Geneetika I vastused (0)

1



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. Molekulaarne diagnostika ehk teha kindlaks geenid, mis on otsustavad pärilike haiguste tekkel. 
Molekulaarsete diagnostikameetoditega on võimalik tuvastada haigusi põhjustavaid mutantseid geene. See
aitab leida optimaalseid ravivõimalusi. 
Nt alpaktonuuria on perekonniti päranduv, lisaks huntingtoni tõbi, tsüstiline fibroos.
2. Geeniteraapia rakendamine. Geeni defekt kompenseeritakse uue, funktsionaalse geeni rakku 
viimisega.   Nt   immuunpuudulikkuse   ja   tsüstilise   fibroosi   korral.   Terve   geen   viiakse   organismi   lisaks
defektsele geenile: Sisseviidud geeni ekspressioonitase on kontrollimatu,   Sisseviidud geen integreerub
suvalisse kohta genoomis, võivad tekkida soovimatud mutatsioonid
3. Sünnieelne diagnostika. See on oluline eriti juhul, kui vanemate suguvõsas esineb geneetilisi haigusi.
4. CRISPR Cas9 - uus lahendus! Peaks asendama defektse geeni terve geeniga selle õiges
asukohas. Katsejärgus. Praegu inimeste puhul veel ei rakendata, va. Hiinas.   Cas9 endonukleaas teeb DNA-sse vajalikku kohta katked tänu selle kohaga paardunud komplementaarsele
RNA-le. DNA järjestuste deletsioonid, uue järjestuse sisestamine rekombinatsiooni abil
Eelmise sajandi lõpul selgitati samuti, et ka komplekssete haiguste puhul on tegevad konkreetsed geenid. 
5. Vähialased uuringud. Geenmutatsioonid. Ka vähk on põhiolemuselt geneetiline haigus.
Kuna   rakkude   jagunemist   ja   diferentseerumist   kontrollivad   geenid,   siis   nende   geenide   mutatsioonid
võivad organismi eluajal muuta raku kasvu kontrollimatuks. Seepärast on ka vähk arengubioloogiline
haigus.   Üldiselt   on   vähi   tekkel   tegemist   mitmete   geenidega,   mis   vähi   väljaarenemiseks   peavad   kõik
muteeruma. Vähi tekke sagedust vähendab siiski olukord, kus vastavate geenide mutatsioonid ei pruugi
tekkida ühes ja samas rakus ning rakk ei muutu kasvajalikuks. Mitme mutatsiooni esinemise tõenäosus
suureneb   vanusega.   Teisalt,   kui   mingi   vähi   geene   organismis   pole,   siis   puudub   sel   organismil   ka
eelsoodumus vastava haiguse tekkeks. 
6. Farmakogeneetika. Personaalmeditsiin. Inimgenoomi puhul on päevakorda tõusnud personaal- ehk 
individuaalmeditsiini  küsimused.  Ravimid  pole  universaalsed – nende  toime  sõltub organismist,  tema
genotüübist.   Seega,   kui   meil   oleksid   nn   geneetilised   ravimid,   mis   toimivad   vaid   kindlate   geenide   ja
genotüüpide puhul, oleks ravi kindlasti palju edukam. Personaalmeditsiini tungimine igapäevameditsiini
on seniste teadsandmete põhjal veel kauge ootus. 
KOHTUMEDITSIINIS – inimeste tuvastamine
DNA fingerprinting. Inimese DNAs on tohutult erineva pikkusega kordusjärjestusi. Praegu kasutatakse
STR (short tandem repeat). Toimub STR-de amplifitseerimine PCR meetodil ja Sõltuvalt korduste arvust
saadakse erineva pikkusega DNA fragmendid - Isaduse tõestamine - kohtumeditsiinis 2. Kaasaegse   geneetika   rakendusalad   põllumajanduses.   Transgeensed   organismid. Organismi kloonimine.  1


Tänapäeval   on   paljud   taimesordid   geneetiliselt   modifitseeritud,   ehk   need   sordid   sisaldavad
lisageene. 
GMO – transgeenselt modifitseeritud organismid
Sordiaretus:  Üks   võõraste   geenide   ülekande   põhimeetodeid   seisneb   bakteri  Agrobacterium
tumefaciens’i  Ti-plasmiidi vahendatud geenide ülekandes taimedesse. GMO-de kasutamine on
tänapäeval rahvusvaheliselt ja riigiti küllalti rangelt kontrollitud. Põhjuseks potentsiaalne biooht:
GMOde kontrollimatu levik looduses, mitteteadaolevate allergiliste või toksiliste ainete süntees
või ravimiresidentsusgeenide horisontaalne looduslik ülekanne. Tootmiseks soovitatud taimedel
neid kahjulikke mõjusid siiani veel kindlalt tõestatuna pole avastatud. 
Transgeensed taimed:  Suurenenud vastupanuvõime kahjuritele  Viljade säilivusaja pikenemine (tomat). 
 “kuldne riis” toodab β-karoteeni. On suurendatud riisi toiteväärtust.  Tõuaretus.  Koduloomade   tõuaretuses   saadakse   klassikaliselt   suurema   muna-   piima-   või
lihatoodanguga tõuge. Tõuaretusse tõi pöörde  kunstliku seemendamise  massiline rakendamine,
mis võimaldas hakata jälgima tõuaretuse kulgu. Isaslooma sperma kogumisel ja külmutamisel
saab seda kasutada tuhandeteks seemendusteks. 
Järgmisele   tasemele   jõudis   tõuaretus   aga  loodete   siirdamise   metoodi  väljatöötamisega,   mis
võimaldab lühikese ajaga kasi välja vahetada või luua kiiresti uus kari. 
Järgmine tase võib saabuda  transgeensete ja kloonitud loomade  kasutamisega. Siiani on nende
meetodite   laialdasem   kasutus   piiratus   oluliste   probleemidega   elujõuliste   ning   geneetiliselt
täisväärtuslike järglaste saamisel. 
Transgeensed loomad:  tõuomaduste   parandamine.  Oleks   võimalik   loomade   piimaga   koos   toota   ka   muud vajalikke aineid (nt verehüübe faktorit IX lambaste piimast).   teaduslikud   uuringud.  Transgeensete   hiirte   kasutamine:  Imetajate   geeniekspressiooni uurimine ja Geenide ülekandevektorite ja meetodite katsetamine, et neid hiljem kasutada
inimese puhul.   Transgeensed   kanad,   kes   on   resistentsed   ALV  (avian   leukosis   virus)   vastu.  Nende organism   sisaldab   defektset   ALV-d,   mis   produtseerib   loodusliku   viiruse   paljunemist
blokeerivat valku.   Ravimunad: raviotstarbelised valgud ja vaktsiinid munavalges. Transgeensed mikroorganismid:   Inimese kasvuhormooni ja insuliini tööstuslik tootmine Organismi kloonimine.
Imetajate kloonimine:
Organismi kloonimise tulemusena saadakse kaks või enam geneetiliselt identset isendit
1. Sisuliselt on kloonid ka ühemunakaksikud, sest nad arenevad ühest viljastatud munarakust
2.  Embrüokloonimine: koduloomade puhul rakendatud varajase embrüo (2-8 raku staadium) rakkude
lahutamist ning nendest identsete järglaste saamist. 
3. Kloonimine lähtudes imetajate somaatilistest rakkudest
4. Somatic cell nuclear transfer – SCNT
Esimesed kloonitud loomad: 1997 lammas Dolly. Ka lammas Dollyl tekkisid erinevad tervisehäired –
pandi magama. Kloonimise tehnoloogiad on alles algstaadiumis, tehakse palju vigu. 
Kloonimise rakendusalad: 
2


1. Transgeensete loomade paljundamine
2. Väljasurevate liikide paljundamine
3. (kloonitakse ka koduloomi, eriti Lõuna-Koreas) Kloonimisega kaasnevad probleemid: 1. Geneetilised ja epigeneetilised efektid kloonimisel o Kromosoomide aberratsioonid
o Muutused geenide avaldumise mustris, mida mõjutab DNA metülatsioon ja histoonide atsetülatsioon 2. Edukus on alla 3%.  Inimese reproduktiivne kloonimine on seadusega keelatud
Eriti kui pragu on selles metoodikas veel väga palju vigu. Lisaks inimese isiksus on geenide ja keskkonna
koostoime,   ehk   kloonides   ei   saaks   sama   isiksust.  Peale   lammas   Dolly   edukat   kloonimist   reguleeriti
inimeste kloonimine kiiresti seadusevastaseks. 3. Geneetika väärkasutused.
Meie käitumine ja isiksuseomadused on suures ulatuses geneetiliselt määratud. Alkoholismil ja
skisofreenial on nt geneetiline eelsoodumus. Kui aga keskkonnarisk, nt alkohol, puudub, siis
vastavat   haigust   ehk   alkoholismi   ei   teki.   Loodusliku   valiku   alusel   organismi   ebasobivaid
tunnuseid asendatakse kasulikumatega. Galton arendas seda ideed edasi: Kui inimese vaimsed ja
füüsilised   tunnused   on  evolutsioneerunud   siis   on  need   ka   päritavad   ja   neile   rakendub   valik.
Inimsoo kiiremaks parandamiseks saaks kasutada kunstlikku valikut – eugeneetikat. 
19. sajandil leiti, et tsiviliseeritud ühiskondades on loodusliku valiku toime vähenenud:  kõrgvõimekad
isikud sigivad märksa vähem kui madalamate võimetega inimesed. Kuidas inimest „parandada“?
Eugeenika  - teadus kõigist mõjudest ja tingimustest, mis määravad populatsiooni vaimseid ja kehalisi
kvaliteete tulevastes põlvkondades; selle eesmärk on kindlustada iga rass, klass või sekt kehaliselt ja
moraalselt parimate ja vaimselt võimekamate esindajatega.
Eugeenikas oli kaks lähenemist:
Positiivne eugeenika – parimate omadustega isikute sigimise riiklik stimuleerimine (nt rahalised toetused
võimekamate motiveerimiseks). 
Negatiivne eugeenika – kahjulike omadustega indiviidide sigimise piiramine (mitmetes riikides rakendati
ainult seda). Piirati vaimuhaigete või muude vigadega, aga ka kriminaalide ja nende, kelle seksuaalne
orientatsioon   oli   muutunud,   sigimist.   USAs   steriliseeriti   indiviidid,   keda   peeti   idiootideks   või
retsidivistideks. 
Kuigi   eugeneetika   eesmärgid   olid   pigem   humaansed   –   inimsoo   pirandamine,   siis   olid   eugeneetika
rakendused inimsusevastased. 
1895 Alfred Ploetz – kirjutas raamatu “Rassenhygiene”, ei ole tegelikult seotud eugeenikaga, põhines
rasside bioloogilisel ebavõrdsusel (aarialaste rassiline ülimus)
Rassihügieeni seadus 1923 – hakati hiljem nimetama  eugeenikaseaduseks. Juutide jt. rahvaste hävitamine
natsistliku Saksamaa poolt. Nii sai eugeenika negatiivse varjundi. 
Nii muutus võimatuks ka positiivse eugeenika propageerimine (nt. geeniuste spermapangad ja sellega
võimekate inimeste geene levitada). Kogu eugeenika muutus pikaks ajaks tabuteemaks. 
1948 keelati N. Liidus geneetikaalased uuringud täielikult. Põlu alla sattusid ka statistikaalased uuringud
ja küberneetika. Toimus teadlaste sattumine isolatsiooni, paljud kunagi kuulsad Vene teadlased hukati või
surid   vangis.   Näiteks   Nikolai   Koltsov   (avastas   1903   tsütoskeleti,   1927   oletas,   et   geneetiline   info   on
salvestatud 2-ahelalisse hiidmolekuli, mille ahelad on komplementaarsed)  ,  Sergei Tšetverikov (üritas
leida geneetilist põhjust looduslikult valikule). 
3


4. Võrrelge eukarüootset ja prokarüootset genoomi. EUKARÜOOTNE GENOOM PROKARÜOOTNE GENOOM TUUM   JA
TUUMA-
MEMBRAA
N On nii rakutuum kui tuumamembraan. Tuum   puudub.   Geneetiline   info   on
koondunud tsütoplasmas raku piirkonda,
mida nimetatakse nukleoidiks. GEENIDE
ARV Enamasti üle 5000 Keskmiselt ~1000-5000  VALGU
SÜNTEES Transkriptsioon ja valgusüntees on teineteisest
lahutatud nii ajaliselt kui ruumiliselt. 
1.DNA   asub   rakutuumas   ja   seal   toimub   ka
RNA süntees – transkriptsioon. 
2.RNA   transporditekse   läbi   tuumapooride
tsütoplasmasse
3.Ribosoomides, mis paiknevad ERil, toimub
valgusüntees   mRNA-s   sisalduva   geneetilise
info põhjal Nii   kui   RNA   süntees   algab,   on
samaaegselt võimalik valgusüntees.  REPLIKATS
IOON Replikatsioon   algab   paljudest replikatsioonialguspunktidest,   kuni replikatsioonikahvlid ühinevad.  Replikatsioon   algab   ühest   kohast,   kuni
teeb rõngaskromosoomil ringi peale INTRONID Esinevad intronid valke kodeerivates geenides. Introneid   ei   esine,   splaissing   ei   ole
vajalik.  RNA
PROTSESSI
NG Esineb splaissing enne valgusünteesi.  Ei esine. Nii kui RNA süntees algab, on
samaaegselt võimalik valgusüntees 5. Võrrelge raku jagunemist mitoosi ja meioosi teel.
1. GENEETILINE SARNASUS. Mitoosi teel jagunevad tütarrakud on emarakuga geneetiliselt identsed.
Meioosi teel jagunevad tütarrakud on emarakust geneetiliselt erinevad, tagades geneetilise varieeruuvuse
indiviidide vahel. 
Meioosis erinevad juba peale esimest jagunemist tütarrakud emarakust, mis peale seda saavad veel üks
kord jaguneda. Lisaks toimub meioosi esimeses profaasis kromosoomide ristsiire ning esimeses anafaasis
liiguvad raku vastaspoolustele homoloogilised kromosoomid, mitte tütarkromatiidid. 
2.  PLOIDSUS.  Mitoosi   teel   jagunedes   on   nii   emarakk   kui   tütarrakud   on   diploidsed.   Meioosi   teel
jagunedes moodustub kokku 4 haploidse genoomiga gameeti. 
3. AEG. Sõltuvalt organismist ja rakkude keskkonnast, võib mitoos kesta mõnest tunnist mõne päevani.
Meioosi puhul võib aga juba ainult esimene profaas osadel loomadel kesta aastaid. 
4. RAKUJAGUNEMISTE ARV. Meioosis toimub rakujagunemine 1 kord, kus tekib 2 diploidset rakku.
Meioosis toimub kaks rakujagunemist: 
1)   redutseeriv   jagunemine:  Homoloogilised   kromosoomid  paarduvad   omavahel   ja   lahknevad   seejärel
juhuslikkuse alusel tütarrakkudesse.
4


