliselt seonduv valk kõrvaldab tsütosiinilt aminorühma.
    Nukleotiidide lisamine või deleteerimine on võrreldes lämmastikaluste asendamisega komplekssem protsess. Seda protsessi on kirjeldatud eeskätt trüpanosoomide mitokondrites (näit. algloom Leishmania tarentolae, kes põhjustab inimestel unetõbe). mRNA molekuli koostisesse lisatakse uridiinmonofosfaate. Nukleotiidide sisestamiskohti sisaldava mRNA piirkonnaga paardub mRNA vastava kohaga osaliselt homoloogiline RNA molekul, mida nimetatakse giid -RNA-ks (ingl. k. guide RNA). Giid-RNA-s asuvad mRNA-ga mittepaarduvates alades A nukleotiidid ja just nende vastu lisatakse mRNA-s uridiinmonofosfaadid.
    Mõjutab oluliselt geenide avaldumist trüpanosoomide ja taimede mitokondrites.
  • Transkriptsiooni ja translatsiooni toimumise aeg ja koht bakterites ja eukarüootides.
    Transkriptsioon ja valgusüntees (translatsioon) toimuvad bakterirakus korraga, kindel koht puudub, eukarüoodis aga eraldi etappidena ja erinevates kohtades.
    Bakteris : Iga mRNA molekul on samaaegselt transleeritav paljudel ribosoomidel – polüribosoomil (polüsoomil). Valgusüntees toimub ribosoomidel, mis koosnevad 3-5 erinevast rRNA molekulist ja üle 50 erinevast ribosoomivalgust.
    Eukarüoodil: Transkriptsioon – rakutuumas. Translatsioon – tsütoplasmas.
    Bakterirakus ei ole ribosoomidel kindlat asukohta .
  • Ribosoomide ehitus prokarüootses ja eukarüootses rakus.
    Ribosoomid koosnevad väikesest ja suurest subühikust.
    Bakteri ribosoomide väike subühik suurusega 30S koosneb 16S rRNA molekulist ja 21-st erinevast polüpeptiidist. Suur subühik (50S) sisaldab kahte RNA molekuli (5S rRNA ja 23S rRNA) ning 31 erinevat polüpeptiidi.
    Eukarüootsed ribosoomid koosnevad 40S väikesest subühikust, milles on 18S RNA ja 33 erinevat ribosoomivalku ning 60S suurest subühikust, milles on kolm rRNA molekuli (5S rRNA, 5,8S rRNA, 28S rRNA) ja 49 polüpeptiidi. Eukarüootides sünteesitakse rRNA tuumakeses RNA polümeraasi I poolt. Tuumake on osa rakutuumast, mis on spetsialiseerunud rRNA sünteesiks ja rRNA assambleerimiseks ribosoomidesse.
  • tRNA-de osalus translatsiooniprotsessis: tRNA laadimine aminohappega, tRNA seondumise saidid ribosoomis.
    tRNA aktiveerimiseks e. aminohappega laadimiseks nimetatakse protsessi kus aminohape seotakse tRNA molekuli 3´-hüdroksüülrühma külge aminohappe karboksüülrühma kaudu. See toimub kahe-etapiliselt.
    Esmalt aktiveerivad aminoatsüül-tRNA süntetaasid (kõigile 20-le erinevale aminohappele on rakus vähemalt üks spetsiifiline aminoatsüültRNA süntetaas) aminohapped, kasutades selleks ATP energiat: saadakse AMP-ga seondunud aminohape ja eraldub pürofosfaat.
    Seejärel seotakse aminohape tRNA molekuliga, moodustub aminoatsüül-tRNA (näit. alaniiniga aktiveeritud tRNA on alanüül-tRNAAla) ja eraldub AMP. Iga spetsiifiline aminoatsüül-tRNA-süntetaas tunneb ära teatud aminohappele vastavaid tRNA molekule.
    tRNA saab ribosoomis seonduda kolme saiti.
