Genoomika kursuse kordamispunktid 1. Mis on ja mida uurib genoomika? Genoomika - teadus genoomide ehitusest. Genoomika uurib põhjusi, miks konkreetne DNA järjestus on evolutsioonis välja valitud (säilunud). Genoomika ülesandeks on mitte ainult teada konkreetse geeni ja selle produkti funktsiooni organismis, vaid ka kõikide geenide, nende produktide, funktsioonide ja regulatsiooni seoseid, mis viivad organismi tekkeni. GENes and chromosOMEs (kromosoomide täielik kogu koos neis sisalduvate geenidega). Genoomika on geneetika edasiarendus tegeledes: Genoomikaartide ja ülesehitusega, DNA sekveneerimisprobleemidega, Andmete säilitamise ja töötlemisega
genoomika), Genoomide evolutsiooniga, Farmakogeneetiliste probleemid jne. Genoomika uurib põhjusi, miks konkreetne DNA järjestus on evolutsioonis välja valitud (säilunud)"Sussmann, 2006. "Genoomika ülesandeks on mitte ainult teada konkreetse geeni ja selle produkti funktsiooni organismis vaid ka kõikide geenide, nende produktide, funktsioonide ja regulatsiooni seoseid, mis viivad organismi tekkeni." Smit 2006. 3. Genoomika suundumused ja probleemid Paradigmade muut on viinud genoomika: 1. Strukturaalsetest uuringutest funktsionaalsetele. 2.Geenikaardi põhiselt geenide tuvastamisest järjestuspõhilisele. 3.Haiguste etioloogia (põhjusest) uuringutest patogeneesi uurimisele (mehhanismini). Küsimus momendil mitte miks vaid kuidas. 4.Haiguse diagnoosist haigussoodumuse tuvastamisele (personaalse meditsiini tekkeni). Probleemid : Genoomika andmed on väiksema "väärtusega", kui ad hoc(märgade) eksperimentide tulemid
Geeniperekonnad Klassifikatsioon geeniperekondadesse toimub DNA järjestuse homoloogia alusel: *Paljud polüpeptiidide ja ka mittekodeeriva RNA geenid koonduvad DNA järjestusel põhinevatesse geeniperekondadesse, mis omavad suurt perekonnasisest järjestushomoloogiat. Paljud perekonna liikmed võivad olla mittefunktsionaalsed s.t. pseudogeenid ja geenide fragmendid. *Klassikalised geeniperekonnad on järjestuselt väga sarnased ja tekkinud peamiselt duplikatsioonide tagajärjel (histoonid, globiinid). *Mõnedes geeniperekondades esineb homoloogia vaid teatavate konserveerunud domäänide osas (transkriptsioonifaktorid). *Mõnedes geeniperekondades esineb homoloogia vaid teatavate konserveerunud lõikude osas (sarnaseid lõhikesi motiive omavad geeniproduktid)(DEAD box, WD kordus). *Mõned evolutsiooniliselt kauged geeniperekonnad liigitatakse superperekondadesse (produktid strukturaalselt ja/või funktsionaalselt k...
docstxt/135102981473.txt
Avastused: geenid asuvad kromosoomides lineaarselt; homoloogsetes kromosoomides on geenidel eri alleelid; geenid kombineeruvad ümber ristsiirde tulemusel; selgitasid suguliiteliste tunnuste pärandumise seaduspärasusi. 7. Mis on eugeenika? Esindajad? Eugeenika õpetus inimese tõupuhtusest. Kustliku valiku teel parandada inimsoo füüsilisi, vaimseid ja kõlbelisi omadust ja tagada rassipuhtus. F. Galton, Platon. 8. Mis on genoomika? Milliseid meetodeid kasutatakse genoomika-alastes uuringutes? Genoomika molekulaarbioloogia haru, mis tegeleb genoomide uurimisega; rakendades meetoditena rekombinantse DNA tehnoloogiat ja sekveneerimist ja bioinformaatikat nukleotiidsete järjestuste assembleerimiseks, funktsiooni ja struktuuri analüüsimiseks. 9. HGP (Human Genome Project) ja HapMap projektid mida uuritakse ja millised on eesmärgid?