2) võrdväärne jagunemine -  Tütarkromatiidid jaotuvad tütarrakkudesse nii nagu mitoosis
5. TOIMUMISKOHT. Mitoos toimub somaatilistes rakkudes, meioos aga idutee rakkudes. 
6. DNA REPLIKATSIOON. Kuigi meioosis toimub rakujagunemine 2 korda, on nii meioosis kui mitosis
1 S-faas.  6. Meioos geneetilise muutlikkuse suurendajana. Meioosi häiretest tulenevad defektid.
Mida vanemad eas naine lapse sünnitab, seda suurem tõenäosus on saada defektne laps. Downi sündroom
on levinud. Ka teiste kromosoomide lisakoopiaid esineb, kuid need arenguhäired on veelgi suuremad ja
üldiselt rasedus katkeb ise.
Vead toimuvad kromosoomide jaotumisel tütarrakkudesse. Kuni 5% seemnerakkudest sisaldavad samuti
ebanormaalset kromosoomide komplekti.
Meioosi evolutsiooniline tähtsus:       Isalt ja emalt saadud homoloogiliste kromosoomide juhuslik lahknemine sugurakkudesse. 
Esimeses   meioosis   toimub   homoloogiliste   kromosoomide   juhuslik   lahknemine   tütarrakkudesse.
Kromosoomide võimalike kombinatsioonide arv on 223 (~1000000 kombinatsiooni).
 Ristsiirde toimumine meioos I profaasis suurendab veelgi geneetilist muutlikkust. 1 homoloogilistest kromosoomidest on pärit isalt ja teine emalt. 
- Suurem võimalus positiivsete mutatsioonide tekkeks ja kinnitumiseks. Kiirem kohastumisvõime. Kuigi toimub munarakkudes 4 jagunemist, saadakse ikkagi korraga 1 munarakk. Tekib 1 munarakk ja 3
polaarkeha. 7. Mendeli avastatud pärilikkuse üldprintsiibid monohübriidsel ja dihübriidsel ristamisel. 
1865 – Mendel summeerib pärilikkuse üldprintsiibid. 1900 Mendeli seadused taasavastati 3 sõltumatu
teadlase poolt. 
Modohübriidne ristamine: dominantsuse ja lahknemise printsiip.
Monohübriidne ristamine: vaadatakse ühte tunnustepaari (kääbuskasvulised/kõrgekasvulised)
Mendel ristas kõrgekasvulisi hernetaimi kääbuskasvulistega – hübriidid olid kõrgekasvulised. 
Mendeli   katsetest   järeldus,   et   geenid   esinevad   paaridena.   Retsessiivne   alleel   avaldub   vaid
homosügootsena. 
Mendeli   I   seadus:  DOMINANTSUSE   PRINTSIIP:  Erinevate   homosügootsete   isendite   ristamisel   on
esimese põlvkonna järglased F1 kõik ühetaolised heterosügoodid. Heterosügootides esineb üks alleelidest
varjatud kujul. 
Mendeli II seadus: SEGREGEERUMISE PRINTSIIP: Kaks erinevat alleeli lahknevad heterosügootide
gameetide   moodustumisel.  Heterosügootide   (hübriidide) järglaskonnas   F2   toimub   geneetiline   lahknemine,   nii   et   kindlates
sagedussuhetes   tekivad   nii   homosügootsed   kui   ka   heterüsügootsed
järglased. 
Dihübriidne ristamine – Mendeli III seadus
Dihübriidne ristamine: vaadeldud on kahe tunnuse pärandumist, mida
määravad   geenid   paiknevad  erinevates   kromosoomides.  Kõik
vaadeldavad   tunnused   peavad   olema   erinevates   kromosoomides,
vastasel juhul seaduspära ei kehti. 
GEENIDE   SÕLTUMATU   LAHKNEMISE   PRINTSIIP.
Dihübriidsel   ristamisel   erinevate   geenide   alleelid   lahknevad   ja
kombineeruvad üksteisest tõltumatult.  5


8. Geenide  alleelne  varieeruvus ja  mõju  fenotüübile:  semidominantsus,  kodominantsus, mitmealleelsus. Tooge näide! Alleel   on   täielikult   dominantne   siis,   kui   ta   annab   täpselt   samasuguse   fenotüübilise   efekti   homo-   ja
heterosügootses olekus (fenotüübiliselt on ju AA ja Aa üksteisest eristamatud). Ebatäielikult või osaliselt
dominantne on heterosügootide(Aa) fenotüüp aga siis, kui ta on homosügootidest (AA/aa) erinev. 
Erisatakse kahte tüüpi vastasmõju erinevusi täielikust domineerimisest: 1. SEMIDOMINANTSUS = intermediaansus
2. KODOMINANTSUS SEMIDOMINANTSUS - F1 põlvkonnas avaldub vahepealne tunnus.  Ristatakse   kaks   homosügooti   (punane   värvus,   pigmendi   puudumine).   Järglased   on   roosade   õitega.
Dominantne tunnus avaldub osaliselt. 
Kui edasi F1 põlvkonda ristata siis vaid ¼ on punane, ¼ valge ja 2 neljast on roosad. 
Õite värvus sõltub geenidoosist. Pigmenti toodetakse nii homosügootsete dominantse alleeli esindajates
kui ka heterosügootides (Aa), kuid seal sünteesitakse vähem ensüümi, mis annab punase õite värvuse.
Dominantne alleel avaldub heterosügootides nõrgemini, tulemuseks õite roosa värvus. 
(vähem dominantset alleeli = vähem punast värvi andvat ensüümi)
NÄIDE: Punaste ja valgete õitega lõvilõugasortide ristamisel on järglased roosade õitega. 
KODOMINANTSUS  - Alleelid avalduvad võrdselt, teineteisest sõltumatult. 
Mõlema homosügoodi poolt määratud produkt esineb heterosügootides, ehk heterosügootides avalduvad
mõlema homosügoodi geeni alleelid võrdselt (muidu avaldub dominantne). 
NÄIDE:  Inimese   vererakud  võivad  toota   M  ja   N   antigeeni   korraga.   Inimestel   esineb  selline   olukord
vererakkude  M-   ja   N-antigeenide   äratundmisel.  Neid   inimese   immuunsüsteemi   poolt   toodetavaid
antigeene,   määratakse   sama   geeni   kahe   erisuguse   alleelse   variandi   poolt.   M-   ja   N-veregruppidega
homosügoote  (AA)   saab  veretüüpide   detekteerimisel  selgitada   vastavalt  anti-M ja  anti-N  seerumitega
(antikehadega), mis annavad aglutinatsioonireaktsiooni (antigeen+antikeha=sade). Heterosügootidel (Aa)
esineb aga reaktsioon mõlema antiseerumiga, see tähendab, et mõlemad alleelid avalduvad teineteisest
tõltumatult. Nt inimestel on veres kaks antigeeni L ja M. 
6


NÄIDE: Rodotendronil võivad olla siiru-viirulised õied. Mõlemad alleelid võivad avalduda. 
MITMEALLEELSUS=POLÜALLEELSUS  - Tunnuse määravad ühe geeni 3 või enam alleeli. Geen
võib esineda rohkem kui kahe erisuguse alleelina. 
NÄIDE: Küülikute kasva värvust kontrollivate geenide alleelid. 
c – albiino
ch – himaalaja
cch – tšintšilja
c+ - metsiktüüp. Looduslikus populatsioonis on enamik küülikuid c+ alleeli suhtes homosügootsed. 
Homosügooses olekus on igal alleelil oma fenotüüp:
cc – üleni valged
chch – valged jänesed, mustad kõrvad/käpad/ninaots
cchcch – valge karvkate, karvade otsad on mustad
c+c+ - tumeda karvaga
fenotüübiline variatsioon
Metsiktüüpi   c+  domineerib  kõigi   teiste   üle.   c  on  retsessiivne   kõigi   ülejäänute   suhtes.   cch  on  osaliselt
dominantne, ehk dominantne ainult ch suhtes. 
c+ > cch > ch > c 9. Mutatsioonide toime organismile. Testertüved mutatsioonide alleelsuse testimiseks.  Mutatsioon – muutus geneetilises materjalis.
Mutatsioonide  jaotus nende toime alusel: a. Nähtavad mutatsioonid – muudavad fenotüüpi
b. Neutraalsed mutatsioonid – ei muuda fenotüüpi
c. Steriilsed mutatsioonid – ei võimalda mutatsiooni kandvatel  isenditel järglasi saada d. Letaalsed mutatsioonid – ei arene elujõulist organismi 1.   Retsessiivne amorfne mutatsioon, funktsiooni kaotanud alleel – vajalikku valku ei sünteesita, tugev fenotüübiline efekt homosügootses olekus 2. Retsessiivne   hüpomorfne   mutatsioon,   kus   polüpeptiidi   funktsioon   osaliselt   säilib.   Mutantne fenotüüp võib ilmneda aga tunduvalt nõrgemalt.  3. Dominantne neomorfne mutatsioon, on tekkinud uue funktsiooniga alleel – uute omadustega polüpeptiid, mis põhjustab uue, mutantse fenotüübi Heterosügootide fenotüüp erinevate mutantsete alleelide puhul
a – retsessiivne amorfne (funktsiooni kaotanud) alleel – metsiktüüp
ah – retsessiivne hüpomorfne (funktsioon osaliselt säilinud) alleel – metsiktüüp
aD – dominantne neomorfne (uue funktsiooniga) alleel – mutantne
a+ – metsiktüüpi alleel  7


RETSESSIIVSETE MUTATSIOONIDE ALLEELSUSE TESTIMINE
Mutatsioonid võivad olla ka erinevates geenides. Kuidas teha kindlaks kas mutatsioonid on samas geenis
(alleelsed) või erinevates geenides (mittealleelsed)?
Seda saab kindlaks teha retsessiivsete mutatsioonide korral, mitte aga dominantsete mutatsioonide korral.
Mutatsioonide   alleelsust   saab   kontrollida,   ristates   neid  testertüvedega   –  neis   on   retsessiivsete
mutatsioonide esinemine kindlates geenides eelnevalt välja selgitatud. 
Ristamisse võetav testertüvi on homosügootne teatava geeni retsessiivse alleeli suhtes. Kaks mutatsiooni
on   sama   geeni   alleelid,   kui   hübriidide   fenotüüp   on   mutantne.  Metsiktüüpi   fenotüübi   puhul   on
mutatsioonid erinevates geenides (ei ole alleelsed) Nt: sabata kassid manni saarelt. Kui mõlemad alleelid on homosügootses olekus siis loomad ei arene välja.
Kui on heterosügootne, siis sünnib sabata kass.  10. Geenide   fenotüübilist   avaldumist   mõjutavad   tegurid.   Mõisted   penetrantsus   ja ekspressiivsus. Füüsikaline keskkonna mõju. Keskkonna füüsiline mõju mõjutab geenide avaldumist
 Temperatuuritundlikud   mutatsioonid   –   äädikakärvse   shibire   mutantidel.   25   kraadi   juures   puudub nähtav efekt  – siiski  surevad  raputamisel.  29 kraadi  juures paralüseeruvad kärbsed koheselt  ilma
raputamata.   Fenüülketonuuria – retsessiivne aminohapete metabolism efekt. Mutatsiooni osas homosügootsetel väikelastel   koguneb   ajju   toksiline   ühend,   mis   põhjustab   vaimset   alaarengut.   Toksilise   ühendi
kogunemist   saab   takistada,   kui   dieedis   vähendada   aminohappe   fenüülalaniini   hulka   minimaalsele
tasemele.  Bioloogilise keskkonna mõju
 Kiilaspäisus. Kiilaspäisust määrav alleel avaldub sugupooltel erinevalt: meestel dominantsel ja naistel retsessiivselt. Põhjuseks on meessuguhormoon testosteroon, mida on meestel rohkem.  GEENI  PENETRANTSUS  –   juht,   kus   indiviidil   ei   ilmne   tunnust   isegi   siis,   kui   tal   esineb   vastav
genotüüp.   Geeni   penetrantsuse   näiteks   on   inimesel   polüdaktüülia   –   lisasõrmede   või   lisavasvaste
olemasolu. Seda põhjustab dominantne mutatsioon P, mis avaldub vaid osadel selle alleeli kandjatel. 
Penetrantsus – sagedus protsentides, millega mingi genotüüp avaldub selle kandjate fenotüübis (sõltub nii
geneetilisest taustast kui ka elukeskkonnast)
EKSPRESSIIVSUS  –   mõistega   geeni   ekspressiivsus   märgitakse   olukorda,   kus   samaste   genotüüpide
korral   on   tunnuste   avaldumise   aste   isenditel   erinev.   Nt   Habsburgide   dünastia   liikmetle   iseloomulik
etteulatuv lõug avaldus indiviiditi erinevalt.  8


11. Mõisted epistaas ja pleiotroopsus. Tooge mõni näide.
EPISTAAS  – Ühe geeni mahasuruv (tõkestav, varjutav) toime teise geeni avaldumise suhtes. Geenid,
mida alla surutakse on hüpostaatilised. 
NÄIDE:  epistaas   lillherne   õievärvuse   kujunemisel.   Õie   värvust   määravat   pigmenti   antotsüaani
sünteesitakse vaid siis, kui ainevahetusahela mõlematel geenidel esinevad dominantsed alleelid. Kuivõrd
geenid C ja P kodeerivad erisuguseid antotsüaniini sünteesi etappe, siis purpurne värvus saab esineda vaid
mõlema geeni funktsionaalsete produktide olemasolul (alleelid C ja P). PLEIOTROOPSUS  –   Kui   geen   mõjutab   mitme   teise   geeni   avaldumist,   nimetatakse   seda   geeni
pleiotroopseks. 
NÄIDE:  fenüülketonuuria   puhul   on   esmasefekti   põhjustajaks   retsessiivne   mutatsioon,   mis   tingib
ainevahetuse käigus fenüülalaniinist toksilise aine moodustumise mis omakorda mõjutab aju närvirakkude
arengut   ning   sellega   kaasneb   vaimne   alaareng.   Samal   retsessiivsel   mutatsioonil   on  teinegi   efekt:   see
vähendab   pigmendi   melaniini   sünteesi.   Seetõttu   on   fenüülkenotuurikud   tavaliselt   helepruunide   või
blondide juustega.  12. Mis põhjustab kompleksse tunnuse erinevat avaldumismäära populatsioonis?
Komplekssed   tunnused   –   mitme   geeni   poolt   kontrollitud,   polügeensed.   Komplekssete   tunnuste   puhul
ilmneb pidev fenotüübiline varieeruvus – nt inimeste nahavärvus. On leitud umbes 20 geeni, mis osalevad
suuremal või vähemal määral naha pigmentatsiooni määramisel. 
 Kvantitatiivseid tunnuseid määravad paljud geenid
 Kvantitatiivsete tunnuste avaldumist mõjutavad paljud keskkonnafaktorid. 
Tunnuste pidev muutlikkus on määratud kahe teguri poolt: 
1) Kaks ja enam alleelipaari lahknevad ja kombineeruvad järglaskonnas üksteisest sõltumatult
2) Keskkonna mõjutused  9