    Esmalt seondub aminoatsüül-tRNA aminoatsüül-saiti e. A-saiti. Peptidüül-saidis e. P-saidis toimub aminohappe lisamine kasvavale polüpeptiidahelale.
    E-saiti ( exit site) liigub tRNA, millelt aminohape on seotud polüpeptiidahelasse.
    Nende seondumissaitide põhiosa asub ribosoomi suures subühikus, samas kui mRNA (milles asuvad koodonid määravad ära, milline aminoatsüül-tRNA parasjagu mRNA-le seondub) on ribosoomi väikese subühiku koostises.
  • Võrrelge translatsiooni initsiatsiooni bakterites ja eukarüootses rakus.
    Translatsiooni initsiatsioonil bakteris osalevad: ribosoomi 30S subühik, mRNA, spetsiaalne initsiaator -tRNA, kolm initsiaatorfaktorit (valgud IF-1, IF-2, IF-3), GTP molekul
    Eukarüootides on translatsiooni initsiatsioon võrreldes bakterites toimuvaga komplekssem ja seda eeskätt initsiatsioonifaktorite rohkuse tõttu.Üldiselt on initsiatsiooniprotsess sarnane kuid on kaks erinevust:
    1)Polüpeptiidahelasse esimesena lülitatava metioniini aminorühm ei ole blokeeritud formüülrühmaga;
    2)Initsiatsioonikompleks moodustub mRNA 5´-otsaga. Ei ole vaja spetsiifilist järjestust mRNA molekuli alguses, mis paarduks rRNA-ga ribosoomis, vaid initsiatsioonifaktorite hulgas on spetsiifiline valk CBP (cap-binding protein), mis seondub mRNA 5´-otsas oleva 7-metüülguanosiiniga ning edasi skanneerib initsiatsioonikompleks mRNA-d kuni esimese AUG koodonini. Seetõttu algab eukarüootides translatsioon enamasti esimeselt AUG koodonilt.
  • Kirjeldage translatsiooni elongatsiooniprotsessi.
    1. Aminoatsüül-tRNA seondub ribosoomi A-saiti, paardudes antikoodonjärjestuse kaudu parasjagu A-saidis asuva koodonjärjestusega mRNA molekulis. Selleks peab aminoatsüül-tRNA olema assotsieerunud elongatsioonifaktoriga EF-Tu, mis on seotud GTP-ga.
    2. Peptiidsideme moodustumine ribosoomi A-saidis asuva aminoatsüül-tRNA aminorühma ja ribosoomi P-saidis asuva tRNA-ga seotud kasvava polüpeptiidahela viimase aminohappe karboksüülrühma vahel. Selle tulemusena vabaneb kasvav
    polüpeptiidahel tRNA-st P-saidis ja seotakse kovalentselt tRNA-ga, mis asub A-saidis
    3. Ribosoomi A-saidis asuv aminoatsüül-tRNA liigub P-saiti ja enne seda P-saidis asunud tRNA, mis ei ole enam aminohappega seotud, liigub E-saiti. Ribosoom liigub mRNA molekulil kolme nukleotiidi võrra edasi mRNA 3´-otsa suunas ning A-sait jääb vabaks, seondumaks järgmise aminoatsüül-tRNA molekuliga. Translokatsioonil osaleb elongatsioonifaktor EF-G ja protsess tarbib jällegi GTP energiat
    Polüpeptiidahela elongatsioon toimub kiiresti. Bakteris E. coli kulub eelpoolkirjeldatud kolme etapi läbimiseks 0,05 sekundit.
    Seega kulub 300 aminohappe pikkuse polüpeptiidi sünteesiks ligikaudu 15 sekundit.
  • Kirjeldage translatsiooni terminatsiooniprotsessi.