Foto- ja kemotaksis inimesel Fototaksis inimesel? - Positiivne fototaksis – valguse suunas, inimeste vajadus päikese ja D vitamiini järele, põgenemine pimeda aja ees - Negatiivne fototaksis – valgusest eemale, kaitse päikesevalguse eest et nahka mitte põletada või tahtmine magada Kemotaksis inimesel? - Spermi liikumine kemikaali suunas (munarakus toodetud atrakant) 70.Genoomika Tüübid - Funktsionaalne genoomika - Võrdlev genoomika - Arvutigenoomika - Metagenoomika: struktuurne genoomika, personaalne genoomika Funktsionaalne genoomika Alt-üles lähenemine - Lähtub rakus olevatest molekulidest - Selgitab kuidas geenid töötavad - Seosed geenide aju ja käitumise vahel Käitumisgenoomika Ülalt-alla lähenemine - Geenidelt käitumisele - Selgitab kuidas kogu organism käitub Mikrokiiptehnoloogia – võimaldab uurida genoomi kõiki geene
Farmakogenoomika Põhineb terve (üksiku) genoomi järjestuse ja sellest tulnevate kliiniliste väljundite uurimisel. Erineb farmakogeneetikast kolme aspekti poolest: 1. Kliiniliste fenotüüpide (vastus ravimitele ja ksenobiootikumidele) taandamine genoomile läbi SNP markerite analüüsi 2. Ravimite effekti uurimine geeniekspressioonile kasutades genoomika metodoloogiaid 3. Uute märklaudgeenide ja prognostiliste markerite leidmine Esimene etapp on kandidaatgeenide otsing, märklaua validatsioon ning keemilised testid. Järgnevad pre-kliinilised katsed (loomkatsed) määramaks ravimi toksilisust, kineetikat, metabolismi iseärasusi. Faas I inimkatsed- ohutuse ja doosi määramiseks. Faas IIA (otsustav) patsientidel, effektiivsuse ja ohutuse katsed (vähemalt sada patsienti, 10000$ patsiendi kohta). Faas IIB on laiendatud faas IIA
looduses sureb mõni loom siis just bakterid on need, kes aitavad selle korjuse ära lagundada ja täpselt sama teevad bakterid kõikide teiste biomaterjalidega nagu näiteks puulehed, puuoksad, prügi jne 2. Bioinformaatika - on rakendusmatemaatika haru, mis tegeleb molekulaarbioloogia arvutuslike probleemidega. Kuigi bioinformaatikat määratleti selle termini loomisel kui infoteooria rakendamist biosüsteemide uurimisel, kujunesid sellenimelise valdkonna peamiseks tegevusalaks genoomika probleemid. 3. Funktsionaalsed toiduained - Funktsionaalne on selline toit, mille puhul on üheselt tõestatud, et lisaks toitelistele põhifunktsioonidele on tal mingit füsioloogilist funktsiooni parandav toime ja/või mingi haiguse riski vähendav toime. Tõhustab inimese seedekulgla talitlust, aktiveerib immuunsüsteemi Vähendab haigestumise riski nt kaaries , kõhulahtisus , kõhukinnisus , veresoonkonnahaigused ja langetab vererõhku. 4
denatureeritaske ja komplementaarsed ahelad pestakse, nii et järgi jäävad vaid ühest otsast kinnitatud DNA üksikahelad. Neile lisatakse sekveneerimispraimerid mis on komplementaarsed DNA otsas olevate oligonukleotiididega. Nüüd on DNA valmis sekveneerimiseks. 18. Mille jaoks kasutatakse järgmise põlvkonna (Sangeri meetod on siin esimene põlvkond) sekveneerimist? Too näide mõnest projektist. Uue põlvkonna sekveneerimistehnoloogiaid on kasutatud erinevates genoomika uurimisvaldkondades, nagu nt kogu genoomi ja transkriptoomi sekveneerimine, transkriptsioonifaktorite seondumissaitide avastamine, mittekodeeriva RNA ekspressiooniprofiili määramine ja suunatud sekveneerimine. Näiteks Human Genome Project (HGP). 19. Uurimaks genotüübi seost haigusega, hinnatakse logistilise regressiooni mudel haiguse olemasolu näitavale tunnusele (1-haige, 0-ei ole haige). Mida iseloomustab genotüübitunnusele (0, 1 või 2 efektialleeli) vastava
Elurikkus ehk bioloogiline mitmekesisus Elurikkuse elemendid: Ökoloogiline Geneetiline Organismide elurikkus elurikkus elurikkus Riik Hõimkond Selts Bioom Sugukond Ökosüsteem Perekond Kooslus Liik Populatsioon Populatsioon Populatsioon Indiviid Indiviid Geen Nukleotiid 1. Kuni 20 saj. elusloodus jaotatud kaheks - taimed ja ...