KESKKONNA MÕJU FENOTÜÜBILISELE VARIEERUVUSELE.  Katse   tubakataimedega,  mis  erinesid õiekroonide  pikkuse  poolest,   õiekroonide   pikkust  kontrollivad  9
erinevat alleelipaari, ehk 9 geeni.   NII   KESKKONNA   KUI   KA   ERINEVATE   ALLEELIPAARIDE SÕLTUMATU   LAHKNEMISE   JA   KOMBINEERUMISE   OSA   JÄRGLASKONNA   PIDEVA   FENOTÜÜBILISE
MUUTLIKKUSE MÄÄRAMISEL. 
Mida rohkem geene (ja nende alleele) kontrollib antud tunnust, seda sujuvam on fenotüübiline varieeruvus
populatsioonis  10


13. Kvantitatiivsete   tunnuste   analüüs:   keskmine   ja   modaalklass,   valimi   varieeruvus   ja standardhälve. Kvantitatiivseid tunnuseid iseloomustatakse kvantitatiivselt. Uurimise all on juhuslik osa populatsiooni
isenditest  ehk  valim  ning nende  analüüsist  saadud  tulemustest  tehakse  üldistused  kogu  populatsiooni
kohta. 
(X) Valimi  keskmine:  peab andma  populatsiooni  iseloomustava  tüüpilise tunnuse  keskmise  väärtuse.
Keskmise (X) leidmiseksliidetakse kõigi isengite andmed (Σxi) ja jagatakse need uuritud isendite arvuga
(n). 
X= Σxi/n
Modaalklass:   väärtusklass,   kuhu   jaotub   analüüsitud   valimist   kõige   enam   isendeid.   Nii   nagu   valimi
keskmine   iseloomustab   ka   modaalklass   populatsiooni   keskmist   väärtust.   Enamasti   on   kvantitatiivsete
tunnuste väärtusi iseloomustav kõver keskmise väärtuse suhtes sümmeetriline. Sellist jaotust nimetatakse
normaaljaotuseks,   mille   korral   populatsiooni   keskmine   ja   modaalklass   langevad   kokku   jaotuskõvera
keskele. 
Valimi keskmine ja modaalklass ei iseloomusta andmete hajuvust, ehk seda, kui suures ulatuses andmed
keskmisest   väärtusest   erinevad.  Valimi   varieeruvus  mõõdab   üksikute   andmepunktide   hajuvust   (s2)
keskmisest punktist ja seda arvutatakse:
s2 = Σ (xi – X)2/(n-1)
Standardhälvet   (s)  kasutatakse   hajuvuse   iseloomustamiseks   ilma   ruutkorrutiseta   arusaadavuse
suurandamiseks. 
s =  √s2 14. Päritavus. Mida näitab see, kui teatava tunnuse päritavuskoefitsient on väärtusega 0,7?
Päritavus   –   kvantitatiivse   tunnuse   populatsioonisisese   muutlikuse   osa,   mis   on   tingitud   indiviidide
genotüüpide erinevusest (genotüübilisest muutlikusest)
Selleks, et mõõta päritavuse osa  tunnuse muutlikkuses, tuleb määrata tunnuse kogu muutlikkus  Vt  ning
leida selles geneetilistest erinevustest tingitud muutlikkuse Vg ja keskkonnateguritest tingitud muutlikkuse
Ve osa. Seega:
Vt = Vg + Ve 
Päritavuskoefitsient  h2  -   väljendab   geneetilise   muutlikkuse   suhteosa  Vg  tunnuse   üldisest
populatsioonisisesest muutlikkusest Vt antud keskkonna tingimustes. See näitab, kuivõrd on fenotüübiline
tunnus põhjustatud geneetilisest erinevusest. 
h2 = Vg / Vt 
Nt kui nisuterade h2=0,7, siis see tähendab, et 70% ulatuses on nisuterade küpsemine põhjustatud isendite
geneetilisest erinevusest. 
Väärtus 0 – fenotüübiline muutlikkus ei ole tingitud genotüübilistest erinevustest
Väärtus 1 – kogu  fenotüübiline varieeruvus on põhjustatud geneetilistest faktoritest  15. Kunstlik valik, sellega seotud piirangud. Inbriidingu mõju organismi fenotüübile.
Teades kvantitatiivsete tunnuste päritavuskoefitsienti, on võimalik ennustada kunstliku valiku teel
saadud   järglaskonna   kvantitatiivseid   tunnuste   omadusi.  Kunstlik   valik   seisneb   peamiselt   valitud
genotüüpidega  (või fenotüüpidega) isendite ristamises ning järglaste valikus geneetiliste omaduste järgi.
Kunstlikul valikul kasutatakse kaht põhilist valikumeetodit: 1. Individuaalvalik   –   järglastest   valitakse   ristamiseks   välja   konkreetsed   isendid,   kasutades fenotüüpide ettearvamise meetodit 11


2. Massvalik   –   ristamiseks   valitakse   vanemate   hulgast   välja   kindlate   omadustega   väike   grupp isendeid.  Inbriiding  –   lähedalt   suguluses   olevate   isendite   ristumine.  Järglaskonnas   suureneb
homosügootide aste, lähisugulaste lastel on suurem risk geneetilistele haigustele. 
Nt on inbriidingu efekt albinism, ehk pigmendi puudumine. Pigmendi puudumise oõhjustav allele
sattus sugulusabielude tõttu homosügootsesse olekusse.  16. Sugukromosoomid erinevatel organismidel. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et pärilikkus on seotud kromosoomidega. Homogameetne sugupool – moodustab sugukromosoomide osas ühesuguseid sugurakke (gameete) Naised XX, sugurakus lisaks autosoomidele X kromosoom Heterogameetne sugupool – moodustab sugukromosoomide osas erinevaid sugurakke Mehed XY, sugurakus lisaks autosoomidele kas X või Y kromosoom Sugukromosoomide arv võib liigiti erineda:
 Osadel putukatel avastati lisakromosoomid. Nt on emastel rohutirtsudel üks X-kromosoom rohkem kui isastel. Emased XX, isased X0.   Inimestel, enamikel imetajatel ja osadel putukatel on XY-soomääramise süsteem. Inimese Y kromosoom on X kromosoomist morfoloogiliselt eristatav. Ühist geneetilist materjali on X
ja Y kromosoomil vähe.   Lindudel ja osadel reptiilidel ja putukatel on olukord vastupidine: isased on homogameetsed (ZZ) ja emased heterogameetsed (ZW). See on ZW-soomääramissüsteem.  Ekspetimentaalsed tõendid sellele, et geenide pärandumine on seotud kromosoomidega:
Geen white on suguliiteline geen,  sest paikneb sugukromosoomis. X kromosoomis – X-liiteline geen. 
Thomas Morgan näitas, et punast silmavärvust määrav geen white asub äädikakärbsel X kromosoomis. F2
põlvkonnas   olid   pooled   isastest   kärbestest   valgesilmsed,   kuid   emased   kõik   punasesilmsed.  Isased   on
punast silmavärvid määrava geeni osas geeni osas hemisügootsed – neil on ainult üks geenikoopia.
Valgesilmsus avaldub emastel järglastel ainult siis, kui mõlemad X kromosoomid sisaldavad retsessiivset
mutatsiooni  white.   Tulemuseks ootuspärasest erineva fenotüübiga järglased (punasesilmsed isased ja valgesilmsed emased). Need tulemused kinnitasid pärilikkuse seost kromosoomidega.
Ta näitas, et silmavärvust määrav geen paikneb X-kromosoomis ja et Y-kromosoomis vastav geen puudub.
Silmade valget värvust põhjustas retsessiivne mutatsioon, mis avaldus isaskärbestel.  17. Selgitage Mendeli seadusi lähtudes kromosoomiteooriast. 12


Mendeli seadused tulenevad sellest, milliste seaduspärasuste alusel toimub kromosoomide lahknemine
sugurakkudes ning sattumine järglaskonda.
Mendeli katsetes vaadeldud tunnuseid määravad geenid asuvad erinevates kromosoomides.
Lahknemisseadus (Mendeli II seadus) – heterosügootide järglaskonnas toimub geneetiline lahknemine, nii
et homosügootseid ja heterosügootseid isendeid saadakse kindlates sagedussuhetes.
Anafaasis, pärast esimest meiootilist jaotumist liiguvad heterosügootsete vanemate kromosoomid, mis
sisaldavad erinevaid alleele, raku erinevatele poolustele ja lahknevad tütarrakkudesse.
Dihübriidsel   ristamisel   ilmnev   (Mendeli   III)  seadus   (sõltumatu   lahknemise   e.   vaba   kombineerumise
seadus) baseerub samuti homoloogiliste kromosoomide juhuslikul lahknemisel tütar-rakkudesse  Mendeli seadused lähtudes kromosoomiteooriast: 18. Suguliitelised geenid ja nende avaldumine inimesel. Tooge näide.
X-liiteliste geenide pärandumine seondub X-krmosoomiga. 
X-liitelised geenid inimesel
X kromosoom moodustab 4% genoomist, sisaldab 1098 geeni.
10% teadaolevatest geneetilistest haigustest, mis päranduvad Mendeli seaduste järgi, on X-liitelised. 13


Nt: Hemofiilia – X-liiteline retsessiivne tunnus, mida avaldus Euroopa riikide kuninglikes perekondades
tänu sugulusabieludele.
X-liiteline hemofiilia vorm A: puudub verehüübefaktor VIII. Hemofiiliat põhjustab mutatsioon geenis
HEMA, mis kodeerib verehüübe faktorit VIII. 
Y kromosoomi-spetsiifilised geenid
TDF (testes determining factor), tuntud ka nimetuse all SRY (sex-determining region Y gene) mõjutab Y
kromosoomis asuvate geenide avaldumist, mis kontrollivad testiste arengut.   Pseudoautosomaalsed regioonid Y kromosoomi  otstes on homoloogilised X kromosoomiga.  Meioos I
profaasis   paarduvad  Y kromosoomi   otsad   X   kromosoomidega   ning   nende   alade   vahel   võib   toimuda
rekombinatsioon   (ristsiire).  XX   mehed,   kellel   puudub   Y   kromosoom,   kannavad  SRY  regiooni   X
kromosoomis
NÄIDE:
Looduses esinevad metsiktüüpi äädikakärbsed on punasilmsed. 
Punast silmavärvust määrava geeni dominantne alleel – w+
Valgesilmsust määrava geeni retsessiivne alleel – w
Punaste   emaste   (w+w+)   ristamisel   valgesilmsete   isastega   (w):   F1   põlvkonnas   kõik   punasilmsed,   F2
põlvkonnas   on   puna-   ja   valgesilmsete   suhe   3:1,   nagu   autosoomsel   monohübriidsel   ristamiselgi   kuid
erinevus seisneb selles, et valgesilmsus esineb vaid isastel. Isastel on pooled puna- ja pooled valgesilmsed.
Järelikult: toimus suguliitelisel pärandumisel F2 põlvkonnas tunnuste lahknemine sõltuvalt soost.  19. Soomääramine erinevatel organismidel. 
Lahksugulised – liigid, kelle puhul eristuvad selgelt isased ja emased. 
Osadel juhtudel on lahksugulisus määratud pigem keskkonnafaktoritega kui kromosoomidega. Näiteks
osadel kilpkonnaliikidel ja krokodillidel määrab soo temperatuus. Munade haudumisel temperatuuril üle
25 kraadi moodustuvad kilpkonnadel emasjärglased, madalamal isasjärglased. Krokodillidel on vastupidi:
madalal temperatuuril moodustuvad emased, kõrgemal isased. Temperatuuril on sugu määravate geenide
aktiveerimise roll. 
Inimesel ja teistel imetajatel määrab soo Y kromosoomi olemasolu.  XO indiviidid on naissoost
XXY  indiviidid on meessoost 14


Testist määrav faktor TDF on geeni SRY ehk sugu määrava piirkonna produkt. TDF puudumisel (SRY
geeni defektsus) avalduvad naistele iseloomulikud sootunnused. Järelikult on SRY piirkond isasust määrav
segment ja see on selgelt vajalik isasorganismide tekkeks. SRY geen Y kromosoomis on seotud inimese
sootunnuste kujunemisega.  XX mehed on väiksemat kasvu, enamasti väiksemate testistega ja steriilsed
XY naised steriilsed, neil ei teki munarakke  Kui testised on moodustunud, siis algab hormoon testosteroon sekretsioon. Testosteroon seondub paljude
rakutüüpide   retseptoritega.   Pärast   seondumist   kannab   hormoon-retseptorkompleks   signaali   üle   tuuma,
määrates sellega, kuidas rakk edaspidi diferentseerub. Eri tüüpi rakkude diferentseetumisega saavutatakse
isasorganismide esmalt primaarsete sugutunnuste (genitaalid) ja edasi sekundaarsete sugutunnuste areng
(tugev  lihaskond,  habe,  jäme  hääl).  Kui  testosterooni  signaalsüsteem ei tööta,  siis  testosterooni  poolt
indutseeritud tunnuseid ei moodustu ja organism areneb emasorganismiks. 
Tfm  on   X-liiteline   geen   ja   avaldub   alles   pärast   testiste   arengut,   sest   alles   siis   toimub   testosterooni
sekretsioon.   Testosterooni   retseptori  Tfm  geeni   defektsuse   korral   (ehk   rakud   ei   moodusta
testosterooniretseptorit) ei kujune välja meestele iseloomulikud sootunnused (habe, muskulatuur, madal
hääl) vaid hoopis naiste sekundaarsed sootunnused. 
Olukord: XY genotüübiga isenditel moodustuvad algul testised kui testosterooniretseptori puudumise tõttu
signaal edasi tuuma ei kandu ja organism areneb emasorganismiks – niisuguse pöördega tekib arengus
olukord   kuis   väljaareneval   naisel   munasarju   ja   emakat   ei   moodustu   –   nad   on   steriilsed.   See   on
androgeenitundetuse sündroom.  20. Kuidas on tagatud X-liiteliste geenide võrdne avaldumistase erinevast soost isenditel imetajatel ja äädikakärbsel? X-liiteliste geenide doosikompensatsioon: 1) Äädikakärbsel toimub isastel X-liiteliste geenide hüperaktivatsioon
2) X-liiteliste geenide inaktivatsioon imetajatel Genotüübi   XX   korral   on   üks   X   kromosoomidest   kondesneerunud   ja   nähtav   Barri   kehakesena.  Barri
kehake kinnitub tuumamembraani sisepinnale. 
Naise sugurakkude moodustumisel aktiveeritakse mõlemad X kromosoomid 
X kromosoomi inaktivatsioon algab X-inaktivatsiooni keskusest XIC. Lisaks XIST RNA-le, mis on vajalik
inaktivatsiooniks,   avaldub   inaktiveeritud   X   kromosoomis   >15%   geenidest.  Lisaks   avaldub   selles
kromosoomis   veel   10%   X-liitelisi   geene   ja   seda   erinevatel   naistel   erineval   määral   –   suurendab
fenotüübilist varieeruvust  Regulatoorsete RNA-de roll X kromosoomi inaktivatsioonil
Xist RNA inaktiveerib X kromosoomi
Tsix, mis on komplementaarne Xist RNA-ga, paardub sellega ja surub maha Xist RNA ekspressiooni 21. Mitoosi- ja meioosikromosoomide uurimise tsütoloogilised meetodid. 15


Enamus uuringuid teostatakse mitoosi metafaasi kromosoomidega. 
Rakkude töötlemine kromosoomide analüüsiks Kromosoomide   nähtavale   toomiseks   kasutatakse
erinevaid värve. Kromosoomide diferentsiaalvärvimise
meetodid   põhinevad   AT  ja   GC   piirkondade   erineval
afiinsusel värvainete suhtes ja võimaldavad eristada nii
üksikkromosoome kui ka kromosoomide eri osi mööda nende pikitelge.  Feulgen’i reagent – reageerib DNA-s olevate suhkrujääkidega
DNA-ga interkaleeruvad, UV-s fluorestseeruvad (Quinakriin)
DNA-ga interkaleeruvad, mittefluorestseeruvad (Giemsa) Erinevad värvid toovad nähtavale erinevad vöödid
Q-vöödid  –   Tekivad   kromosoomide   AT   rikastes   piirkondades   töötlemisel   kinakriiniga,   mis   on
malaariaravimi   kiniini   keemiline   derivaat.   See   on   fluorentseeruv   ühend,   mis   UV   valguses   annab
helenduse. Värvainega mitteseondunud piirkonnad ei helendu.
G ja R-vöödid – Giemsa värv. Mittefluorestseeruv värv. 
G vöödid: värv seondub eelistatult AT-rikastele aladele (heterokromatiin)
R-   vöödid:   preparaadi   eeltöötlus   kuumutamisega   happelises   keskkonnas,   kus   AT-rikkad   alad
denatureeruvad; seejärel värvuvad  paremini GC-rikkad alad
Igale kromosoomile on iseloomulik kindel vöödilisuse muster.  22. Inimese karüotüüp ja karüogramm. 
Karüotüüp  –   liigiomane   kromosoomistik.   kromosoomistiku   tunnustekogum,   mida   iseloomustab
kromosoomide arv,  suurus, tsentromeeri asukohast olenev kuju ja vöödilisus
Vastavalt tsentromeeri olemasolule liigitatakse kromosoomid: Tsentromeeri puudumisel – atsentrikud
Tsentromeeri olemasolul – monotsentrikud, ditsentrikud, jne
Tsentromeeri asukohast lähtuv liigitus:  Metatsentrikud
 Submetatsentrikud  Akrotsentrikud   Karüogramm  – kindlal viisil korrastatud ja süstematiseeritud kromosoomistiku fotokujutis. – indiviidi
karüotüübi   uurimiseks   kasutatav   kromosoomistiku   süstematiseeritud   fotokujutis   ühe   raku   metafaasi
kromosoomidest, kus kromosoomid on reastatud ja rühmitatud suuruse, kuju ja vöödimustri järgi
Inimesel on 46 kromosoomi – 44 autosoomi ja 2 sugukromosoomi. 
Mitoosi metafaasi kromosoomid fotografeeritakse ja positiividelt saab nad välja lõigata ja järjestada, sest
igal kromosoomil on oma spetsiifilinekuju ja vöötmuster. Suurim kromosoom kannab järjekorranumbrit 1
ja vähenevas suuruse järjekorras kuni autosoomini nr 22. X-kromosoom on vahepealse suurusema ja Y-
kromosoom on umber nr 22 suurune.  16


    A – suured metatsentrikud
B – suured submetatsentrikud
C – keskmised submetatsentrikud
D – suured akrotsentrikud
E – väikesed submetatsentrikud
F – väikesed metatsentrikud
G – väikesed akrotsentrikud 23. Polüploidsus ja selle fenotüübilised efektid. 
Ploidsus – homoloogiliste kromosoomide kordsus
n = basaalarv, kromosoomide arv ühes kromosoomikomplektis
Polüploidsed rakud omavad mitut kromosoomikomplekti. 3n, 4n, 5n, ....
Polüploidsus: 1. Takistab soomääramise mehhanismi toimimist
2. Esineb peamiselt taimedel, mis paljunevad ka vegetatiivselt
3. Polüploidid on suuremad. Nt polüploidsed kultuurtaimed (maasikad nt) Maasika kultuursordid on oktaploidsed (8 koopiat kromosoome). Metsmaasikas on diploidne.
Polüploidsus loomadel:  Harva esinev, põhjustab steriilsust
 Sagedasem kaladel, amfiibidel, sisalikel, putukatel. Nt: triploidne ahven on suurem, kiirema kasvuga, haigustele vähem vastuvõtlik
Nt: Triploidne auster on suurem ja haigustele resistentsem; paremad maitseomadused   Imetajatele on polüploidsus üldjuhul letaalne Erandiks vizcacha rott (Tympnoctomys barrerae) Argentiinas. Arvati, et on tetraploidse genoomiga, sest on
poole rohkem kromosoome. 2017 leiti, et suurenenud on ainult kordusjärjestuste osa genoomis 
Paljud polüploidsed liigid on steriilsed, kuna meioosi käigus lahknevad kromosoomid ebaregulaarselt –
tekivad aneuploidsed gameedid. 
Triploidseid taimi paljundatakse vegetatiivselt (näit banaanid, õunapuud, tulbid) 24. Viljakate polüploidide saamine. Tooge näide. 
Viljaka tetraploidi teke: kahe diploidi hübridiseerimisele järgneb nende kromosoomide kahekordistumine
e.   Endoreduplikatsioon.   Hübriidi   kromosoomistiku   kahekorditumine,   kus   mõlema   liigi   kromosoomid
moodustavad   paarid   ja   nende   lahknemine   meioosi   anafaasis   on   regulaarne   ning   taimed   on   fertiilsed.
Kromosoomikomplekti   kahekordistumine   saam   toimuda   nt   juhul   kui   moodutuvad   gameedid,   kus
kromosoomid ei ole poolustele lahknenud. Hübriidsed tetraploidid sisaldavad seeda vanemorganismide
duplitseerunud kromosoomikomplekte. 
Seega, viljakate allopolüoidide saamiseks on vaja kromosoomistik kahekordistada ning saavutada olukord,
kus iga liigi kromosoomikompleks oleks esindatud paarisarvulises korduses.  17


Allopolüploidid tekivad lähedaste liikide ristamisel (hübridiseerimisel) ja on enamasti viljakad
Autopolüploidid saadakse sama liigi siseselt ja on harva viljakad.  Krookuse allopolüploidi teke kahe eellase hübridiseerimisel, kellest ühel oli 4 ja teisel 3 paari kromosoome  Fertiilne   heksaploidne   nisu   on   saadud   erinevate   metsikute   eelasliikide   järjestikulise hübridiseerimise tulemusena. Kaasaegne nisu sisaldab kolme erinevat kromosoomikomplekti 7-st
kromosoomist,   mille   puhul   toimus   endoreduplikatsioon,   nii   et   somaatilistes   rakkudes   on   42
kromosoomi   Lisaks kromosoomide duplitseerumisele liikidevahelistes hübriidides võivad polüploidsed taimed areneda ka meristeemrakkude mitoosihäirete tagajärjel. Tütarkromatiidid ei lahkne mitoosi käigus
ja moodustuvad tetraploidsed rakud 25. Polüteenkromosoomide moodustumine ja omadused.
Polüteenkromosoomid  – polüploidiseerumine viisil, kus DNA replikatsioonil tekkinud tütarkromatiidid
ei eraldu.
Osadel   juhtudel   tütarkromatiidid   ei   eraldu   teineteisest   vaid   hoopis   replitseeruvad   ja   korduvalt,
moodustades polüteenkromosoomid. 
Polüteenkromosoome  on kirjeldatud  Drosophila  vastsete süljenäärmetes,  nähtavad interfaasi rakkudes.
Replitseerunud  kromosoomid   jäävad  üksteise   kõrvale,   rakk  ei   pooldu.  Geenide   koopiaarv  raku  kohta
suureneb  oluliselt,   suurendades  rakkude   metaboolset   aktiivsust.   Rakud   on  suuremad.  Iga   kromosoom
replitseerub vähemalt 9 korda – tekib üle 500 koopia
Polüteenkromosoomide eripära: a. Homoloogilised polüteenkromosoomid paarduvad ka somaatilistes rakkudes 18


b. Polüteenkromosoomid on jälgitavad ka interfaasi rakkudes 26. Aneuploidsus ja selle fenotüübilised efektid. Tooge näide.
Aneuploidid: Ise ndid, kellel on lisakromosoom – hüperploidid 
Isendid, kellel teatav kromosoom puudub – hüpoploidid
Teatava kromosoomi kolmekordistumine - trisoomia Aneuploidsus annab tugeva fenotüübilise efekti.
Aneuploidsete gameetide moodustumine:  Monosoomia tekkimine: 1) Viljastamisel (kromosoomide ebavõrdne jaotumine gameetidesse)
2) Viljastamise järgselt (kromosoomide ebavõrdne jaotumine viljastatud munaraku jagunemisel) NÄIDE: Downi sündroom
 Downi sündroomi põdevad 21 kromosoomi trisoomiaga indiviidid on vaimselt alaarenenud
 Downi sündroomiga laste IQ jääb 25 ja 50 vahele  Juhul, kui nad tänu pidevale hoolitsusele elavad üle 30-nda eluaasta,  tabab neid Alzheimer’i tõbi.
NÄIDE: Edwardi sündroom: 18. Kromosoomi trisoomia
 Tugev vaimse arengu peetus
 Ainult 10% elavad aastaseks 27. Muutused   kromosoomide   struktuuris:   deletsioonid,   duplikatsioonid,   inversioonid   ja nende ümberkorralduste fenotüübiline efekt. Deletsioon – lõigu kaotsiminek kromosoomist
Cri-du-chat sündroom on põhjustatud 5-nda kromosoomi lühikesest õlast toimunud deletsiooni poolt 
Duplikatsioon – kromosoomilõigu kahekordistumine
X kromosoomi keskmise segmendi duplikatsiooni (mutatsioon bar) kandval äädikakärbsel on väiksemad
silmad. Veelgi tugevam efekt ilmneb triplikatsiooni toimel 
Inversioon – segment kromosoomist on ülejäänud osa suhtes 180° ümber pööratud 
Peritsentrilise   inversiooni  tagajärjel   võivad   muutuda   kromosoomi   õlgade   pikkused,   akrotsentrilisest
kromosoomist tekib metatsentriline
Paratsentrilise inversiooni puhul tsentromeeri ei kaasata  
Inversioonid põhjustavad meioosihäireid, mille tagajärjeks võib olla steriilsus 28. Translokatsioonid   ja   liitkromosoomide   teke. Translokatsioonide mõju geenide  avaldumisele.  Translokatsioon  –   segment   kromosoomist   satub   temaga
mittehomoloogilisse kromosoomi.
Retsiprookne   translokatsioon  -   kui   kaks   mittehomoloogilist
kromosoomi vahetavad võrdsel hulgal geneetilist materjali 19


Translokatsiooni või inversiooni tulemusena võib geen sattuda uude kohta, kus ta avaldub erinevalt. 
Nt: Geen white  on X kromosoomis toimunud inversiooni tagajärjel sattunud heterokromatiimi sisaldava
tsentromeeri lähedale. Tulemus: Kärbse silma pigment on ebaühtlaselt jaotunud 
Nt: 21. kromosoomi pika õla translokatsioon 14-ndasse kromosoomi võib põhjustada Downi sündroomi,
kui sugurakkude ühinemisel satuvad samasse rakku 14 -21 translokatsiooniga kroomosoom ja kaks 21.-st
kromosoomi.
Meioosis   võivad   translokatsioone   sisaldavad,   kuid   muus   osas   mitte-homoloogilised   kromosoomid
omavahel   paarduda,   moodustades   ristikujulisi   struktuure,   kus   on   4   tsentromeeri.  Homoloogiliste
kromosoomide lahknemine on häiritud ja võivad tekkida aneuploidsed gameedid.
LIITKROMOSOOMID   –   erineb   translokatsioonist.   Homoloogilise   kromosoomide   endi   vahel   toimuv
liitumine. 
Evolutsioonis on kromosoomide liitumisi  sageli  toimunud.  Inimese  2.  kromosoom on metatsentriline,
tema õlad vastavad kahele erinevale akrotsentrilisele kromosoomile ahvidel.  29. Mis on geenide aheldatus? Tooge näide. 
Aheldunud   geenid  –   samas   kromosoomis   paiknevad   geenid.   Samas   kromosoomis   paiknevad   geenid
peaksid päranduma koos, sest nad on aheldunud, jäädes kokku ka pärast meioosi. 
Teatud   juhtudel   ei   jää   geenid   aheldatuks:   meioosis   võib   toimuda   homoloogiliste   kromosoomide
kromatiidiosade vahetus e. ristsiire (crossing over).
NÄIDE:
Bateon   ja   Punnett   ristasid   kahe   tunnuse   poolest   erinevaid   lillherneid:   punased/valged   õied,
piklikud/ümarad tolmuterad. 
Punaseõieliste piklike tolmuteradega taimede ristamisel valgeõieliste ümarate tolmuteradega taimedega
raade F1 põlvkonnas vaid punaseõielised piklike tolmuteradega taimed: punane värvus ja tolmuterade
piklik kuju peavad olema dominantsed tunnused. 
Hübriidide iseviljastumisel saadi nelja fenotüübiga järglasi, nagu dihübriidsel ristamisel võib eeldada, kuid
fenotüübiline suhe erines oodatavast (9:3:3:1) suhtest. Tegelik lahknemissuhe oli 24,3:1,1:1:7,1. Kui jätta
välja rekombinantsed järglased, saaksime lahknemissuhte punaseõieliste piklite tolmuteradega järglaste ja
valgeõieliste   ümarate   tolmuteradega   järglaste   vajel   3:1   -   nagu   monohübriidsel   ristamisel.   Siit   saab
järeldada,   et   vaadeldavad   geenid   kanduvad   enamasti   koos   sest   nad   on   aheldunud   ja   rekombinantsed
järglased peavad moodustama geenide ristsiirde tulemusel. 
F1   põlvkonna   gameetide   moodustumisel   toimus   meioosis   ristsiire,   mille   tulemusena   tekkisid
rekombinatsed kromosoomid, kus alleelid homoloogilistes kromosoomides olid vahetunud. 
Geenide aheldumisele viitab rekombinantide (vanemtüübist erineva fenotüübiga järglaste) madal sagedus
F2 põlvkonnas
Kui geenid asuvad samas kromosoomis, siis päranduvad nad koos samasse gameeti.  30. Geneetilise materjali rekombineerumine ristsiirde teel.
Teatud   juhtudel   ei   jää   geenid   aheldatuks:   meioosis   võib   toimuda   homoloogiliste   kromosoomide
kromatiidiosade   vahetus   e.   ristsiire   (crossing   over).  Ristriirde   protsessis   osaleb   homoloogilistest
kromosoomidest 1 tütarkromatiid.  20


Ristsiirde   toimumine   põhjustab   kõrvalekaldeid   Mendeli   sõltumatu   lahknemise  seadusest.   Ristsiirde
tulemusena moodustuvad vanemtüüpi ja rekombinantseid kromosoome sisaldavad sugurakud. 
Ristriirde ehk homoloogilise rekombinatsiooni käigus joonduvad isa kromosoomi sünaptoneemi abil. See
kompleks lahustub profaasi lõpuks ja ristsiidre ühendused saavad mikroskoobis nähtavaks kui X-kujulised
struktuurid, mida nimetatakse kiasmideks. 
Kiasm  – spetsiaalset kromatiini struktuurid, mis esinevad kohtades, kus rekombinatsioon on lõppenud.
Kiasmid hoiavad homoloogilised kromosoomid koos kuni järgmise anafaasini meioos ühes. 31. Kas kõrge rekombinatsioonisagedus viitab uuritavate geenide üksteisele lähestikku või eemal paiknemisele? Põhjendage.  Kui geenid asuvad samas kromosoomis suhteliselt lähestikku, siis ongeeid aheldunud ja päranduvad edasi
järglastele enamasti koos. 
Rekombinatsioonisageduse arvutamiseks jagatakse  rekombinantide arv  kogu järglaskonna arvuga.   Kui rekombinatsioonisagedus ületab väärtuse 0,5 (so. 50%), pole geenid aheldunud vaid paiknevad erinevates
kromosoomides. 
Kahe geeni vaheline rekombinatsioonisagedus ei saa olla kunagi kõrgem kui 50%, sest kõrgema sageduse
pjuhul ei ole geenid enam aheldunud, nad lahknevad juba sõltumatult ja peavad seeda paiknema erinevates
kromosoomides, või sama kromosoomi kaugetes lookustes. 
Keskmine ristsiirete arv kromosoomi kohta võimaldab mõõta geneetilist distantsi
Kahe punkti vaheline kaugus kromosoomi geneetilisel kaardil kujutab nende punktide vahel toimuvate
ristsiirete keskmist arvu
Mida   kaugemale   jäävad   geenid   teineteisest,   seda   suurem   on   rekombinatsiooni-   sagedus.   Ristsiirete
toimumise sagedust mõõdetakse rakupopulatsioonis! 
Rekombinatsioonisagedus   mõõdab   aheldatuse   tugevust,   ahelduse   muudumisel   on
rekombinatsioonisagedus 50% ja täielikul aheldatusel 0%.  32. Millest on tingitud erinevused kromosoomide geneetilisel ja füüsilisel kaardil?
Geneetilised kaardid on koostatud lähtudes rekombinatsioonisagedustest:
1 centiMorgan (cM) vastab geenidevahelisele kaugusele, mille puhul geenide rekombinatsioon toimub
sagedusega 1%.
Füüsiliste   kaartide  (restriktsioonikaart,   DNA järjestus)   puhul   mõõdetakse   vahemaid   molekulaarselt   –
aluspaaride (bp), kilobaaside (kilobase, kb) või megabaaside (megabase, Mb) kaudu.
Kuigi geenide molekulaarne distants üksteisest ei pruugi alati korreleeruda nende geneetilise kaugusega,
vastab 1 cM inimese kromosoomis eukromatiini sisaldavas alas ligikaudu 1 Mb-le.  1Mb = 1000 kb = miljon aluspaari Kaugused   geneetilisel   kaardil   ei   vasta   täpselt   kaugustele   kromosoomi   füüsilisel   kaardil.
Rekombineerumine   toimub   väiksema   tõenäosusega   kromosoomi   otste   lähedal   ning   tsentromeeri
piirkonnas – geneetilisel kaardil on need alad kokku surutud. 21


Ülejäänud   regioonid,   kus   ristsiirde   toimumise   tõenäosus   on   kõrgem,   on   geneetilisel   kaardil   välja
venitatud.   Geneetiline   ja   füüsiline   kaart   on   kolineaarsed   –   geenid   paiknevad   mõlemal   kaardil   samas
järjekorras.  Rekombinantide   analüüs   võimaldab   määrata   geenide   järjekorda   kromosoomis,   kuid   mitte
nendevahelisi füüsilisi kaugusi  33. Pagaripärmi  Saccharomyces  cerevisiae  elutsükkel.  S.  cerevisiae  kasutamine  ristsiirete uurimisel. Pagaripärmi elutsükkel:  Üherakuline   haploidne   organism   paljuneb pungumise teel  Sugulisel   paljunemisel   liituvad   2   erineva ristumistüübiga rakku  Diploidne   rakk   läbib   meioosi,   mille tulemusena tekib 4 haploidset askospoori, mis
jäävad kokku askusesse  Iga   askus   sisaldab   ühe   konkreetse   meioosi produkte! – suurepärane võimalus. Saccharomyces cerevisiae    ristriisre uurimisel Ühe   ristsiirde   tagajärjel   on   askuses   2   spoori   vanemtüüpi   ja   2   rekombinantsed,   sest   ristsiirdel
homoloogiliste   kromosoomide   kromatiidide   vahel   moodustub   2   rekombinantset   ja   kaks   algset
kromosoomi. 
Ühe rekombinatsioonisündmuse tulemusena sisaldub pagaripärmi askuses kaks rekombinantset ja kaks
mitterekombinantset askospoori. Järelikult toimub ristsiire pärast seda, kui  homoloogilised kromosoomid
on duplitseerunud.
Homoloogiliste kromosoomide tütarkromatiidide vahel võib toimuda mitu ristsiiret, kuigi ühes kindlas
kohas osalevad korraga 2 kromatiidi. 
Ristsiirde toimumist ei tuvastata, kui see toimub geneetiliselt identsete tütarkromatiidide vahel  Ristsiirde toimumise ajal koosneb kromosoom kahest tütarkromatiidist  Ristsiire toimub kahe homoloogilise kromosoomi kromatiidide vahel
 Meioos II lõpuks satuvad 4 kromatiidi eraldi rakkudesse    34. Mida näitavad homoloogiliste kromosoomide vahelised kiasmid?
Kiasmid märgistavad ristsiirde toimumiskohta. 
Kiasm – esimese meiootilise jagunemise profaasi diploneemastaadiumis kahe homoloogilise kromosoomi
neljast   kromatiidist   koosnevas   grupis   (bivalendis)   nähtav   kahe   kromosoomi   vaheline   DNA   lõikude
vahetuskoht, kus toimub ristsiire.
Iga homoloogiliste kromosoomide vahel jälgitav kiasm meioosi profaasis kajastab üht profaasi algusosas
toimunud ristsiiret. Kiasmide loendamine võimaldab määrata keskmist ristsiirete arvu kromosoomi kohta. 22


Kui kiasmide arv raku kohta on 2,15, siis kromatiidi kohta on see poole väiksem – 1,07. Sellest leiame, et
kromosoomi pikkus on 107 cM, sest kiasmide arv kromatiidi kohta väljendab kromosoomi geneetilist
pikkust. 
Meioosi   esimese   profaasi   lõpus   on   kromosoomid   üksteisega   kontaktis   vaid   kiasmide   ja   tsentromeeri
kaudu, mis võimaldab määrata kiasmide arvu. Kiasmide arv on proportsioonis kromosoomi pikkusega:
mida pikem kromosoom seda rohkem kiasme.  35. Millal toimub ristsiire? Rekombinatsiooni osa evolutsiooniprotsessis.
Ristsiire toimub meioosi esimeses profaasis. Profaasi varajase ja keskosa etappides (sügoteen – diploteen).
Rekombinatsooniprotsessi evolutsiooniline kasulikkus ilmneb näiteks mittesuguliselt ja suguliselt sigivate
organismide võrdluses. Oletame, et mõlematel toimub mingi kasulik mutatsioon ning aja jooksul ka teine.
Suguliselt   sigvatel   organismidel   võivad   need   mutatsioonid   sattuda   samasse   organismi   ning   meioosis
sugurakkude moodustumisel omavahel rekombineeruda. Võivad moodustuda üksikmutantidest edukamad
järglased, kelle enda järglased võivad saada mõne aja pärast populatsioonis ülekaalu. Mittesugguliselt
sigivatel   organismidel   kasulike   mutatsioonide   rekombineerumist   toimuda   ei   saa,   see   tähendab,   et   eri
indiviididel   tekkinud   mutatsioonid   ühte   organismi   rekombineeruda   ei   saa.   Seega,   evolutsioonilises
tähenduses võimaldab rekombinatsiooniprotsess viia erinevate geenide kasulikud alleelid kokku samasse
organismi. 
Samas   on   aga   evolutsiooniprotsessis   välja   kujunenud   olukord,   kus   erinevatel   organismidel   toimuv
rekombinatsioonide sagedus on äärmiselt erinev. Juba väljakujunenud liigi geneetilise arenguprogrammi
säilitamise   huvides   pole   kõrgsageduslik   rekombinatsioon   liigile   kasulik.   Äärmuslik   näide   on
äädikakärbeste isased, kel ristriiret üldse ei toimu.  36. Geenide kaardistamine Neurospora crassa askuste analüüsil. 
Neurospora grassa – leivahallitus
Erinevalt pärmist on  Neurospora’l askospooride kott piklik ja väga kitsas, nii et spooride reastumine
askuses kajastab seda, kuidas reastusid kromatiidid 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. Askospoorid askustes jäävad kindlasse ritta, kajastades olukorda, kuidas külgnesid meioosis üksteisega
neli kromatiidi. N. grassa askuste analüüs näitab, kas ristsiire uuritavate punktide  (geen ja tsentromeeri
piirkond) vahel on toimunud.
Geeni   ja   tsentromeeri   vahelise   distantsi   arvutamine   erinevate  N.   grassa  mutantide   puhul   võimaldab
uuritavad geenid reastada kromosoomi geneetilisel kaardil 37. Inversioone sisaldavate kromosoomide kasutamine geneetilises analüüsis.  23


Tasakaalustavate (inversioone sisaldavate) kromosoomide kasutamine äädikakärbse geneetilises analüüsis:
Rekombinatsioon   inversiooni   sisaldava   kromosoomiga   põhjustab   aneuploidsust,   järglased   ei   ole
eluvõimelised. Uuritav  mutantne alleel on retsessiivne ja saab avalduda ainult homosügootses olekus, mis
on ristsiirde tagajärg. Seega ei saa mutantne retsessiivne alleel koos avalduda dominantse alleeliga, mis
asub paigalhoidvas kromosoomis, sest selle kromosoomiga rekombinante ei saada
Kuna mutantne fenotüüp avaldus F2 järglaskonnas koos mõlema tasakaalustava kromosoomi dominantse
alleeliga, paiknes mutatsioon hoopis 4-ndas kromosoomis   38. Geenide   kaardistamise   meetodid,   mis   põhinevad   somaatiliste   rakkude hübridiseerimisel.  Somaatiliste rakkude hübridiseerimist saab kasutada inimese geenide kaardistamisel tingimusel, et uuritav
geen avaldub hübriidses rakus  ja tema funktsioon on eristatav hiire omast.
Inimese   ja   hiire   rakkude   liitumist   stimuleeritakse   Sendai   viirusega.  Hübriidsete   rakkude   jagunemisel
lähevad inimese kromosoomid järk-järgult kaotsi. 24


Hübriidseid rakke selekteeritakse HAT (hüpoksantiin-aminopteriin-tümidiin) söötmel, kus aminopteriin
blokeerib põhilise nukleotiidide sünteesiraja 39. Geenide kaardistamine deletsioone ja duplikatsioone sisaldavate kromosoomide abil.
KAARDISTAMINE DELETSIOONIGA 
Tehnika, mis võimaldab kindlaks määrata geeni asukohta kromosoomis. 
Tsütoloogiliselt   määratavat   deletsiooni   tähistatakse   tavaliselt   tähekombinatsiooniga   Df.   Näiteks
Drosophila X-liiteline geen, mille:
mutantne alleel w määrab valgesilmsuse
w+ määrab punasilmsuse tekke. 
Järelikult on w mitteproduktiivne ehk nullmutatsioon. 
Kui emastel kärbestel avaldub ühe X-kromosoomi retsessiivne alleel w heterosügootses olekus, siis peab
neil   emastel   teises   X-kromosoomis   olema   samas   piirkonnas   deletsioon.   Seetõttu   võimaldavad   w/Df-
heterosügoodid teha funktsionaalset testi, lokaliseerida geen w deletsiooni suhtes. 
Nimelt on w/Df-heterosügoodid valgesilmsed, sest neil puudub w+-geeni funktsionaalne koopia mõlemas
X-kromosoomis. Sama deletsiooniga x-kromosoom koos metsiktüüpi x-kromosoomiga (w+) annab aga
punasesilmsed äädikakärbsed, sest dominantne alleel määrab pigmendi produktsiooni. Kui deletsioon ei
kata uuritavad mutantset alleeli w, siis on kõik järglased punasilmsed.
X-kromosoomi deletsioonid, mis ei kattu mutantse geeniga, ei võimalda avaldada uuritava mutantse alleeli
w mutantset fenotüüpi.  25


  KAARDISTAMINE DUPLIKATSIOONIDEGA
Deletsioonikaardistamisele   vastupidine   meetod.   Duplitaktsioonid,   mis   kattuvad   retsessiivse   mutantse
geeni alaga ning mis kürvaldavad mutantse fenotüübi tekke, peavad sisaldama mutantse geeni metsiktüüpi
alleeli. 
Näites   1   duplikatsioonidest   maskeerib   ehk   katab   mutatsiooni   w   ja   annab   metsiktüüpi   punasilmse
fenotüübi. Polüteensel x-kromosoomil lokaliseeriti geen w piirkondade 2D ja 3D vahele, ehk piirkonda
mis külgneb alaga C. Järelikult täpsustus duplikatsioonianalüüsil geeni w deletsioonanalüüsil määratud
lokalisatsioon.  26


Duplikatsiooni   all   on   mõeldud   segmenti   X   kromosoomist,   mis   on   translokeerunud   mõnda   teise
kromosoomi. Uuritakse translokatsiooniga kromosoomi efekti white mutatsiooni avaldumisele 40. Geenide kaardistamine translokatsioone sisaldavate kromosoomide abil.
HPRT geeni täpsem lokaliseerimine X kromosoomi pikka õlga 14-X translokatsiooni abil. Translokatsioon
on   toimunud   x-kromosoomi   ja   14.   kromosoomi   vahel:   enamik   x-kromosoomi   pikast   õlast   on
translotseerunud 14.kromosoomi otsa ning väike segment 14.kromosoomi otsast on translotseerunud x-
kromosoomi otsa. Seda translokatsiooni sisaldavaid inimese rakke hübriiditi hiire rakkudega. 
Peale hübriidrakkude selektsiooni HAT-söötmel saadi rakuliin, mis sisaldas vaid ühte inimese kromosoomi
– 14. kromosoomi kuhu oli liitunud enamus x-kromosoomi pikast õlast. Kui eelnevalt oli teada et HPRT
geen   paikneb   x-kromosoomis,   siis   käesolevad   katsed   näitasid,   et   ta   asub   x-kromosoomi   pikas   õlas.
Samasse õlga paigutusid ka fosfoglütseraadi kinaasi PGK ja glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaasi G6PD
geenid. 27


41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks?
Nukleiinhapped jagunevad: DNA ja RNA. Mõlemad võivad olla geneetilise info kandjaks, kuid enamuse
organismide puhul on selleks 2-ahelaline DNA. Seda sellepärast et DNA on stabiilsem. 
RNA   on   genoomiks   osadel   viirustel   (nt   HIV   on   retroviirus,   kelle   genoomiks   on   ssRNA,   mille
pöördtranskriptaas sünteesib DNA) 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab  geneetilist informatsiooni.   1928   näitas   Griffith   bakteri  S.Pneumoniae   transformatsiooni  –   DNA   kandumist väliskeskkonnast bakterirakku.  IIR tüüpi kapslita rakud – ei ole virulentsed. Väikesed karedapinnalised kolooniad. 
IIIS tüüpi limakapsliga rakud – on virulentsed. Suured siledapinnalised kolooniad. Limakapsel takistab
peremeesorganismil bakterit hävitamast. 
Griffith   näitas,   et   kõrge   temperatuuriga   omandasid   kapslita   IIR   rakud   surmatud   limakapsliga   IIIS
rakukultuurist midagi, mis muutis mittevirulentsed elusad IIR tüüpi rakud virulentseteks. See tähendab, et
ta   transformeeris   IIR   rakud   patogeenseteks   limakapsliga   rakkudeks   IIIS(kandis   IIIS   DNA
väliskeskkonnast IIR bakterirakku).   1944 näitasid Avery, MacLeod ja McCarty, et S.Pneumoniae mittevirulentsete IIR tüüpi rakkude transformeerimist IIIS tüüpi virulentseteks rakkudeks põhjustas DNA.  Nad näitasid, et desoksüribonukleaas (Dnaas), mis lagundas DNA, kõrvaldas ka transformatsioonivõime.
Ribonukleaas (lagundab RNAd) ja proteaas (lagundab valke) transformatsioonivõimet ei mõjutanud.   1952 Hershey ja Chase tõestasid, et bakteriofaag T2 geneetiline info on talletunud DNA-s.  Eelnevalt   oli   näidatud,   et   T2   faagi   elutsükkel   tomub   ainult   E.Coli   rakkudes.   Järelikult   sõltub   faagi
paljunemine totaalselt E.Coli raku metaboolsest masinavärgist. Hersley ja Chase näitasid, et kui viirus
nakatab  bakterirakku,   siis   viiruse   valguline   kest   jääb  raku  pinnale   ja   rakku   tungib  vaid  DNA.   DNA
põhjustas uute viirusosakeske moodustumise rakud.  28 Griffith
44 Avery, MacLeod, McCarty
52 Hershey, Chase 43. Võrrelge DNA ja RNA koostist ning ehitust. 1. Erinevus   5-süsinikulise   suhkru   ehituses:   DNAl   on   Desoksüriboos   ja   RNAl   Riboos.   Erinevus seisneb selles, et DNAl puudub 3’C juures OH rühm.   2. DNA on võrreldes RNA-ga tunduvalt stabiilsem. Seda tänu OH rühma puudumisele. 
3. RNA koostises on Tümiini asemel Uratsiil
4. RNA on tavaliselt üksikahelaline, DNA aga kaheahelaline molekul.  44. Selgitage DNA ahelate komplementaarsuse ja antiparalleelsuse põhimõtet.
DNA on paremalepöörduv 2-ahelaline heeliks. 
KOMPLEMENTAARSUS: Tuleneb N-aluste spetsiifilisest paardumisest. Kui me teame DNA ühe ahela
nukleotiidset järjestust, saame üheselt määratleda teise ahela nukleotiidse järjestuse. Just DNA-ahelast
komplementaarsus võimaldab säilitada geneetilist infot muutumatult põlvkonnast põlvkonda. 
ANTIPARALLEELSUS: DNA komplementaarsed ahelad on vastassuunalised, ehk komplementaarsed.
Ühe ahela nukleotiidide vahelised fosfodiestersidemed on nende suhkru süsinikuaatomite vahel suunaga
5’- 3’, teises ahelas aga 3’-5’. See tähendab, et DNA üksikahela ühes otsas on vaba 3’OH rühm (kust
toimub kasvamine), teises otsas 5’P-rühm. Suhkru 3´C küljes olev OH-rühm ühineb lisanduva nukleotiidi
suhkru 5´C-ga seotud fosfaadi vesiniku aatomiga; eraldub vesi H2O ja vabaneb pürofosfaat
28


45. Bakterikromosoomi struktuur.
Erinevate   organismide   genoomid   on   erineva   suurusega.  Sellest   tulenevalt   on   ka   erinev   genoomi
kokkupakituse aste.
Bakterikromosoomiks   on  kaksikahelaline   DNA.   Bakterite   geneetiline   informatsioon   asub   ühes
rõngaskromosoomis, mis esineb rakus tuumapiirkonnas, mida nimetatakse nukleoidiks (tuumamembraan
puudub). 
E.Coli  kromosoomi kontuurpikkuseks on ca 1500 mikromeetrit, mis sisaldab 2500-3000 geeni.  E.Coli
enda   raku   diameeter   on   aga   1-2   mikromeetrit.   Seega   peab   olema   bakteri   kromosoom   tugevalt
kokkukeerdunud ehk kondenseerunud. Kromosoom on 1000 korda lühemaks kokku pakitud, muudustub
400 lingu.  Iga ling on sõltumatult negatiivselt superspiraliseerunud. Kokkuvolditud kromosoom on kompleksis RNA
ja valkudega. 
Üks DNA ahel on kaksikheeliksis roteerunud fikseeritud ahela suhtes kas parema- või vasakusuunaliselt.
Negatiivne   superspiralisatsioon   –   vaba   ahela   vastassuunaline,   fikseeritud   ahela   suhtes   vasakule
roteerumine – DNA ahelad rohkem lahti keeratud (relaxed) ja võivad eralduda 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur.
Eukarüootne kromosoom on bakteri DNAga võrreldes kompaktsem.  Kromosoomi moodustab 1 DNA
molekul. 
Eukarüootsete kromosoomide kondensatsioonil eristatakse 3 taset: 1.       DNA nukleosoomne struktuur  DNA on keritud ümber histoonidest moodustunud oktameeride. Oktameeri moodustab histoonivalkude
kogum, kus histoone H2a, H2b, H3 ja H4 on kahes korduses.   Nukleosoom sisaldab 146 aluspaari DNAd. 
 Nukleosoomid on omavahel ühendatud linkeralade kaudu. Histoon H1 on seotud linkeralaga ja see stabiliseerib struktuuri ning osaleb kromatiinikiudude moodustamisel.  29


 DNA on nukleosoomis negatiivselt superspiraliseerunud ja keritud 1,75 ringi ümber histoonse oktameeri.   Nukleosoomi diameeter on 11nm. 
2.       Kromatiinkiud Kromatiin – interfaasi raku kromosoomimaterjal, mis koosneb valdavalt DNAst ja valkudest, väiksemas
hulgas ka RNAst. 
Modifitseeritud histoonide tõttu moodustub kromatiini kokkupakkimise järgmine tase – kromatiinkiud.   Kromatiinkiu diameeter on 30nm. 
 Kromatiinkiu struktuur moodustub nukleosoomsest struktuurist H1 histoonide osalusel. 
3.       Kromosoomi tase Järgmisele tasemele pakivad kromatiini  mittehistoonsed valgud, mis moodustavad  kromosoomi toese,
ning   sellele   kondenseerub   Kromatiinkiud.   Sellega   eralduvad   ja   eristuvad   eukatüootses   kromosoomis
superspiraliseerunud domeenid ehk lingud. Iga ling sisaldab 30 000 – 100 000 aluspaari.  47. Mis funktsioon on eukarüootsetes kromosoomides tsentromeeridel ja telomeeridel?
TELOMEERID – kromosoomiotstes asuvad kordusjärjestused.  1. Takistavad DNA molekulide otste lagundamist nukleaaside poolt – kaitsevad lineaarse DNA
lõppe
2. Takistavad erinevate DNA molekulide otste kleepumist – takistavad DNA otste ühinemist
3.   Võimaldavad   lineaarsete   DNA   molekulide   otste   replitseerumist,   ilma   et   DNA   molekulid
kaotaksid otstest geneetilist materjali – Võimaldavad replikatsiooni, ilma, et toimuks DNA kadu.  TSENTROMEERID - Tsentromeeri piirkonnas on DNA eriti tugevalt kondenseerunud
Tsentromeeridele kinnituvad mikrotuubulitest koosnevad kääviniidid, mis võimaldavad tütarkromatiididel
anafaasis liikuda raku vastaspoolustele.  48. Nukleiinhapete sünteesi suund ja nukleiinhapete sünteesi läbiviivad ensüümid.
DNA   ahel   kasvab   5´→   3´suunas.  Sünteesitavasse   DNA   ahelasse   lülituvad   nukleotiidid,   mille
lämmastikalused   on   komplementaarsed   matriitsahela   nukleotiidide   lämmastikalustega.   DNA
replikatsioonil käituvad matriitsina mõlemad DNA ahelad; saadakse kaksikheeliksid, milles üks ahel on
uus ja teine vana
DNA polümeraas – sünteesib DNA ahelale komplementaarse ahela. vajab sünteesil praimerit.
RNA polümeraas – sünteesib DNA ahelale komplementaarse RNA ahela; transkriptsiooni initsiatsiooniks
seondub RNApolümeraas spetsiifiliselt promootorjärjestusega. 
Pöördtranskriptaas e. revertaas – sünteesib RNA ahelale komplementaarse DNA ahela; vajab sünteesil
praimerit.  49. DNA replikatsiooni kolm mudelit – konservatiivne, dispersiivne ja semikonservatiivne. Milline neist mudelitest leidis eksperimentaalselt kinnitust? SEMIKONSERVATIIVNE MUDEL: DNA ahel kasvab 5´→ 3´suunas  .  Sünteesitavasse DNA ahelasse
lülituvad   nukleotiidid,   mille   lämmastikalused   on   komplementaarsed   matriitsahela   nukleotiidide
lämmastikalustega.   DNA   replikatsioonil   käituvad   matriitsina   mõlemad   DNA   ahelad;   saadakse
kaksikheeliksid, milles üks ahel on uus ja teine vana. 
Eksperimentaalselt leidis kinnitus semikonservatiivne mudel. 
KONSERVATIIVNE MUDEL: algselt kaksikheeliksilt sünteesitakse uus; ühes DNA molekulis on koos
vanad ja teises uued ahelad 30


DISPERSIIVNE  MUDEL:   mõlemas   DNA molekulis  sisaldavad  DNA ahelad  segu  vanadest   ja   uuesti
sünteesitud lõikudest  50. DNA replikatsiooni initsiatsiooni mehhanism.
DNA replikatsioon algab oriC  järjestustelt, kus esmalt moodustub DNA ahelate lokaalsel lahkuminekul
replikatsioonikahvel. Toimub DNA ahelate lahtikeerdumine ja praimeri süntees. 
DNA   replikatsioonikahvli   avamine   toimub   A-T   rikastest   regioonidest   initsiaatorvalgu  DnaA  toimel.
Järgnevalt   toimub   DnaA-valkude  kooperatiivne  liitumine,   moodustub   20-40   polüpeptiidist   koosnev
valguline kompleks, mille ümber seondub oriC piirkond.
ATP juuresolekul toimub avatud kompleksi moodustumine. Ahelate lahknemine algab kolme tandeemse
13bp oriC kordusjärjestuste piirkonnas ja levib seni, kuni on avanenud kogu 13bp korduste piirkond. 
DnaB  helikaas ja  DnaC  moodustavad denatureerunud DNA-ga prepraimingkompleksi. SSB   ja güraasi
juuresolekul jätkub DNA ahelate lahtikeerdumine mõlemas suunas.
Järgneb praimeri süntees primaasi DnaG poolt
DNA polümeraas III moodustab replikatsioonikahvli  51. Erinevate DNA polümeraaside funktsioonid bakterites. Mis mehhanismidega on tagatud DNA replikatsiooni täpsus? Bakteritel on lisaks DNA polümeraasidele I ja III veel vähemalt 3 DNA polümeraasi:
Pol I ja Pol II: DNA reparatsioonilised polümeraasid. 
Lisaks 5'    3'  polümeraassele aktiivsusele on Pol I ka 5'  3' ja 3´ 5' eksonukleaasne aktiivsus  DNA Pol I osaleb DNA sünteesil mahajäävalt ahelalt, kus see toimub Okazaki fragmentidena, asendades seal RNA praimerid DNA-ga  DNA güraas (topoisomeraas II) on tetrameerne valk, mis koosneb kahest subühikust. DNA güraasi on vaja  E. coli  DNA replikatsioonil vähendamaks replikatsioonikahvli ees tekkivat positiivset
superspiralisatsiooni  Pol III: põhiline DNA replikatsiooni läbiviija.
Polümeraasi   õlad   sünteesivad   erinevaid   ahelaid:   vasak   õlg   –   juhtivat.   Parem  õlg   –   Mahajääva   ahela
Okazaki fragmente. 
Pol IV ja Pol V:  DNA reparatsioonilised polümeraasid. vigaderohke DNA süntees, kui Pol III töö on
blokeeritud DNA kahjustuse tõttu. 
Bakteris on põhiliseks DNA replikatsiooni läbiviivaks valguks DNA polümeraas  Pol  III. 
DNA   replikatsiooni   täpsuse   eest   vastutab     Pol   III   subühik   epsilon.   Epsilonil   on   3’-   5’   suunaline
endonukleaasne aktiivsus, mis võimaldab valesti DNA ahelasse lülitatud nukleotiide kõrvaldada.  31


52. DNA replikatsioon juhtivalt ja mahajäävalt ahelalt.
DNA ahelate   komplementaarsuse   tõttu   on   DNA ahelad   vastassuunalised.   Replikatsiooni   alguspunktis
moodustub 2 replikatsioonikahvlit, mille alusel toimub edasi mõlemasuunaline DNA replikatsioon. 
DNA ahelad on antiparalleelsed. Teise ahela puhul, mis pikeneb 3’   5’ suunas, toimub tegelikult samuti 5'   3'   suunaline   süntees,   kuid   katkendlikult,   lühikeste   fragmentidena,   mida   nimetatakse   Okazaki fragmentideks.
Juhtiva ahela süntees saab olla pidev, teise ahela süntees on aga katkendlik. Okazaki fragmendid seotakse
üksteisega DNA ligaasi toimel. 
DNA polümeraas  on  võimeline  ainult  olemasolevat  nukleiinhappe  ahelat  pikendama,  vajades  seetõttu
sünteesi alustamiseks praimerit. 
DNA liiderahela sünteesil on vaba 3’OH otsaga praimerit vaja vaid üks kord, sünteesi alustamiseks. Iga
viivisahela   lõigu   sünteesiks   on   vaja   praimerit.   Okazaki   fragmentide   sünteesi   initsiatsiooniks   on   vaja
valkkompleksi,   mida   nimetatakse   praimosoomiks   (DNA   helikaas   +   primaas).   DNA   praimeriks   on
lühikesed RNA fragmendid, mille sünteesivad mahajääval ahelal DNA praimaasid. 
RNA praimeritelt jätkab sünteesi DNA polümeraas III. 
DNA polümeraas I eemaldab RNA praimerid DNA-ahelast ja asendab need DNA lõikudega. 
Ensüüm DNA ligaas katalüüsib üksikahelaliste DNA katkete sulgumist.  DNA helikaas keerab DNA ahelaid lahti, kasutades ATP energiat 
DNA topoisomeraas   teeb   DNA ahelatesse   ajutisi   katkeid,   et   soodustada   DNA ahelate   lahtikeeramist.
Üksikahelalist DNA-d stabiliseerivad sellele seonduvad SSB (single strand binding protein) valgud.  53. Võrrelge bakteri ja eukarüoodi kromosoomide replikatsiooni.
Eukrüoodil:  1. DNA süntees toimub ainult rakutsükli ühel etapil ja algab paljudest kohtadest korraga
2. Juhtiva ja mahajääva ahela sünteesiks on 2 erinevat DNA polümeraasi
3. Eukarüootne  DNA on koos  histoonidega   nukleosoomideks  organiseeritud:   replikatsioonikahvli läbiminekul jaotub nukleosoom ajutiselt kaheks alaosaks 4. Kromosoomid on lineaarsed DNA molekulid ja nende otstest lühenemist kaitsevad telomeerid. Pärast RNA praimeri kõrvaldamist jääb mahajääv DNA ahel otsast lühemaks kui juhtiv ahel. Telomeraas   sisaldab   RNA-d,   mis   on   matriitsiks   telomeeride   pikendamisel   telomeeri   3´
üksikahelalisest   otsast.   Kui   telomeraas   on   telomeeri   otsa   piisavalt   pikendanud,   sünteesib   DNA
polümeraas pikendatud ahelale komplementaarse ahela  54. DNA replikatsiooni veereva ratta mudel. Milliste DNA molekulide replikatsiooni puhul seda on kirjeldatud?  (õpik joonis 255) Veereva ratta replikatsioon leiab aset rõngjas DNA-molekuli replikatsioonil. 
DNA veereva ratta replikatsioon toimub järgmistel juhtudel:
1. Paljude viiruste genoomi replikatsioon
2. Geneetilise informatsiooni ülekanne rakust rakku bakterite konjugatsioonil 
3.   Amfiibide   oogeneesis   ribosoomi-RNA   geenide   klastreid   kandva  kromosoomivälise   DNA
amplifikatsioonil.
  32


Üks algse DNA ahelatest jääb rõngaks ja on matriitsiks sünteesitavale komplementaarsele DNA ahelale.
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). Teine ahel sünteesitakse Okazaki fragmentide abil 55. Molekulaarbioloogia põhidogma.
Molekulaarbioloogia põhidogma seisneb geneetilise info edastamisel. 
Geneetiline  info on salvestatud DNA nukleotiidses  järjestuses.  Geenide  ekspressioon  ehk  avaldumine
realiseerub informatsiooni edastamise teel DNA nukleotiidselt järjestuselt aminohappelisse järjestusse: 1. Esmalt kandub info DNA-lt mRNA-le. Toimub transkriptsioon See toimub rakutuumas (nukleoidis) 2. Edasi toimub mRNA nukleotiidses järjestuses salvestatud info põhjal tsütoplasma ribosoomidel valkude süntees. Toimub translatsioon. 
mRNA   transporditakse   tuumast   välja   tsütoplasmasse   kus   toimub   tsütoplasmas   ribosoomidel
valkude süntees.  DNA – RNA – valk. 
RNA järjestuse põhjalt on võimalik sünteesida uuesti DNA – pöördtranskriptsioon
Valgu järjestuselt RNAd sünteesida ei ole võimalik!  Geneetiline info säilib, kandudes põlvkonnast põlvkonda edasi nukleiinhappelt nukleiinhappele.   Geneetiline info kandub edasi organismi geenide avaldumisel DNA-lt valkudesse.  56. RNA tüübid: tRNA, rRNA, mRNA, snRNA ja nende funktsioonid. 33


1. mRNA – RNA molekulid, millelt toimub translatsioon. Messenger RNA
2. tRNA  –   Osalevad   polüpeptiidahela   ehk   valgu   sünteesil   (translatsioonil)   mRNAs   oleva nukleotiidse järjestuse põhjal, kannavad aminohapped ribosoomi. Transfer RNA.  3. rRNA - Ribosomaalsed RNA molekulid kuuluvad ribosoomide koostisesse. Ribosomaalse RNA geenide transkriptsioonitase on rakkudes kõrge 4. snRNA - Väikesed tuuma RNA-d osalevad intronite splaissingul. Small nuclear RNA  57. Mille poolest erineb transkriptsioni initsiatsioon replikatsiooni initsiatsioonist?
Transkriptsiooni initsiatsiooni võib omakorda 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. 58. Võrrelge prokarüootset ja eukarüootset transkriptsiooni initsiatsiooni. 1. Eukarüoodil:   Enne,   kui   eukarüootne   RNA   polümeraas   seondub   promootoralale   ja   algatab transkriptsiooni, peavad sinna seonduma basaalsed transkriptsioonifaktorid. 2. Nii   nagu   bakterirakus,   on   ka   eukarüoodirakus   transkriptsiooni   initsiatsiooniks   vajalik   DNA ahelate lokaalne teineteisest eemaldumine. 59. Transkriptsiooni elongatsioon ja terminatsioon.
ELONGATSIOON 
RNA  ahela   elongatsiooni   katalüüsib  RNA  polümeraasi   apoensüüm.   Elongatsiooni   käigus   on   DNA
ahelad transkriptsiooni toimumise kohas teineteisest 18 aluspaari ulatuses eraldunud. 
RNA ahela süntees toimub kiirusega 40 nukleotiidi sekundis. 
Sünteesitav RNA ahel eraldub DNA ahelast, vahetult transkriptsiooni toimumise kohas on DNA ja RNA
aga 12 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 ( ) sõltuvad või sõltumatud.  Rho-sõltumatud terminaatorid sisaldavad G:C-rikast regiooni, millele järgneb 6 või enam A:T paari (A
nukleotiidid asuvad matriitsahelas
Rho valgust sõltuva transkriptsiooni korral on terminatsioonijärjestused (samuti G:C-rikkad) pikemad.  60. Võrrelge   eukarüootsete   ja   prokarüootsete   geenide   struktuuri.   Eukarüootse   RNA transkriptsioonijärgne modifikatsioon. Eukarüootidel enamasti paiknevad kodeerivate alade – eksonid vahel mittekodeerivad alad – intronid.
Intronite sisaldus ja pikkus varieerub geeniti 
Algsest   RNA-st   lõigatakse   tuumas   teatud   segmendid   välja   ja   seejärel   viiakse   lõikusjärgne   RNA
tsütoplasmasse. 
34


Eukarüootide puhul ei ole transkriptsiooni käigus sünteesitud mRNA kohe lõplikult valmis, vaid vajab
mitmeid modifikatsioone: 1. CAP struktuur 5’ otsas. 
Kaitseb mRNAd 5’otsa nukleaaside (lagundamise) eest
On seondumiskohaks valkudele
2. PolyA saba 3’ otsas.
Sinna   seonduvad   valgud   mid   aitavad   vältida   otste   ladungamist   ja   osalevad   mRNA   transpordil
tsütoplasmasse. 
3. RNA   splaissing.   Pre-mRNA   sisaldab   nii   introneid   kui   eksoneid.   Intronid   eemaldatakse. Splaissingus osaleb üle 200 erineva valgu, mis moodustavad splaissoomi. mRNA splaissimine on
mitmeetapiline protsess. 
Splaissoomid: tuvastavad eksonite piirid, katalüüsivad introni välja lõikamist. 61. 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.  2. Osade rRNA prekursorite puhul  (paljudes madalamates eukaüootides, samuti ka rakuorganellides) kõrvaldatakse intronid  autokatalüütiliselt, RNA molekuli enda poolt. Splaissingureaktsioon ei vaja
välist energiaallikat. 
Kofaktorina   on   vaja   vaba   3´-OH   rühma   nt   GTP-lt   ning  monovalentset   ja  divalentset   katiooni.
Splaissing   toimub   etapiviisiliselt:   kõigepealt   toimub   fosfodiestersideme   ülekanne   ekson-intron
ühendusalalt   G-OH-le   (RNA   ahela   katkeb   eksoni   ja   introni   ühendusalas),   seejärel   katkeb
fosfodiesterside järgmise eksoni ja introni 3´-otsa vahel ning fosfodiesterside moodustub eksonite
vahel.   Väljälõigatud   intron   tsirkulariseerub   molekulisiseselt   (toimub   veel   üks   fosfodiestersideme
ülekanne).  3. Rakutuumas   asuvate   pre-mRNA   molekulide  splaissing   toimub   kahe-etapiliselt  splaissosoomides. snRNA-d ei ole tumas vabalt, vaid kuuluvad väikestesse RNA-valk kompleksidesse, mida nimetatakse
snRNP.  62. mRNA molekulis asuva geneetilise informatsiooni muutmine – RNA editing.
Geneetilist informatsiooni RNA molekulis võidakse muuta kahel viisil: 1. lämmastikaluste asendamise teel Lämmastikaluste   asendamist   on   täheldatud   peamiselt   taimede   mitokondrites   ja   valdavaks   muutuseks   on   C
asendamine U-ga.  2. lisades või deleteerides U nukleotiide.  Nukleotiidide lisamine või deleteerimine on võrreldes lämmastikaluste asendamisega komplekssem protsess. 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.  63. Transkriptsiooni ja translatsiooni toimumise aeg ja koht bakterites ja eukarüootides.
Transkriptsioon  ja  valgusüntees  (translatsioon)  toimuvad  bakterirakus  korraga,  eukarüoodis  aga  eraldi
etappidena ja erinevates kohtades.  35


Erinevalt bakterirakust toimuvad eukarüootses rakus transkriptsioon ja translatsioon nii ajaliselt kui ka
ruumiliselt lahus. 
Bakterirakus algab translatsioon kohe kui konkreetse mRNA transkriptsioon on lõpule jõudnud.  64. Ribosoomide ehitus prokarüootses ja eukarüootses rakus.
Ribosoomid koosnevad suurest ja väikesest subühikust, milles sisalduvad rRNA ja valgud. 
Ribosoomi   alaosad   eralduvad   teineteisest,   kui   mRNA   molekul   on   transleeritud   ja   ühinevad   uuesti
translatsiooni initsiatsioonil.
Ribosoomide kolmemõõtmeline struktuur on üldjoontelt sarnane kõigis elusorganismides. 
PROKARÜOOTNE RAKK
Bakterirakus asuvad ribosoomid on suurusega 70S
väike subühik (30S): 16S rRNA molekul + 21-st erinevat polüpeptiidi.
Suur subühik (50S): 2 RNA molekuli + 31 erinevat polüpeptiidi. 
EUKARÜOOTNE RAKK
Eukarüootide tsütoplasmas asuvad ribosoomid on suurusega 80S.
väikesest subühik (40S): 18S RNA + 33 erinevat polüpeptiidi
suurest subühik (60S):  3 rRNA + 49 polüpeptiidi.  65. tRNA-de   osalus   translatsiooniprotsessis:   tRNA   laadimine   aminohappega,   tRNA   seondumise saidid ribosoomis. tRNA laadimine aminohappega = tRNA aktiveerimine. Aminohape seotakse tRNA molekuli 3´- OH rühma
külge aminohappe COOH rühma kaudu. 
See toimub kahe-etapiliselt. 
Esmalt aktiveerivad aminoatsüül-tRNA süntetaasid aminohapped, kasutades selleks ATP energiat. 
Seejärel seotakse aminohape tRNA molekuliga, moodustub aminoatsüül-tRNA.
Iga spetsiifiline aminoatsüül-tRNA-süntetaas tunneb ära teatud aminohappele vastavaid tRNA molekule.  
tRNA seondumise saidid ribosoomis. 
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   on   ribosoomi
väikese subühiku koostises.  Igale aminohappele vastab rakus üks kuni neli tRNA molekuli:  tRNA molekulid sisaldavad nukleotiidide tripleteid – antikoodoneid
 Translatsioonil paarduvad tRNA molekulid mRNA molekulis asuvate koodonitega antikoodonite vahendusel 66. Võrrelge translatsiooni initsiatsiooni bakterites ja eukarüootses rakus.
Eukarüootides on translatsiooni initsiatsioon võrreldes bakterites toimuvaga komplekssem ja seda eeskätt
initsiatsioonifaktorite   rohkuse   tõttu.   Üldiselt   on   initsiatsiooniprotsess   aga   sarnane,   välja   arvatud   kaks
erinevust:
1) Polüpeptiidahelasse esimesena lülitatava metioniini aminorühm ei ole blokeeritud formüülrühmaga.
2) Initsiatsioonikompleks moodustub mRNA 5´-otsaga.  36


Ei ole vaja spetsiifilist järjestust mRNA molekuli alguses, mis paarduks rRNA-ga ribosoomis, vaid
initsiatsioonifaktorite   hulgas   on   spetsiifiline   valk  CBP,   mis   seondub   mRNA 5´-otsas   oleva   CAP
otsaga ning edasi skanneerib initsiatsioonikompleks mRNA-d kuni esimese AUG koodonini. 
Seetõttu algab eukarüootides translatsioon enamasti esimeselt AUG koodonilt. 67. Kirjeldage translatsiooni elongatsiooniprotsessi.
Translatsiooni   elongatsiooni   üldised   printsiibid   on   eukarüootidel   ja   prokarüootidel   sarnased,   iga
aminohappe lisamine kasvavasse polüpeptiidahelasse toimub kolmeetapiliselt. 
Bakteris E. coli toimub see järgmiselt:
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) Selle tulemusena vabaneb kasvav polüpeptiidahel tRNA-st P-saidis ja seotakse kovalentselt tRNA-ga, mis asub A-saidis 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.  68. Kirjeldage translatsiooni terminatsiooniprotsessi.
Translatsioon termineerub, kui terminatsioonifaktorid tunnevad A-saidis ära stop koodonid
Polüpeptiidahela   elongatsioon   termineerub,   kui   ribosoomi   A-saiti   satub   üks   kolmest
terminatsioonikoodonist, UAA, UAG või UGA. 
Stop-koodoneid tunnevad ära terminatsioonifaktorid, milleks on valgud tähistusega  RF  (release factor).
Bakteris E. coli on kaks RF-i: RF-1 tunneb ära UAA ja UAG terminatsioonikoodoneid ning RF-2 UAA ja
UGA   terminatsioonikoodoneid.   Eukarüootides   on   ainult   üks   RF   (eRF),   mis   tunneb   ära   kõiki
terminatsioonikoodoneid. 
A-saiti   sisenenud   RF   muudab   peptidüültransferaasi   aktiivsust,   nii   et   peptidüültransferaas   lisab
polüpeptiidahela viimase aminohappe karboksüülrühmale vee molekuli. Selle tulemusena vabaneb valmis
polüpeptiidahel P-saidis asuvalt tRNA molekulilt ning vaba tRNA liigub ribosoomi E-saiti. Translatsiooni
terminatsiooniprotsess lõpeb mRNA vabanemisega ribosoomilt ja ribosoomi jaotumisega kaheks alaosaks.
Seejärel on ribosoomi subühikud jällegi valmis ühinema järgmise polüpeptiidahela sünteesiks.  69. Geneetiline kood ja selle omadused.
Geneetiline kood  – kood, mille järgi DNA-st RNA-sse kandunud geneetiline informatsioon tõlgitakse
nukleotiidide järjestusest polüpeptiidahela aminohapete järjestuseks. 
Geneetilise koodi üksus: kolmest järjestikusest nukleotiidist moodustuv triplett; igale aminohappele vastab
üks triplett.
OMADUSED:
(1) Geneetiline kood põhineb nukleotiidide triplettidel, kolm nukleotiidi määravad ära ühe aminohappe
polüpeptiidis
(2) Geneetiline kood ei ole kattuv 37


(3) Geneetiline kood on komavaba, 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 (ingl. k. ordered)
(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 70. Koodon-antikoodon paardumine, selle täpsus. Mis on supressor-tRNA?
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.
Supressormutatsioonid – asendusmutatsioon ühes geenis surub maha e. supresseerib teises geenis tekkinud
mutatsiooni   avaldumise:  Näiteks   mutatsioonid   tRNA   geenides,   mille   tulemusena   mutatsioon   tRNA
antikoodonis võimaldab tRNA-l paarduda mRNA-s oleva stop koodoniga ja taastada täispika polüpeptiidi
sünteesi. Stop koodoniga paarduvat mutantset tRNA-d nimetatakse supressor-tRNA-ks 71. Mutatsioonisagedust mõjutavad tegurid. 
Mutatsioonisagedust tõstavad: 1. Kiirgus. (röntgenkiired, gammakiirgus, kosmiline kiirgus)
2. mitmesugused DNA-d kahjustavad ja modifitseerivad kemikaalid Mõjutavad veel: 1. Ploidsus.   Bakterites,   kelle   genoom  on  haploidne,   on  mutatsioonidel   võimalus   kohe   avalduda. Diploidse organismi puhul on mutatsiooni avaldumise seisukohalt määravaks see, kas tegemist on
dominantse   või   retsessiivse   mutatsiooniga.   Retsessiivne   mutatsioon   saab   avalduda   ainult
homosügootses olekus, dominantne avaldub aga koheselt.  2. Hulkraksetes organismides sõltub mutatsioonist põhjustatud fenotüübilise efekti avaldumine ka sellest,   millal   ja   mis   tüüpi   rakus  mutatsioon  on  tekkinud.   Näiteks   kõrgemate   loomade   puhul
eristatakse  somaatilisi    ja  sugurakkudes   tekkinud   mutatsioone  (germinal   mutations).
Järgmisesse põlvkonda kanduvad edasi ainult viimased. Mutatsioonide tekkesagedust mõjutavad tegurid: 
(1) DNA replikatsiooni täpsus
(2) DNA reparatsiooni efektiivsus
(3) Mutageensete faktorite olemasolu ja hulk keskkonnas 72. 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.   Kui   arvutada
mutatsioonisagedust   geeni   kohta,   võttes   keskmise   geeni   pikkuseks   1000   aluspaari,   saame
mutatsioonisageduse, mis varieerub vahemikus 10-4 kuni 10-7 generatsiooni kohta.
Teatud   füüsikalised   tegurid   nagu   näiteks   ultraviolettkiirgus   ja   kemikaalid,   mis   kahjustavad   DNA-d,
teisisõnu  mutageenid,   võivad   tõsta   mutatsioonisagedust   rakus   võrreldes   spontaanse 38


mutatsioonisagedusega   mitu   suurusjärku.   Mutageenide   toimel   tekkinud   mutatsioone   nimetatakse
indutseeritud mutatsioonideks.  
KATSE:  Kas   antibiootikumile   resistantsed   mutandid   on   eelnevalt   bakteripopulatsioonis   olemas   või
indutseerib vastava mutatsiooni teket antibiootikum?
jäljendkülvi   võimaldab   huvipakkuva   tunnuse   osas   bakteripopulatsioonis   korraga   läbi   testida   palju
individuaalseid   rakke.   Kui   külvata   piisavalt   lahjendatud   bakterikultuur   tardsöötmele,   moodustuvad   sinna bakterikolooniad  Bakterikolooniate   testimine   jäljendkülvi   meetodil   näitas,   et   mutatsioonid   tekivad   juhuslikult.
Streptomütsiini   suhtes   resistentsed   mutandid   olid   bakteripopulatsioonis   olemas   juba   enne   rakkude
kokkupuutumist antibiootikumiga. Sarnased tulemused saadi ka bakterifaagi resistentsete mutantide tekke
puhul. 73. Mutatsioonide   mõju   organismile.   Mutatsioonide   avaldumine   haploidsetes   ja   diploidsetes organismides. Mutatsioonid – vead geneetilise materjali kopeerimisel viivad uute alleelide tekkele
Mutant – organism, kellel avaldub mutatsiooni tagajärjel uus fenotüüp
Mutatsioonid   võimaldavad   populatsioonisisest   geneetilist   varieeruvust   ja   on   alusmaterjaliks
evolutsioonile. Mutatsioonisagedus ei tohi olla ei liiga kõrge ega liiga madal
Bakterites, kelle genoom on haploidne, on mutatsioonidel võimalus kohe avalduda. Diploidse organismi
puhul on mutatsiooni avaldumise seisukohalt määravaks see, kas tegemist on dominantse või retsessiivse
mutatsiooniga. Retsessiivne mutatsioon saab avalduda ainult homosügootses olekus, dominantne avaldub
aga koheselt. 
Hulkraksetes organismides sõltub mutatsioonist põhjustatud fenotüübilise efekti avaldumine ka sellest,
millal   ja   mis   tüüpi   rakus   mutatsioon   on   tekkinud.   Näiteks   kõrgemate   loomade   puhul   eristatakse
somaatilisi    ja  sugurakkudes   tekkinud   mutatsioone  (germinal   mutations).   Järgmisesse   põlvkonda
kanduvad edasi ainult viimased. 74. Punktmutatsioonid:   transitsioonid,   transversioonid   ja   raaminihkemutatsioonid.   Kuidas mõjutavad erinevat tüüpi punktmutatsioonid geeni poolt kodeeritud polüpeptiidi funktsiooni? Punktmutatsioonid – muutused geeni tasemel.
Transitsioonid – puriin asendub puriiniga (A ↔ G) või pürimidiin pürimidiiniga (C  ↔  T)
Transversioonid – puriin asendub pürimidiiniga või vastupidi (nt. T ↔ G ja A ↔ C asendused) 1. Sünonüümsed mutatsioonid – koodon määrab sama aminohapet
2. Missens mutatsioonid – muutub koodoni tähendus, määrab teist aminohapet
3. Nonsens mutatsioonid – viivad stoppkoodoni tekkele
4. Raaminihke mutatsioonid – muutub lugemisraam ja seetõttu ka valgu aminohappeline järjestus Enamus kahjulikke mutatsioone populatsioonis on retsessiivsed.  Dominantseid kahjulikke mutatsioone
sisaldavad alleelid kõrvaldatakse loodusliku valiku teel kiiremini. 75. Ames´i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks.  39


Bruce Ames ja kolleegid töötasid välja kiire, odava ja väga tundliku meetodi kemikaalide mutageensuse
testimiseks.   See   meetod   põhineb   bakterite   histidiini   suhtes   auksotroofsete   mutantide
reverteerumissageduste   mõõtmisel   tingimustes,   kus   bakterite   kasvukeskkonda   on   lisatud   uuritavaid
kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante
(bakterirakke, kes on võimelised kolooniaid moodustama histidiini-vabas keskkonnas).
  Kuna   paljud   kemikaalid   on   mutageensed   vaid   replitseeruva   DNA   korral,   lisatakse   bakterite
kasvukeskkonda vähesel määral ka histidiini, et rakud saaksid mõned korrad jaguneda, samas aga mitte
piisavalt   vähe,   et   ei   moodustuks   söötmel   nähtavaid   kolooniaid.   Nii   testiti   läbi   tuhandeid   erinevaid
kemikaale. 
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.
Ames’i testi tulemusena selgus ka, et mitmed sigareti suitsus olevad komponendid võivad stimuleerida
raaminihke mutatsioonide teket.  76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes.
1. Valgusest sõltuv fotoreaktivatsioon: vea parandamine kohapeal 
Fotoreaktivatsioon kõrvaldab tümiini dimeere ja vajab valgusenergiat. 
2. Väljalõikereparatsioon: lämmastikualuste kõrvaldamine.
Glükosülaasid kõrvaldavad DNA-st kahjustatud lämmastikaluseid.   Eksonukleaas kõrvaldab lõigu DNA ahelast ja tühiku sünteesib täis DNA polümeraas, kasutades vastasahelat matriitsina
3. Replikatsioonijärgne valepaardumisi kõrvaldav DNA “mismatch” reparatsioon MMR: Nukleotiidide kõrvaldamine DNA ahelast.  UvrABC   väljalõike-nukleaas   kõrvaldab   DNA ahelast   DNA kahjustuse,   mis   on   tekkinud   UV-kiirguse
tagajärjel
4. Rekombinatsiooniline reparatsioon: rekombinantne reparatsioon DNA katkete puhul.  77. 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. 78. Ristsiirde toimumise mehhanism Holliday mudeli põhjal.
DNA ahelatesse tehakse katked  ja DNA ahela ots ühest kromosoomist liidetakse teise kromosoomi DNA
ahela otsaga  - toimub ahelate vahetus. 
Homoloogiliste   kromosoomide   vahel   toimuva   rekombinatsiooni   käigus   moodustub   struktuur,   kus
tütarkromatiidide DNA ahelad on teineteisega risti – Holliday struktuur.
Tütarkromatiidide lahutamisel riststruktuur roteerub ja DNA ahelatesse tehakse kaks katket: 
Ristsiire toimub juhul, kui roteerunud Holliday struktuuri tehakse katked vastasahelatesse
Samasse ahelasse katkete tegemisel moodustub vaid lühike heterodupleksi ala 79. Komplementatsioonitesti   rakendus,   selle   erinevus   rekombinatsioonitestist. Komplementatsioonitesti piirangud. 40


Komplementatsioonitesti saab rakendada ainult retsessiivsete mutatsioonide testimisel. 
Diploidsete organismide puhul (näiteks äädikakärbes) saadakse trans-heterosügoote sel viisil, et ristatakse
omavahel isendeid, kellest üks on homosügootne ühe ja teine teise mutatsiooni osas.
Lewis ristas erinevaid äädikakärbse mutante, kombineerides uuritavaid mutatsioone nii  cis  – kui  trans-
konfiguratsioonis.  Selgus, et tunnuse avaldumine (silma värvus) sõltus mutatsioonide asukohast, sellest
kas need paiknesid ühes või kahes erinevas X kromosoomis.
Komplementatsioonitest ja rekombinatsioonitest annavad vastuseid erinevatele küsimustele:
 Komplementatsioonitest   näitab,   kas   mutatsioonid   paiknevad   samas   geenis,   kas   nad   on   alleelsed (kumbki   mutatsioon   tekitab   sama   alleeli).  Jälgitakse,   kas   ristamisel   saadud   heterosügoodid   on
mutantse fenotüübiga või komplementeeritud, metsiktüüpi fenotüübiga    Rekombinatsioonitesti abil uuritakse, kas mutatsioonid on aheldunud (asuvad samas kromosoomis) ja kui on, siis kui kaugel nad asuvad teineteisest kromosoomis   Komplementatsioonitesti piirangud: 
1)Ei   ole   rakendatav   dominantsete   või   kodominantsete   mutatsioonide   puhul,   mis   avalduvad
heterosügootses oleku
2)Tulemuste analüüs on raskendatud epistaatiliste mutatsioonide puhul, kus üks mutatsioon mõjutab teise
avaldumist. Epistaasi saab kindlaks teha cis-testiga: cis-heterosügoodid on metsiktüüpi fenotüübi asemel
mutantse fenotüübiga
3)Polaarsete mutatsioonide puhul mõjutab mutatsioon mitte üksnes selle geeni avaldumist, kus ta asub
vaid ka külgnevate geenide avaldumist.
Polaarsed   mutatsioonid   takistavad   komplementatsioonitesti   läbiviimist.  Trans-heterosügoodi   puhul   ei
saada komplementatsiooni mutatsioonide asumisel erinevates geenides juhul, kui üks mutatsioonidest on
polaarne ja mõjutab mõlema geeni avaldumist. 80. Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, geenisegmentide rekombineerumine antikehade puhul.  Geenide ja polüpeptiidide kolineaarsus ei pruugi selle algses tähenduses alati  kehtida: 1. Geenide kattuvus Geenide kattuvus – sama nukleotiidne järjestus kuulub kahe või enama arvu geenide koostisesse, neid
loetakse erinevates lugemisraamides. Esineb sageli viiruste puhul 2.  Eukarüootsed geenide puhul võib toimuda alternatiivne splaissing Alternatiivne splaissing võimaldab sünteesida polüpeptiide, mis on omavahel lähedases suguluses, kuid
erinevates  valgu  isovormides  on  teatavad  lõigud  aminohappelisest   järjestusest   puudu.  Erinevad  valgu
isovormid võivad avalduda organismi erinevates kudedes   3. Erinevaid   antikehi   (immunoglobuliine)   kodeerivad   järjestused   saadakse   erinevate geenisegmentide kombineerumise tulemusena Iga antikeha (immunoglobuliin Ig), mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise
võõrmaterjaliga (antigeeniga), sisaldab varieeruvaid regioone. Varieeruvaid geenisegmente on palju ja
need kombineeruvad rekombinatsioonil konstantsete regioonidega.
Varieeruvaid   geenisegmente   (V)   on   palju   ja   need   kombineeruvad   rekombinatsioonil   konstantsete
regioonidega (C). DNA järjestused, mis kodeerivad antikehade segmente, ei vasta klassikalisele geeni
definitsioonile 
Sel puhul räägitakse geeni segmentidest, mis liidetakse üheks geeniks rekombinatsiooni teel 41


Kaasaegse geeni käsitluse järgi on geen informatsiooniüksus, mis määrab ära ühe polüpeptiidi, struktuurse
või regulatoorse RNA molekuli sünteesi. Geeni koostisesse kuuluvad ka 5´ja 3´mittekodeerivad regioonid,
mis reguleerivad transkriptsiooni ja translatsiooni ning geen hõlmab ka intronjärjestusi. 42

Document Outline

• Bruce Ames ja kolleegid töötasid välja kiire, odava ja väga tundliku meetodi kemikaalide mutageensuse testimiseks. See meetod põhineb bakterite histidiini suhtes auksotroofsete mutantide reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante (bakterirakke, kes on võimelised kolooniaid moodustama histidiini-vabas keskkonnas).
• Kuna paljud kemikaalid on mutageensed vaid replitseeruva DNA korral, lisatakse bakterite kasvukeskkonda vähesel määral ka histidiini, et rakud saaksid mõned korrad jaguneda, samas aga mitte piisavalt vähe, et ei moodustuks söötmel nähtavaid kolooniaid. Nii testiti läbi tuhandeid erinevaid kemikaale.
• 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.
• Ames’i testi tulemusena selgus ka, et mitmed sigareti suitsus olevad komponendid võivad stimuleerida raaminihke mutatsioonide teket.