    *A-saiti peab sattuma üks terminatsioonikoodon.(uaa,uag,uga)
    *stop-koodoneid tunnevad ära terminatsioonifaktorid milleks on valgud tähistusega RF
    1)A-saiti sisenenud RF muudab peptidüültransferaasiaktiivsust, nii et see lisab polüpeptiidahela viimase karboksüülrühmale vee molekuli
    2)selle tulemusena vabaneb valminud polüpeptiidahel ning vaba tRNA liigub ribosoomi E-saiti.
    3)nüüd on ribosoomi subühikud valmis ühinema uue polüpeptiidahela sünteesiks
    Translatsiooni terminatsiooniprotsess lõppeb mRNA vabanemisega ribosoomilt ja ribosoomi jaotumisega kaheks alaosaks. Seejärel on ribosoomi subühikud jällegi valmis ühinema järgmise polüpeptiidahela sünteesiks.
  • Geneetiline kood ja selle omadused.
    1) Geneetiline kood põhineb nukleotiidide tripletitel: kolm nukleotiidi, mis moodustavad koodoni, määravad ära ühe aminohappe polüpeptiidis;
    2) Geneetiline kood ei ole kattuv : iga nukleotiid mRNA molekulis kuulub ainult ühte koodonisse (v.a. erandjuhtumid, kus tegemist on kattuvate geenidega, mis kodeerivad erinevaid valke);
    3) Geneetiline kood on komavaba: pole väljajäetavaid nukleotiide, kõik mRNA-s asuvad koodonid loetakse translatsioonil järjest, ühes lugemisraamis (reading frame );
    4) Geneetiline kood on degenereerunud e. kõdunud: peaaegu kõigile aminohapetele vastab enam kui üks koodon ;
    5) Geneetiline kood on seaduspärane: teatud aminohapet määravad koodonid ja sarnaseid aminohappeid määravad koodonid on oma nukleotiidselt järjestuselt sarnased ja erinevad sageli üksteisest vaid ühe nukleotiidi poolest;
    6) Geneetilisse koodi kuuluvad spetsiifilised koodonid, mis on signaaliks translatsiooni initsiatsioonile ja terminatsioonile;
    7) Geneetiline kood on (v.a. mõned erinevused mitokondrites) universaalne kõigile elusorganismidele.
  • Koodon- antikoodon paardumine, selle täpsus. Mis on supressor-tRNA?
    Supressor-tRNA on stop koodoniga paarduv mutantne tRNA.
    Koodon – tRNA interaktsioonid. tRNA antikoodonjärjestus paardub mRNA-s asuva koodonjärjestusega koodoni kahe esimese nukleotiidi osas väga täpselt, vastavuses lämmastikaluste komplementaarsuse põhimõttele. Koodoni kolmandas positsioonis
    asuva nukleotiidiga paardumine on ebatäpne, mistõttu seda saiti koodonis nimetatakse lõdvaks.
    Nii saab näiteks seriini tRNA antikoodoniga AGG seonduda nii koodonitele UCU kui ka UCC. Mitmed tRNA molekulid sisaldavad antikoodoni positsioonis, mis paardub koodoni viimases positsioonis oleva nukleotiidiga, lämmastikalust inosiin.
  • Mutatsioonisagedust mõjutavad tegurid.
    Kui mutatsioonisagedus oleks liiga kõrge, koormataks populatsioon kiiresti üle kahjulike mutatsioonidega ja isendite arvukus populatsioonis hakkaks vähenema..
    Füüsikalised tegurid : UV kiirgus, röntgenkiirgus, kemikaalid.
    Somaatilised või sugurakkudes tekkinud mutatsioonid. Somaatilised mutatsioonid ei pärandu järglastele, kuid somaatilise raku mutatsioon võib avalduda sinult selle raku järglastes, nt sünnimärgis tekkiv mutatsioon. Sugurakkudes tekkinud mutatsioonid päranduvad järglastele, kuid oluline on millises suguraku küpsemisjärgus mutatsioon tekib. Kui mutatsioon tekib varajases
    diferentseerumise faasis areneb mitmeid mutatsiooniga sugurakke ja see tõttu võib päranduda mitmele järglasele. Kui mutatsioon tekib välja arenenud sugurakus, pärandub mutatsioon ainult ühele potentsiaalsele järglasele.