moodustades vähem kui ühe protsendi membraanist. Oma keemiliselt koostiselt on nad glükoproteiidid. 42. Mälurakud. Kaasasündinud immuunsüsteemis. Nad teavad, millised rakud on omad (kehaomased ained) ning milliseid tuleb kohe rünnata ja hävitada (selleks on mitmed mehhanismid, nt köharefleks, kehatemperatuuri tõus jne). 43. Antikeha vahendatud immuunsus. Ehk humoraalne immuunsus toimub B-lümfotsüüdide vahendusel. 44. Genoomika. Molekulaarbioloogia haru, mis tegeleb genoomide uurimisega. Kujunes välja 1980ndail aastail. 45. Transkriptoomika. Uurib geeni ekspressiooniprofiili (geenide aktiivsuse alusel) mikrokiiptehnoloogia abil, mis võimaldab uurida genoomi kõiki geene. 46. Proteoomika. Uurib valke, eriti nende struktuuri ja funktsioone. Üks meetod on ntks valkude kahedimensionaalne geelelektroforees DNA ja valkude lahutamine nende suuruse alusel. 47. Süsteemibioloogia
d. Varieeruvad ühendamissaidid 2. Geneetiline kontroll 6. Transkriptoom transkriptoom (ingl. Transcriptome)- Genoomilt transkribeeritud kõikvõimalikud RNA-d. 7. Proteoom proteoom (ingl. Proteome)- Genoomi poolt kodeeritav täielik valkude kogum. 8. Epigenoomika epigenoomika (ingl. Epigenomics)- Genoomi tasandil toimuv keskkonnatoimelise muutlikkuse (metüülimine, heterokromatinisatsioon) uurimine. 9. Genoomika tüübid Funktsionaalne genoomika Võrdlev genoomika Arvutigenoomika Metagenoomika a. Struktuurne genoomika b. Personnaalne genoomika 10. Mikrokiiptehnoloogia DNA-mikrokiiptehnoloogia (ingl. DNA microarray technology)- Molekulaarbioloogias kasutatav multiplekstehnoloogia, kus tahkele kandjale (klaas, silikon Affymetrix-kiipidel või kuulikestele Illumina
B- või T-rakkudeks, pikaealised, võivad püsida organismis kuni aastaid, tagavad organismi kiire immuunvastuse 283. Antikeha vahendatud immuunsus: bakteriaraku pinnal olev glükoproteiin satub vereringesse, käivitub humoraalne immuunsüsteem, see sekreteerib moodustunud antikehad kehavedelike ringlussüsteemi, kus nad seonduvad antigeenidega, mille tulemusel tekib kompleks, mis haaratakse spetsiifiliste valgete vererakkde poolt ja hävitatakse 284. Genoomika: kogu genoomi kaardistamine, tervikgenoomide struktuuri ja funktsiooni uurimine ja liikide võrdlemine, esmakordselt võttis kasutusele USA geneetik Thomas H. Roderick 1986. aastal 285. Transkriptoomia: genoomilt transkribeeritd RNA-de kogukomplekti uurimine 286. Proteoomika: organismi valkude struktuuri ja funktsioneerimise uurimine, esmakordselt võttis kasutusele Austraalia geneetik Marc R. Wilkins 1994. aastal 287
teadusuuringute alaseid meetmeid. Teadusuurigutega seotud programmide ja meetmete koostamisel võetakse arvesse rahvatervise prioriteete ja eesmärke. Teadusuuringutega toetatakse rahvatervise poliitika meetmete väljatöötamist, arendamist, rakendamist ja jälgimist. Käimasolevate valdkondade- ja teadusharudevaheliste teadusuuringutega kombineeritakse jõupingutusi keskkonna-, tervishoiu-, toitumise, biomeditsiini, genoomika ja biotehnoloogia valdkondades, et saavutada üleüldine eesmärk heaolu ja tervena vananemine. Rahva tervis Rahav tervis on Euroopa Liidus väga tähtsal kohal. Suur osa patsientidele tekitatavast kahjust on välditav, samas on strateegiate rakendamine kahju vähendamiseks Euroopa Liidu piires väga erinev. Hinnanguliselt esineb 812 protsendil Euroopa Liidus haiglaravil olevatest patsientidest ravi jooksul kõrvalekaldeid, nagu näiteks:
tuvastamiseks. 26 Rakendustest: antikehade kiibid diagnostikas, uute Interaktsioonipartnerite tuvastamine, prognostika, farmakoloogilised eksperimendid . Valgukiipidele on kinnitatud: -Antigeenid -Antikehad -Aptameerid (ka DNA v RNA) -Retseporid -Substraadid (madalmolekulaarsed) -Ensüümid 12.LCM Laserpüüdur mikrodissektsioon (LCM): LCM (Emmert-Buck; NIH) võimaldab valmistada ülipuhtaid mikroanalüütilisi preparaate teiste ,,high-throughput" genoomika ja proteoomika meetodite jaoks või otseseks diagnostikaks.Põhineb inverteeritud mikroskoobi ja madalsagedus infra-punase laseri kombinatsioonil.Tavalisele koeslaidile paigutatakse film, millele laseri toimel fikseeritakse valitud rakud või koeosad. Neid kasutatakse omakorda kas DNA, RNA või valgu eraldamiseks.Saadud materjale kasutatakse, kas mRNA profileerimisel, DNA aberratsioonide leidmisel, proteoomikas jne. 13.Mittepositsionaalsed kiibid
Bio- ja geenitehnoloogia eksami kordamisküsimused 1. Mis on rekombinantne DNA tehnoloogia, selle ajalugu, meetodid ja rakendused. Rekombinantse DNA tehnoloogia on tehnoloogia, mis võimaldab DNA'd sünteesida ja manipuleerida mittelooduslikul teel. Mikroobe on kasutatud toiduproduktide tootmiseks nagu leib, juust ja alkohol. Tuhandeid aastaid on kasutatud selektiivset ristamist nii taimede kui loomade puhul. 20ndal sajandil hakkasid teadlased ära kasutama bakterite loomulikku ainevahetust tootmaks tööstuslikul skaalal butanooli, atsetooni, antibiootikume. Tänapäeval on spetsiifilisi geene võimalik eraldada peaaegu ükskõik millisest doonororganismist (nagu nt inimene, taimed või bakterid) ning viia (kloneerida) see peaaegu ükskõik millise teise retsipient organismi genoomi. 1:9-12. 2. Kirjeldage võrdlevalt eu- ja prokarüootset geeni. Prokarüüotsel puuduvad intronid, DNA rõngaskromosoomina ehk plasmiidina, DNA ei ole liitunud valkudega, r...
Kordamisküsimused Geenitehnoloogia I Restriktaasid. Restriktaasid on ensüümid, mis lõikavad DNA-d spetsiifilise nukleotiidse järjestuse järgi. Nad teevad seda kõikide DNA’de puhul samamoodi. Neid spetsiifilisi järjestusi nimetatakse restriktsiooni aladeks. Selliseid ensüüme on leitud bakteritest kaitsmaks neid kahjulike viiruste eest. DNA kloneerimine baseerub restriktaaside avastamisel. DNA järjestuse äratundmine varieerub erinevate restriktaaside vahel, lõigates tekivad eri pikkusega “kleepuvad” üleulatuvad osad. “Kleepuvad” üleulatuvad osad võivad olla nii peaahelal kui “komplementaarsel” ahelal. Selliste otstega DNA ahelaid on komplementaarsuse tõttu võimalik mugavalt liita, tekib rekombinantne DNA. Restriktaasid on ensüümid, mis katkestavad hüdrolüüsi fosfordiester sidemel, tunnevad ära 6 järjestust iga restriktaas tunneb erineva. DNA kloneerimise etapid. Peremeesorganismi ja kloonimisvektori valik Vektor-DNA e...
