sündmust, mis üldjuhul kõik ära parandatakse. Peamised DNA kahjustuste põhjustajd on: 1)Oksütatiivne stress. Seda põhjustavad keemiliselt aktiivsed ja ebastabiilsed hapnikuühendid Üldiselt on rakkudes süsteemid, mille ülesandeks on nende vaheühendite lagundamine ja neutraliseerimine, aga sellele vaatamata pääsevad mõned DNA-d kahjustama. 2)UV kiirgus, mis põhjustab ristsidemeid DNA ahelas kõrvutiasetsevate pürimidiinide vahel. 3)Ioniseeriv kiirgus põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Ainuüksi loodusliku radioaktiivsuse fooni tõttu saab meie keha iga päev umbes 200 miljonit korda kiiritada. 4)DNA aluste hüdrolüüs ja kõrgendatud temperatuur viivad DNA aluste eemaldamiseni või nende keemiliste omaduste muutuseni.5) Samuti võib kokkupuutumine erinevate kemikaalidega, mis modifitseerivad nukleotiide või seonduvad DNA-ga ning indutseerivad katkeid või ristsidemeid DNA ahelates. 6)Vead DNA replikatsioonis. Kõik DNA polümeraasid teevad vigu, mille nad küll
vaja vaba 3’OH otsa olemasolu, sest süntees toimub 5’-˃3’ suunas. Inimesel on 13 erinevat DNA polümeraasi. DNA polümeraasi tööd toetab nn β-alaühiku klamber (clamp). Replikatsioonil tekivad superspiraalid replikatsioonikahvli ette positiivne superspiraal replikatsioonikahvli taha negatiivne superspiraal Topoisomeraas ensüümid kõrvaldavad superspiraalid topoisomeraas I tekitab DNA üheahelalisi katkeid topoisomeraas II tekitab DNA kaheahelalisi katkeid Topoisomeraaside inhibiitoreid kasutatakse laialdaselt vähivastases kemoteraapias. Telomeerid Telomeerid asuvad kordusjärjestustena kromosoomide otstel ja lühenevad iga kord kui rakk jaguneb. Kaitsevad kromosoome lühenemise vastu. Telomeraas ja telomeeride replikatsioon Telomeraas aitab sünteesida kromosoomide otsasid, telomeere. Telomeraas on RNA-d sisaldav ensüüm. Kromosoomide otsade DNA süntees Telomeraasi valk sisaldab RNA molekuli (inimesel AAUCCC).
diaminopimeelhappest. Mutandid, kes ei sünteesi dipikoliinhapet, on kuumatundlikud. 7. Paks spoorikest koosneb peamiselt valgust (on proliini ja tsüsteiinirikas). Kestas on ka sahhariide. Kui teha mutandid, mille endospooridel ei moodustu kesta, siis on nad väga tundlikud lüsosüümile ja ka peroksiididele. 8. Korteks sisaldab hõredalt kokku õmmeldud peptidoglükaani, teihhuhappeid seal pole. Spooride säilumist võib ilmselt mõjutada kosmiline kiirgus, mis põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Kui kiirgus on mõjunud spooridele pikka ega, siis on spoori DNA nii kahjustunud (lagunenud), et spoor enam ei idane. Kui aga spoorid paiknevad kiirguse eest kaitstult (setetes jne), siis võivad nad vist väga kaua säiluda. Kas endospoore võiks pidada paljunemisvahendiks? Jah, kui rakus moodustub mitu endospoori. Endospoori teke ja idanemine. 1. DNA replikatsioon. Moodustub 2 kromosoomi, mis paiknevad raku keskosas pulkja moodustisena (aksiaalfilament). 2
stabiilsemad kui ATP) ja rohkesti fosfoglütseraati (PGA), mis on energeetiliseks varuaineks nende arvel sünteesitakse spoori idanedes ATPd. 50. Kui kaua säiluvad endospoorid idanemisvõimelised ja millest säilumine sõltub? Kas endospoore võiks pidada paljunemisvahendiks? Spooride säilumist võib ilmselt mõjutada kosmiline kiirgus, mis põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Kui kiirgus on mõjunud spooridele pikka ega, siis on spoori DNA nii kahjustunud (lagunenud), et spoor enam ei idane. Kui aga spoorid paiknevad kiirguse eest kaitstult (setetes jne), siis võivad nad vist väga kaua säiluda. Jah, kui rakus moodustub mitu endospoori. 25-40 miljoni aasta vanused spoorid 51. Endospoori teke ja idanemine. Tea vähemalt kahte sporogeenset bakteriperekonda. 1. DNA replikatsioon
orgaanilised ühendid, mille sisaldus rakkudes/ kudedes on väga madal Vitamiinid jaotatakse vesilahustuvateks ja rasvlahustuvateks Paljud vitamiinid on koensüümide lähteühenditeks (vesilahustuvad), teised osalevad ainevahetuse regulatsioonis (rasvlahustuvad) 18. Ribosoom on rakuorganell, mille ülesandeks on valkude süntees. Ribosoomid koosnevad 1/3 osas valkudest ja 2/3 rRNA-st, mis toimib toesena. Sisaldab palju kaheahelalisi spiraliseerunud lõike. Kõik ribosoomid koosnevad suurtest ja väikestest subühikutest 19. nitraadi assimileerimine kaheastmeline protsess, mille käigus nitraat taandatakse ammooniumiks. Toimub rohelistes taimedes, seentes ja bakterites. Moodustab üle 99% anorgaanilise lämmastiku omastamisest biosfääris . LOENG 24, SLAID 4!! NO3- ------ NO2 ----- NH4+ toimub aeroobses keskkonnas Orgaaniline N
mittehistoonsetest valkudest. DNA keritakse ümber histoonvalgu poolide Histoonid on oligomeersed aluselised valgud; seostuvad tugevalt DNAga Tekib nukleosoom ehk "helmekee". See on kromo-soomi formeerumise esimene etapp. Nukleosoomid pakitakse helikaalseteks kiududeks solenoidideks. Ribosoomide koostises on ~65% rRNAd ja ~35% valke rRNA toimib toena ribosoomsetele valkudele Sisaldab palju kaheahelalisi spiraliseerunud lõike (hairpin-struktuurid). Tänu kõrgele ahelasiseste järjestuste komplementaarsusele saavad tekkida aluspaarid. rRNA võib olla katalüütiliselt aktiivne. METABOLISM = KATABOLISMI JA ANABOLISMI INTEGRATSIOON Katabolism: · Degradatiivne (lagundav) · Energiat tootev (ATP, NADH, FADH2) · Rajad on konvergentsed, st koonduvad vähesteks lõppproduktideks . Anabolism:
vabanevad korteksi peptiidid ja Ca-dipikolinaat. Fosfoglütseraat konverteeritakse ATP-ks. Varuvalgud hüdrolüüsuvad, andes materjali rakuvalkude ja kesta peptidoglükaani sünteesiks. DNA süntees algab 1-2 tunni möödudes spoori idanemise algusest. Spoori lagunenud kestast väljub kasvutoruke, millest moodustub vegetatiivne rakk. Endospooride säilimine: Spooride säilumist võib ilmselt mõjutada kosmiline kiirgus, mis põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Kui kiirgus on mõjunud spooridele pikka ega, siis on spoori DNA nii kahjustunud (lagunenud), et spoor enam ei idane. Kui aga spoorid paiknevad kiirguse eest kaitstult (setetes jne), siis võivad nad vist väga kaua säiluda. Näiteid: 1. 1981. a. idandadti Clostridium aceticumi spoord, mis olid hoiule pandud 1947. a. Seega olid nad 34 aastat vanad. 2. Herbaariumi taimede külge jäävast mullast on isoleeritud idanemisvõimelisi batsillide spoore (B. subtilis, B
7. Spooris on rohkesti dipikoliinhapet, mida sünteesitakse diaminopimeelhappest. 8. Paks spoorikest koosneb peamiselt valgust, on ka sahhariide. 9. Korteks sisaldab hõredalt kokku õmmeldud peptidoglükaani, teihhuhappeid seal pole. 58. Kui kaua säiluvad endospoorid idanemisvõimelised ja millest säilumine sõltub? Võivad säiluda idanemisvõimelised väga kaua. Spooride säilumist võib mõjutada kosmiline kiirgus, mis põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Kui kiirgus on mõjunud spooridele pikka aega, siis on spoori DNA nii kahjustunud (lagunenud), et spoor enam ei idane. Kui aga spoorid paiknevad kiirguse eest kaitstult (setetes jne), siis võivad nad vist väga kaua säiluda. Endospoor säilib idanemisvõimelisena peremeesraku lüüsimiseni. Nt New Mexico kõrbest 800 m sügavuselt endise ookeani alalt välja kaevatud soolakristallidest isoleeriti idanemisvõimelised bacilluse spoorid. Need
spooride lühiajalise kuumutamisega, ultraheliga või spoorikesta mehhaanilise vigastamisega (liiva või klaasipuruga hõõrumine). Pärast kuumasokki tuleb spoorid kohe söötmele välja külvata, muidu protsess pöördub. 1. Vee sisseimamine. 2. Hüdrolüüsitakse korteksi peptidoglükaan. 3. Varuvalgud hüdrolüüsuvad, andes materjali rakuvalkude ja kesta peptidoglükaani sünteesiks. Spooride säilumist mõjutab kosmiline kiirgus, mis põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Lagunenud DNAga endospoor ei idane. Kui aga spoorid paiknevad kiirguse eest kaitstult (setetes jne), siis võivad nad väga kaua säiluda. Endospooride preparaate on soovitatud ka kasutada "dosimeetritena", et hinnata kiirgustaset (osooniaugud!) maakera eri kohtades: endospoore eksponeeritakse kiirgusele ja seejärel hinnatakse idanemisvõimet. Patogeensed sporogeensed bakterid- klostriidid Perekonda Clostridium kuulub rida patogeene. C
partneri ekspressioon. Lülitades välja geen on võimalik jälgida muutusi rakkudes. Võimalik on vaadata näit. mõju geeniekspressioonile, valkude modifikatsioonidele, mingitele kindlatele protsessidele rakus – näiteks apoptoos, transport jne. o Bakterite raamatukogu, kus erinevad kloonid toodavad erinevaid pikki 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
Kuumataluvus Madal Kõrge Kiirgustaluvus Madal Kõrge Tundlikkus lüsosüümile Suur Puudub Veesisaldus Kõrge (80-90%) Madal (10-25% südamikus) SASP valgud Puuduvad Esinevad säilumist mõjutab kosmiline kiirgus, mis põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Lagunenud DNAga endospoor ei idane. Kui aga spoorid paiknevad kiirguse eest kaitstult (setetes jne), siis võivad nad väga kaua säiluda. Endospoori teke ja idanemine - Idanemine on palju kiirem protsess, kui spoori moodustumine. Spoorid idanevad, kui tingimused on soodsad (niiskus, toitained jne.). Idanemist saab ka stimuleerida näiteks spooride lühiajalise kuumutamisega või spoorikesta mehhaanilise vigastamisega. Pärast kuumashokki
pin). Tertsiaarstruktuur moodustub sekundaarstruktuuri kokkupakkimisel ribosoomide formeerumise käigus. Aluspaarid saavad tekkida tänu kõrgele ahelasiseste järjestuste komplementaarsusele. 13. Mis on ribosoomid? Selgitage, milline on ribosoomide keemiline koostis ja struktuurne organiseeritus. Ribosoomid on rakuorganellid, mille ülesandeks on valkude süntees. Ribosoomid koosnevad valkudest ja rRNA-st. Sisaldab palju kaheahelalisi spiraliseerunud lõike. (Tänu kõrgele ahelasiseste järjestuste komplementaarsusele saavad tekkida aluspaarid.) 14. Milliseid meetodeid kasutatakse DNA primaarstruktuuri analüüsimiseks? Sekveneerimine? 15. Iseloomustage DNA-süntesaatorite töö põhimõtet. Metabolismi üldine iseloomustus 3. Energiavoog biosfääris kulgeb läbi süsiniku- ja hapnikuringe. Joonistage vastavaid seoseid kujutav lihtne skeem ja kommenteerige seda.
viimase 50 milj aasta jooksul primaatide evolutsioonis, 90% sellest on tänu uutele retrotransposoonide insertsioonidele. • • Retrotransponeerumise erinevad mõjud genoomi struktuurile, stabiilsusele, evolutsioonile (e.g. Alu-de eksoniseerumine) ja funktsioonile, geeni ekspressioonile jne. • Struktuur ja stabiilsus - võivad põhjustada mutageneesi inserteerudes kodeerivasse või regulatoorsesse piirkonda. Võivad tekitada ja parandada DNA kaheahelalisi katkeid. Põhjustada mikrosatelliitide tekkimist. Geenikonversiooni, moodustades homoloogse transponeeruva-elemendi koopia. Võivad põhjustada deletsioone insertseerudes. Tekitavad aktiivselt rekombinatsioone, mis on aluseks segmentaalsete duplikatsioonide ekspansioonile. Samuti transduktsioone. • Geeniekspressioon – võivad tekitada insertsiooniga alternatiivseid transkriptsiooni algussaite, võivad katkestada promootori, sisestada antisense promootori jne
Siin keskel auku ei ole. Võimaldab DNA-d tihedamini kokku pakkida. DNA kõrgemat järku struktuurid ja ensüümid: Topoisomeraas 1 – tekitab DNA-s üheahelalisi katkeid. Ei vaja ATP-d. DNA topoloogiliste pingete lõdvendaja st laseb vinte välja. Pärast ühendab tagasi ja laseb vintidel juurde tekkida. Seondub kaheahelalise DNA-ga. Muudab L (ahelate seotust ja täispöörete arvu). Oluline replikatsioonil. Topoisomeraas 2 – tekitab DNA-s kaheahelalisi katkeid (fosfodiestersidemed lagundatakse). Vajab ATP-d. Mõjutab supervintide arvu (T) ja tekitab supervinte juurde. Tekitab DNA kõrgemat järku struktuure ja on vajalik DNA tihedaks pakkimiseks kromatiini. Seda inhibeerivad antibiootikumid või madalmolekulaarsed ained. Osa geenide avaldumiseks vajalikud. DNA riststruktuur tekib juhul, kui sellest on linge välja keeratud. DNA topoloogia säilitamiseks oluline struktuur – 5’ ja 3’ otsad on sarnased: TCGTT ACCGA
klassi. Topoisomeraaside esimesse klassi kuuluvad valgud, mis teevad DNAsse üheahelalise katke ning võimaldavad katkestatud ahelal keerelda ümber katketa ahela. Sellega muudavad nad DNA linking number'it 1 võrra. Sellest klassist on kõige olulisem topoisomeraas Topo I (TopA), mille ekspressioon E. coli's võimendub statsionaarses faasis, siis kui bakterite kasvukiirus hakkab vähenema. Topo I vähendab DNA negatiivset superspiralisatsiooni. Topoisomeraasid klassist II teevad DNAsse kaheahelalisi katkeid ning muudavada DNA linking number'it 2 võrra ning on ATP-st sõltuvad. Klassi topoisomeraas II kuulub güraas, mis on E. coli's üks olulisemaid DNA negatiivse superspiralisatsiooni tekitajaid. Güraas tunnetab bakteri füsioloogilist seisundit ATP/ADP suhte järgi. Kui bakter on toitaineterikkas keskkonnas ning suudab toitaineid lagundada, siis ATP hulk rakus suureneb ja güraas aktiveerub. Güraas suurendab DNA negatiivset superspiralisatsiooni ning soodustab replikatsiooni
annaabi.ee 