  • Spontaansed ja indutseeritud mutatsioonid. Mutatsioonitekke juhuslikkust tõendavad katsed.
    Spontaanne mutatsioonisagedus rakus on madal. Bakterites ja bakteriofaagides (bakteriviirustes) tekib spontaanseid mutatsioone sagedusega 10-8 kuni 10-10 nukleotiidipaari kohta generatsioonis, eukarüootse raku puhul aga vahemikus 10-7 kuni 10-9 nukleotiidipaari kohta generatsioonis.
    Indutseeritud mutatsioonid tekivad mutageenide toimel nt. UV, kemikaalid. Need mutatsioonid võivad tõsta mutatsioonisagedust.
    Mutatsioonitekke juhuslikkust tõestavad antibiootikumidega tehtud katsed. Osad bakterirakud on muteerunud nii, et nad on resistentsed antibiootikumidele. Mutatsioon oli tekkinud spontaanselt enne bakterile antibiootikumi lisamist.
  • Mutatsioonide mõju organismile. Mutatsioonide avaldumine haploidsetes ja diploidsetes organismides.
    Mutatsioonid võivad olla kas retsessiivsed või dominantsed. Enamus mutatsioone on neutraalsed või negatiivse mõjuga, mis kahjustavad organismi. Väga väike osa mutatsioonidest on kasulikud.
    Nähtavad mutatsioonid – muudavad fenotüüpi
    Steriilsed mutatsioonid – ei võimalda mutatsiooni kandvatel isenditel järglasi saada
    Letaalsed mutatsioonid – ei arene elujõulist organismi
    *mutatsioonid võimaldavad organismide populatsioonisisest geneetilist varieeruvust.
    *Mutatsionisagedus ei tohi olla liiga kõrge ega liiga madal, kui ta on kõrge siis koormataks populatsioon kiiresti üle kahjulike mutatsioonidega ja isendite arvukus hakkaks kahanema.
    *kui mutatsiooni ei tekiks peatuks evolutsioon.
    Haploidses organismis avalduvad kõik mutatsioonid.
    Diploidsetes organismides oleneb mutatsiooni avaldumine sellest, kas mutatsioon on dominantne või retsessiivne. Dominantsed mutatsioonid avalduvad fenotüübis, retsessiivsed mutatsioonid saavad avalduda ainult homosügootses olekus.
  • Punktmutatsioonid: transitsioonid, transversioonid ja raaminihkemutatsioonid. Kuidas mõjutavad erinevat tüüpi punktmutatsioonid geeni poolt kodeeritud polüpeptiidi funktsiooni?
    Punktmutatsioonid – asendusmutatsioonid, kus aluspaar DNA järjestuses asendub teise aluspaariga ning insertsioonid ja deletsioonid ühe või enama nukleotiidi ulatuses.
    Transitsioonid - puriin -nukleotiid asendub puriin-nukleotiidiga ja pürimidiin-nukleotiid pürimidiin-nukleotiidiga (näiteks tsütosiin-nukleotiid tümiin-nukleotiidiga)
    Transversioonid - puriin-nukleotiid asendub pürimidiin-nukleotiidiga ja vastupidi (näit. adeniin-nukleotiid tsütosiinnukleotiidiga).
    Raaminihkemutatsioonid - transitsiooni või transversiooni spontaanne lisandumine DNA ahelasse või deleteerumine DNAst.
    Transitsioonide ja transversioonide tõttu võivad muutuda transleeritavad amonihapped ja seetõttu võib muutuda valgu nukleotiidne järjestus ja seetõttu ka valgu algne funktsioon.
    Raaminihkemutatsioonide tõttu nihkub valku kodeerivas geenis nukleotiidse järjestuse lugemisraam . Translatsioonil sünteesitakse hoopis teistsuguse aminohappelise järjestusega polüpeptiid, mis on kaotanud oma algse funktsiooni.