antisense promootori jne. Transkripti tasemel võivad sisestada alternatiivse polüA saidi, miRNA sidumissaidi, tekitada alternatiivset splaissingut introni säilitamise või eksoni skippingu’ga. • Alu-de eksoniseerumine – introonsed Alu-elemendid võivad tekitada mutatsiooni, mis tekitavad funktsionaalseid splaissimise saite. Võivad konverteeruda eksonitesse. • • Genoomi evolutsiooniline dünaamika, võrdlev genoomika: • Genoomi funktsionaalse diversiteedi allikad Uute valgu domeenide ja struktuuride tekkimine Olemasolevate valgu domeenide ja valgu perekondade laienemine ja divergents Horisontaalne geeniülekanne Alternatiivne splaissing RNA editing Posttranskriptsioonilised modifikatsioonid Regulatoorsed võrgustikud • • Susumu Ohno: DNA duplikatsioon kui põhimehhanism genoomi evolutsioonis;
kaheahelalisi RNA-sid, lisatakse toidule. o Drosophila rakud võtavad RNA söötmest ise sisse. Organismi tasemel süstimine embrüodesse. o Transfektsioon või nakatamine retroviirusvektorite raamatukoguga, mis sisaldavad erinevaid shRNA-sid. Funktsionaalsete partnerite ja märklaudgeenide otsing - geneetika ja funktsionaalne genoomika. Kasulikud transgeenid. Viirusvastaseid siRNA vektoreid kandvad haigusresistentsed taimed. Putuk-kahjurite vastast RNAi vektorit kandvad transgeensed taimed. Seemneteta tomatid. Geeniteraapia, haiguste diagnostika. RNAi induktsioon in vivo imetajatel. Peamine probleem praegu: kuidas viia siRNA-d õiges koes või vähis märklaud-molekulini kõrvalmõjusid tekitamata?
KORDAMISKÜSIMUSED Talpsep 1. Millisel juhul on LCR eelistatud meetod PCR ga võrreldes LCR on suurema spetsiifilisusega kui PCR. Seda on kaval kasutada tuntud järjestuste ja punktmutatsioonide tuvastamiseks kui kasutada oleva DNA kogus on limiteeritud. 2. Milline meetod võimaldab RNA amplifitseerimist DNA juuresolekul? NASBA on RNA tuvastamiseks eriti hea meetod: RNA ahelale saab panna pöördtranskriptaasiga praimeri juurde, sünteesitakse uus ahel, RNAas lõhutakse H-ga ära ja sünteesitakse uuesti jne kuni saadakse detekteeritav kogus nukleiinhappe molekule. Tal on ka see omadus, et töötab DNA juuresolekul ei pea proovi ära puhastama, mis RNA puhul on väga keeruline. Kasutatakse ka ekspressiooniproduktide määramiseks. 3. Millised ensüümid on vajalikud TMA meetodil amplifitseerimiseks? TMA- transcription mediated amplification. RNA polümeraas ja pöördtranskriptaas ...
Seega, eeskujulik matemaatiline kirjaoskus on väravaks arenenud ühiskonda. On tervitatav, et traditsiooniliste matemaatikaõpikute kõrvale on tulnud selgelt eris- tuva lähenemisega raamat, tuues numbrite ilu- ja võlumaailma huvilistele senisest uudsema nurga all lähemale. Sulev Kõks Tartu Ülikooli arstiteaduskonna füsioloogilise genoomika professor ja füsioloogia vanemteadur Matemaatika ei ole ainult krõnksud Paljude jaoks paistab matemaatika olevat sünonüümne nende krõnksude ja imelike tähtedega, mida põhikooli ja keskkooli matemaatikatundides pähe õppima sunniti. Sellest on aga tohutult kahju, sest tegeliku matemaatikaga on sel umbes sama vähe
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