  • Ames ´i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks.
    Mutageenid on tihti ka kantserogeense ehk vähki tekitava toimega. . Kuna kaasaegne tööstus toodab järjest uusi kemikaale, on vaja eelnevalt, kui lubada neid masstootmisesse, testida nende mutageenset ja kartsinogeenset toimet.
    Põhineb Bakterite histidiini suhtes auksotroofsete mutantide reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteritepopulatsiooni reverante, st. bakterirakke kes on võimelised moodustama kolooniaid histidiinivabas keskkonnas. Kuna mitmed kemikaalid on mutageensed vaid replitseeruva DNA korral, siis lisatakse kasvukeskkonda natuke histidiini , et rakud saaksid mõned korrad paljuneda. Söötmel ei tohi tekkida nähtavaid kolooniaid.
    Osade potentsiaalselt kartsinogeensete kemikaalide puhul mutatsioonisagedus bakterirakus ei tõusnud. Põhjuseks oli see, et need kemikaalid muutuvad mutageenseks alles eukarüoodi rakus toimuvate biokeemiliste protsesside tagajärjel. Selleks, et tekitada algsetest kemikaalidest metaboliite, mis võiksid olla potentsiaalsed mutageenid, töödeldakse uuritavaid kemikaale enne bakterikultuurile lisamist roti maksa ekstraktiga
  • Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes.
    Reparatsioonimehhanismid – on rakkudes selleks, et ära hoida liiga suurt mutatsioonisagedust.
    Fotoreaktivatsioon - Fotoreaktivatsioonil osaleb valgustundlik ensüüm fotolüaas. Kui kiiritada DNA-d ultraviolettkiirgusega, võivad DNA-s moodustuda omavahel kovalentselt seotud tümiini dimeerid. Fotolüaas seondub spetsiifiliselt tümidiini dimeeridele ning lõhub valgusenergiat kasutades tümiinide vahelise sideme. Fotolüaas on võimeline tümiini dimeeridele
    seonduma ka siis, kui hoida bakterirakke pimedas , kuid sel juhul ei katalüüsi ta sideme katkestamist.
    Väljalõikereparatsioon - kas kahjustatud lämmastikaluste väljalõikamisega ( base excision repair ) või nukleotiidide väljalõikamisega.
    Uratsiil DNA glükosülaas on väga spetsiifiline ja kõrvaldab DNA ahelast ainult uratsiili. Uratsiil
    tekibtsütosiini deamineerimise tulemusena. Sellel ensüümil AP endonukleaasne aktiivsus puudub.
    DNA “mismatch” reparatsioon MMR - üldiselt on DNA ahelad rakus metüleeritud. Peale DNA replikatsiooni on uus DNA ahel veel metüleerimata, DNA „mismatch” reparatsioon MMR korrigeerib DNA järjestust peale replikatsiooni, kõrvaldades valestipaardunudnukleotiide DNA ahelast mida pole veel metüleeritud.
    Rekombinatsiooniline DNA reparatsioon- see sõltub RecA valgust ning käivitub SOS vastuse tulemusena. RecA valk soodustab DNA ahelate ülekannet, aitab neil paarduda, osaleb DNA ahelate hargnemiskoha migratsioonil. RecA aktiveerub kokkupuutes ssDNA -ga ning viib kontakti rekombineeruvad DNA molekulid.RecA homolooge on leitud ka eukarüootides
  • SOS vastus bakterites.
    DNA kahjustuste või DNA replikatsiooni inhibeerimise tagajärjel tekib rakkudes SOS vastus.
    Induktoriteks on UV-kiirgus, alküleerivad ühendid, tümiini vaegus ja ravimid . DNA replikatsiooni blokeerimine kahjustuste kohas toob esile ssDNA, kuna DNA polümeraasi III peatumisel jätkab DNA helikaas DnaB DNA ahelate lahtikeeramist. ssDNA aktiveerib RecA valgu, moodustub nukleoproteiinne filament . SOS vastusena käivitub DNA reparatsioon (rekombinatsiooniline reparatsioon) ja SOS mutagenees
    Bakteris E.Coli põhjustab SOS mutageneesi vigaderohke DNA polümeraas V, mis jätkab kahjustuse kohal peatunud DNA polümeraasi III asemel vigaderohket DNA sünteesi.
  • Ristsiirde toimumise mehhanism Holliday mudeli põhjal.
    Selle mehhanismi alusel tekivad esmalt üksikahelalised DNA katked mõlemal homoloogilisel kromosoomil. Seejärel toimub ssDNA ahelate eraldumine algsest DNA molekulist ja ühest kromosoomist eraldunud ahela ülekanne temaga homoloogilise kromosoomi komplementaarsele ahelale. Toimub üksikahelate assimilatsioon, mille käigus ühest homoloogilisest kromosoomist pärit üksikahel vahetab välja talle homoloogilise ahela teises homoloogilises kromosoomis. Kahe homoloogilise kromosoomi baasil moodustub X-kujuline struktuur, kus homoloogilised kromosoomid on teineteisegaühendatud üksikahelaliste sildade kaudu, mis on teineteisega rist .
    Kui nüüd endonukleaas lahutab kromosoomid teineteisest, võidakse üksikahelalised sillad läbi lõigata kas horisontaalselt või vertikaalselt. Selle tulemusena võivad kõrvuti sattuda erinevatest kromosoomidest pärinevad järjestused. Näiteks kui enne külgnesid ühes homoloogis alleelid A ja B ning teises kromosoomis a ja b, siis nüüd on kõrvuti a B ja A b.
  • 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, metsiktüüpi fenotüübiga.
    Rekombiatsioonitestis aga uuritakse kas mutatsioonid on aheldunud ja kui on siis kui kaugel nad asuvad üksteisest kromosoomis.
    Komplementatsioonitesti piiranguteks on:
    *uuritavad mutatsioonid ei tohi olla dominantsed või kodominantsed;
    *ei ole rakendatav siis kui toimub geenisiseste mutatsioonide komplementatsioon. Komplementatsioonitesti kasutamist on trakendatud polaarsete mutatsioonide puhul. Komplementatsioonitesti saab rakendada ainult retsessiivsete mutatsioonide testimisel.
  • Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, immuunvastuse kujunemise geneetiline taust.
    Alternatiivne splaissing - erinevate eksonite kombinatsioonid kodeerivad erinevate omadustega valke. Alternatiivne splaissing võib vahel olla koespetsiifiline. Nt. loomade erinevate organites ja kehaosades on erinevad lihastüübid, mis sisaldavad erinevaid tropomüosiini vorme.
    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.
  • Vasakule Paremale
    Geneetika I kordamisküsimused #1 Geneetika I kordamisküsimused #2 Geneetika I kordamisküsimused #3 Geneetika I kordamisküsimused #4 Geneetika I kordamisküsimused #5 Geneetika I kordamisküsimused #6 Geneetika I kordamisküsimused #7 Geneetika I kordamisküsimused #8 Geneetika I kordamisküsimused #9 Geneetika I kordamisküsimused #10 Geneetika I kordamisküsimused #11 Geneetika I kordamisküsimused #12 Geneetika I kordamisküsimused #13 Geneetika I kordamisküsimused #14 Geneetika I kordamisküsimused #15 Geneetika I kordamisküsimused #16 Geneetika I kordamisküsimused #17 Geneetika I kordamisküsimused #18
    Punktid 100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.
    Leheküljed ~ 18 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2013-06-10 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 21 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Shaftson Õppematerjali autor

    Sarnased õppematerjalid

    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 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
    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
    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 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 eksami kordamisküsimused
    22
    doc

    Geneetika I eksami kordamisküsimused

    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). 2. 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

    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




    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun