- suhkur ( DNA desoksüriboos) - lämmastikalus (DNA-s A,T, C, G) - fosfaatrühm Milleks DNA-d vajaon? Ülesanded: - Säilitab ja kannab edasi pärilikku informatsiooni - komplementaarsusprintsiip A-T C-G DNA replikatsioon- DNA ahela kahekordistumine A-T-C-G-G-T-T-A-G-C-C T-A-G-C-C-A-A-T-C-G-G ahelate vahele on vesiniksidemed DNA polümeraas- hakkab lõhkuma vesiniksidemeid kaksikahela vahel ja lõhub kaksikahela, kuid kohe sünteesitakse mõlemale uus ahel. RNA ( suur osa rakutuumas) Koostis: - suhkur (riboos) -Lämmastikalused (A,C,G,U) - Fosfaatjääk Milleks RNA-d vaja on? *mRNA ( informatsiooni RNA) - toob geneetilise info ribosoomidesse NB! Ribosoomides sünteesitakse valke!!!!!! *tRNA ( transpordi RNA) - aminohapete transport tsütoplasmast ribosoomidesse. - osaleb valgu sünteesis - geneetilise info desifreerimine *rRNA ( ribosoomi RNA)
Geenitehnoloogia - molekulaargeneetika rakendusharu, DNA-fragmentide (geenide) siirdamine rakkude ja organismide geneetilise informatsiooni muutmiseks või nende käsutamine pärilike haiguste diagnoosimisel ja indiviidide geneetilisel tuvastamisel. Restriktaas -bakteritel esinev endonukleaaside hulka kuuluv ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidijärjestuse kohalt, tekitades üheahelalised ,,kleepuvad" otsad; bakteritest on leitud palju restriktaase, millest igaüks tunneb ära oma spetsiifilise DNA-järjestuse. Ligaas -ensüüm, mis ühendab kovalentse sidemega DNA-fragmentide ahelate otsad Kimäär - biol. erineva genotüübiga ja eri organismidest pärit rakkudest koosnev organism. Geeninokaut - geenitehnoloogiliselt rikutud (,,nokauti löödud") geeniseisund Transg. Org. Mikroorganismid, bakterid
Edukaks transkriptsiooniks on vaja mõndasid TF´eid. Suurim TFIID sisaldades omakorda TBP (tata binding protein) mille kaudu kogu kompleks istub DNA transkriptsiooni initsiatsiooni saidile kasutadeski selleks TATAboxi. Seejärel lisanduvad teised TF, eeskätt TFIIB luues võimaluse POLII seondumiseks, mis omakorda aktiveeritakse TFIIF poolt- moodustub preinitsiatsiooni kompleks. Sellele seondub TFIIE luues võimaluse TFIIH seondumiseks.. TFIIH põimib kaksikahela lahti ja annab polümeraasile võimaluse mööda matriitsahelat liikuma hakata. Kui 5-10 bp kodeeritud hakkab TFIIH sünteesima Poly saba. TFIIH ise DNAle ei istu enne peavad olema sinna lisandunud teised valgud. Transformatsioon - geneetilise informatsiooni ülekandumine ühest bakterirakust teise rakust isoleeritud DNA abil. DNA helikaasid. DNA helikaasid on ensüümid, mis katalüüsivad DNA ahela lahtikeerdumist. DNA helikaasid vajavad lisaenergiat ATP näol
·Polümeraas I ja III replikatsioon 5' 3' ·Polümeraas II roll ei ole päris selge ·3' 5' eksonukleaas = võime nukleotiide eemaldada 3' otsast ·Oluline korrektuuri lugemises ( proofreading) ·Ilma selleta vigade määr (mutatsioonid) 1 x 106 ·Koos korrektuuriga 1 x 109 (1000kordne efekt) ·5' 3' eksonukleaasne aktiivsus replikatsiooni repareerimises Replikatsiooni algus (prokarüoodil): Algab kaksikahela denaturatsioonist, nii saab alguse lämmastikalauste ekspositsioon Replikatsioon kahes suunas ~245 bp E. coli Initsiatsioon: Üheahelalisi DNA lõike nimetatakse matriitsideks Güraas on ensüüm (topoisomeraas), mis vabastab superspiralisatsiooni Initseeriv valk ja DNA helikaas seonduvad DNAga replikatsiooni kahvlis ja toimub lahtikeerdumine. Energia tuleb ATPst
Oluline kriminalistikas ja haiguste ennetamisel!!! Sageli pole kuriteopaigal sõrmejälgi, küll aga verd, juuksekarvu, spermat, ka neis leiduvate valkude või DNA analüüsimisel on võimalik isikuid tuvastada. Genoom on kõigil inimestel 99 % sarnane, erineb ainult 1 % võrra - selle põhjal saame tuvastada isikuid!! Geneetika ajaloost Gregor Mendel sõnastas esimesed pärandumise seaduspärasused Thomas Hunt Morgan võttis kasutusele mõiste GEEN Francis Crick ja James Watson - DNA kaksikahela struktuuri kirjeldamine - Nobeli preemia 1953 https://www.npg.org.uk/collections/search/portrait/mw13740/James-Dewey-Watson-Francis-Harry-Compton-Cri Kus geneetiline info säilib? Rakutuumas paiknevad kromosoomid, Need koosnevad ainest, mis sisaldab ja säilitab pärilikku Informatsiooni - DNA DNA kandub edasi vanematelt järglastele Igas inimese rakus on u 3 meetrit DNA ahelat DNA - desoksüribonukleiinhape Rakutuumas olev aine, mis sisaldab ja säilitab pärilikku informatsiooni
haiguste diagnoosimisel ja indiviidide geneetilisel tuvastamisel. Geenitehnoloogia seisneb DNA valitud lõikude eraldamises, töötlemises in vitro ja siirdamises sama või muu liigi isendi geneetilisse struktuuri kromosoomi, plasmiidi või viirusesse. Rekombinantne DNA DNA molekul, milles on ühendatud eri liikidelt pärit DNA- fragmendid. Restriktaas bakteritel esinev endonukleaaside hulka kuuluv ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidijärjestuse kohalt. Ligaas ensüüm, mis ühendab kovalentse sidemega DNA-fragmentide ahelate otsad. Geenides on intronid ja eksonid : · Intron lõigatakse · Ekson liidetakse Bakterid toodavad inimese valke alates 1978. aastast : · Esimene oli insuliin · Inimese kasvuhormoon · Erütropoietiin aneemia raviks · Interferoon, mis reguleerib immuunsüsteemi · Verehüübimisfaktorid · Difeeria ja teetanuse vaktsiin
Replikatsiooni käigus lisatakse üks nukleotiid korraga. Uue nukleotiidi suhkrujäägi 5’ otsa liidetakse eelmise nukleotiidi 3’ otsaga fosfaatjäägi kaudu. DNA replikatsioon on poolkonservatiivne Poolkonservatiivne- tähendab, et replikatsiooni käigus sünteesitakse (kopeeritakse) mõlema vanemahela pealt uus komplementaarne tütarahel. DNA replikatsiooniks on vaja DNA ahelad teineteisest lahutada: Kaheahelalise DNA lahtikeerdumine ja replikatsioon toimuvad samaaegselt. Kaksikahela lahtikeerdumisel tekib torsionaalne pingestumine. Lahtikeerdumise eest vastutavad helikaas valgud. Torsioonjõudude leevendamiseks on vaja DNA ahelal katkete tekitamine- seda teevad topoisomeraas valgud. DNA replikatsiooni alguspunkt ja replikon Kaheahelise DNA lahti harutamine toimub replikatsiooni alguspunktist (origin). Tekib replikatsioonisilm, mille mõlemasse otsa moodustub Y-kujuline struktuur, mida nimetatakse replikatsioonikahvliks
parandamine või taastamine vastavalt diferentseerunud rakumasside siirdamisega 46. rekombinantne DNA - DNA molekul, mis koosneb tehnogeneetiliste meetoditega ühendatud 47. reproduktiivne kloonimine - inimese kloonimisvõimaluste käsitlemisel kasutatav mõiste, mis tähendab tuumkloonimist uute isendite saamise eesmärgil 48. restriktaas - bakteritel esinev endonukleaaside hulka kuuluv ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidijärjestuse kohalt, tekitades üheahelalised ,,kleepuvad" otsad; bakteritest on leitud palju restriktaase, millest igaüks tunneb ära oma spetsiifilise DNA-järjestuse. 49. retroviirus - RNA-viirus, mis sisaldab pöördtranskriptaasi ja kopeerib selle abil oma genoomi DNA-sse ning võib sel viisil integreeruda peremeesraku genoomi. 50. roheline revolutsioon arengumaade toetamiseks loodi lühikõrrelised teraviljad ning
49. Pöördtranskriptaas (revertaas) RNAst sõltuv DNA polümeraas; ensüüm, mis sünteesib üheahelalise RNA järgi kaheahelalise DNA-koopia. On omane retroviirustele. 50. Rekombinantne DNA DNA molekul, mis koosneb tehnogeneetiliste meetoditega ühendatud eri liikidelt pärit geenidest ning muudest järjestuslõikudest. 51. Restriktaas (restriktsiooniensüüm) bakteritel esinev endonukleaaside hulka kuuluv ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidijärjestuse kohalt, tekitades üheahelalised ,,kleepuvad" otsad; bakteritest on leitud palju restriktaase, millest igaüks tunneb ära oma spetsiifilise DNA-järjestuse. 52. Retroviirus RNA-viirus, mis sisaldab põõrdtranskriptaasi ja kopeerib selle abil oma genoomi DNA-sse ning võib sel viisil integreeruda peremeesraku genoomi. 53. Transgeenne organism (siirdgeenne, geneetiliselt muundatud, GM) organism või
parandamine vastavalt diferentseerunud rakumasside siirdamisega. Tüvirakud hulkrakse looma jagunemisvõimeline rakk, mille tütarrakud võivad diferentseeruda eri tüüpi koerakkudeks. Geenitehnoloogia molekulaargeneetika haru, rakkude ja organismide geneetilise informatsiooni muutmine DNA-fragmentide siirdamisega või nende kasutamine pärilike haiguste diagnoosimisel ja indiviidide geneetilisel tuvastamisel. Restriktaas ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidjärjestuse kohalt, tekitades üheahelalised kleepuvad otsad. Ligaas ensüüm, mis ühendab kovalentse sidemega DNA-fragmentide ahelate otsad. GMO elusolendid, sh. taimed, ja ka nendest saadud tooted, kelle geenidele on biotehnoloogiliste meetodite abil kunstlikult lisatud teiste elusolendite geene või kelle pärilikkuse ainet on muul viisil nüüdisaegse geenitehnoloogia abil muudetud.
murdub katki üks sahhariidi-fosfaadi külgahelatest DNA molekulis. Geenimutatsioon võib tekkida juba ühe lämmastikaluse teisenemisest . Punktmutatsioonid tekivad madala LETiga kiirguste toimel. Kahjustust parandavad ensüümid võivad likvideerida tekkinud vea. Edasine kahjustatud DNA molekuli ekspositsioon kiirgusele võib viia uute sahhariidi- fosfaadiahela(te) kahjustuste tekkele. Ka neid kahjustusi saab parandada, kuid kaksikahela katkestused pole enam nii kergelt parandatavad. b. b. Kaksikahela katkestus – DNA–molekuli ionisatsioon, mis on põhjustatud ühe või mitme keemilise sideme katkemisest, seega tekib üks või mitu katkestust ühel või mõlemal sahhariidi-fosfaadi ahelal DNA molekulis. Kui kaksikahela katkestust mingil põhjusel ei parandata, siis võib DNA ahel katkestuse kohast eralduda kaheks osaks, mis võib olla ohtlik raku ellujäämise
Tsütoskelett koosneb valgulistest fiibritest, mis ühendavad omavahel rakumembraani, tuumamembraane, tsütoplasmavõrgstiku ja enamikku raguorganelle. Tugi ja liikumissüsteem. 16. Rakutuuma osised. ...?! 17. Kromosoomide struktuur. Eukarüoodi DNA on jaotunud mitmeks individuaalseks elemendiks e. kromosoomiks seda tõenäoliselt selleks, et genoom oleks rakus lihtsamini ja efektiivsemalt manipuleeritav. Kromosoomis on DNA püsivalt seotud valkudega, mis pakivad DNA kaksikahela ning loovad rakupõlvkondades säilivaid struktuurseid seisundeid, kus geenid on kas püsivalt inaktiveeritud, püsivalt ekspresseeruvad või saavad alluda jooksvale regulatsioonile. Kromosoomide spetsialiseerunud piirkonnad nagu näiteks tsentromeer, telomeerid, satelliidid või kromomeerid on naaberaladest visuaalselt eristatavad ja täidavad erinevaid funktsioone. Taolise lineaarse diferentseerituse taga on unikaalse ja kordusDNA alade paiknemine
Milline neist mudelitest leidis eksperimentaalselt kinnitust? Konservatiivne: moodustunud kahest DNA-st üks kannab vanu ahelaid ja teine uusi ahelaid. Semikonservatiivne: moodustunud kahes DNA-s üks ahel on uus ja teine vana (leidis ka hiljem kinnitust, et see on õige). Dispersiivne: Mõlema DNA tütarahelad koosnevad uutest ja vanadest DNA segmentidest. 50. DNA replikatsiooni initsiatsiooni mehhanism. DNA helikaas katalüüsib kaksikahela eraldumist, nii et tekib üksikahel. Replikatsioon saab toimuma hakata kindlatest piirkondadest – ori-regioonid. Seejärel on vaja sünteesida praimer, mida teeb kas primaas või RNA polümeraas. Praimerit on vaja, sest DNA polümeraas saab sünteesida ainult olemasolevat ahelat - praimer on selleks algeks. Praimeri külge kinnitub DNA polümeraas. 51. Erinevate DNA polümeraaside funktsioonid bakterites. Mis mehhanismidega on tagatud DNA replikatsiooni täpsus
renatureeruvad. Replikatsioon algab ühe genoomi paljudest kohtades- replikatsiooni origin-punktid, kujuneb replikatsioonimull. Replikatsioon toimub mõlemas suunas seni kui eri replikonidest alanud süntees saab kokku Bakterite rõngaskromosoomis on kindel koht, kust replikatsioon algab (origin). Replikatsioon algab korraga mõlemas suunas ning kestab kuni valmib terve uus kromosoom Initatsioonvalgud- tunnevad origin-punkti Topoisomeraas-avab konformatsiooni Helikaas- lahutab kaksikahela (lõhub H sidemed) ja mood. Replikatsioonikahvli Single Strand Binding Protein (SSB valgud)- kaitsevad avatud ahelat Primaasid- algatavad sünteesi DNA polümeraas III- vastavalt komplementaarusele sünteesib matriitsahelat 5´3´ RNA polümeraas- sünteesib mahajäävale ahelale praimeri. Praimerit pikedab DNA polümeraas III- tekivad Okazaki fragmendid. DNA polümeraas I- lagundab RNA praimeri ja asendab DNA-ga DNA- polümeraas- viib läbi replikatsiooni Ligaas- ühendab Okazaki fragmendid
10. 11. 2. Ribosoom kui mitte mittemembrannoosne organell koosneb kahest ala-ühikust. Ribosoomide moodustumine toimub tuumakeses, kus ribosomaalse RNA abil DNA maatriksi põhjal toodetakse informatsiooni RNA? Ribosoomid väljuvad tuumakesest, läbi tuumammebraani pooride tsütoplasmasse. Paiknevad kas vabalt või asuvad karedal karedal enoplasmaatilisel retiikulumil. 12. 13. Toimub see siis kõigepealt DNA kaksikahela lahknemisel. Selle ahela põhjal informatsiooni RNA tootmisel ja selle informatisooni RNA põhjal siis vastava aminohapete järjestusega proteiini tootmisel. 14. 3. Entoplasmaatiline retiikulum membranoosne organell, koosneb siis mebraanidest moodustunud torukestestm vakuoolidest ja tsisternidest. Eristatakse tal kahte alavormi, üks kare(kranulaane, teine sile. 15. Kare ehk granulaarne, ehk (rER), kus sünteesitakse
Tsütoskelett koosneb valgulistest fiibritest, mis ühendavad omavahel rakumembraani, tuumamembraane, tsütoplasmavõrgstiku ja enamikku raguorganelle. 16. Rakutuuma osised. ...?! 17. Kromosoomide struktuur. Eukarüoodi DNA on jaotunud mitmeks individuaalseks elemendiks e. kromosoomiks - seda tõenäoliselt selleks, et genoom oleks rakus lihtsamini ja efektiivsemalt manipuleeritav. Kromosoomis on DNA püsivalt seotud valkudega, mis pakivad DNA kaksikahela ning loovad rakupõlvkondades säilivaid struktuurseid seisundeid, kus geenid on kas püsivalt inaktiveeritud, püsivalt ekspresseeruvad või saavad alluda jooksvale regulatsioonile. Kromosoomide spetsialiseerunud piirkonnad nagu näiteks tsentromeer, telomeerid, satelliidid või kromomeerid on naaberaladest visuaalselt eristatavad ja täidavad erinevaid funktsioone. Taolise lineaarse diferentseerituse taga on unikaalse ja kordus-DNA
ahela külge. Seda tehakse kuumutamisega, millele järgnevalt tuvastatakse vaatlusega uuritava sondi ehk märgistatud ahela asukoht. Seda meetodit saab kasutada selleks, et lokaliseerida DNA järjestusi kromosoomides, tuvastada RNA-d või viiruslikku DNA-d Kahe erineva päritoluga komplementaarse nukleiinhappe üksikahela kokkusegamisel toimub nendevaheline hübridisatsioon, mille käigus nende nukleiinhapete ahelad paarduvad moodustades hübriidse kaksikahela. Hübridisatsioonitehnika on meetod uuritava nukleiinhappe molekuli eristamiseks heterogeenses nukleiinhappe molekulide populatsioonis proovi ja sihtmärgi (target’i) komplementaarsuse alusel. Proov (teadaolev järjestus) koosneb tüüpiliselt identifitseeritud nukleiinhappe molekulide homogeensest populatsioonist (kloonitud DNA või keemiliselt sünteesitud oligonukleotiidid) ja sihtmärgi (otsitavad järjestused) moodustab nukleiinhapete segust koosnev heterogeenne populatsioon
parandab lõikekoha ehk siis katalüüsib DNA heeliksi pöörduvaid katkemisi. Eukarüootide kromosoomides on DNA umbes 1200-kordselt kokku pakitud. Kromatiini pakkimise ühikuks on nukleosoom. Nukleosoom koosneb umbes 200 bp pikast DNA lõigust ja histoonsest oktameerist. Viimase moodustavad histoonid H2A, H2B, H3 ja H4, kusjuures igaühte on genoomis 2 molekuli. Umbes 140 bp DNA-st keerdub kaks korda ümber histoonse südamiku, ülejäänud DNA on linker-alas. 2 nm diameetriga DNA kaksikahela keerdumisel ümber histoonse oktameeri moodustub 10 nm kromatiinniit. Kromatiinniit moodustab H1 histooni osalusel 30 nm kromatiinkiu. Järgnevalt, nukleosoomne kiud moodustab spiraalse konformatsiooni- solenoidi. On ka mudeleid, mille kohaselt on solenoidi asemel hoopiski dinukleosoomne spiraalne lint. 1989. aasta Pienta mudeli järgi organiseeruvad solenoidid lingudeks. Ling on tõenäolisemalt DNA kõrgemat järku struktuuri põhiühik,
ühe geeni transkript, determineerides rohkem kui ühe polüpeptiidi sünteesi Bakterite mRNA puhul pole vajalik processing – mittekodeeritavate RNA lõikude eemaldamine 7. Mille poolest erineb bakteriaalne translatsioon eukarüoodi translatsioonist? !!!! 1. Etapp: REPLIKATSIOON – on uue DNA molekuli süntees in vivo. Kompleks, mis koosneb enam kui 30st ensüümist sh: DNA helikaas – lahutab kaksikahela ja moodustab replikatsioonikahvli (osa DNA-st on üheahelaline, osa kaksikahel) Primaas on RNA polümeraas, mis algatab DNA sünteesi, sünteesides RNA praimeri Replikatsiooni viivad läbi DNA polümeraasid Okazaki fragmendid ühendab ligaas Valgud, mis tekitavad kaksikheeliksi Replikatsioon on semikonservatiivne – mõlemad ahelad on maatriksis, kummalegi vanale ahelale sünteesitakse vastavalt komplementaarsus-printsiibile uus ahel kõrvale
fosfodiesterside. Ahela lihtsustatud (skemaatiline) esitusviis. Miks on DNA hape? Nukleotiidid on ühendatud 3'5'-fosfodiestersidemetega. Nukleotiidide järjestust loetakse alati 5'-> 3' suunas. See vastab valgu puhul suunale N -> C DNA Skemaatiline ehitus: 5. DNA sekundaarstruktuuri vormid. Lineaarse biheeliksi B-vormi parameetrid. Teised võimalikud vormid (A, Z). DNA denaturatsioon - mõiste, denatureerivad faktorid, sulamiskõverad. DNA renaturatsioon. DNA kaksikahela denaturatsioon ehk sulamine kui DNAd kuumutada üle 80C siis UV neelduvus tõuseb, sest H-sidemed katkevad. Kui temp alandada siis absorptsioon nõrgeneb ahelate struktuur taastub. 1) Kaks heeliksikujulist ahelat on keerdunud ümber ühise telje, tekib paremakäeline heeliks; suund ehk polaarsus on vastassuunaline. 2) Suhkur-fosfaat selgroog heeliksi välispinnal, N-alused heeliksi sees 3) N-alused heeliksi teljega risti, aluste vahe ca 3,4A
Kirjelda eksonukleolüütilist korrektuuri (proofreading) DNA polümeraas kontrollib, kas õige nukleotiidiga on tegemist kohe selle lisamisel. Vale nukleotiidi korral on tugeva sideme tekke tõenäosus väiksem. Eksonukleolüütiline korrektuur – DNA polümeraasi kompleksi üks ensüümidest käitub kui eksonukleaas, mis eemaldab vale nukleotiidi. 23. DNA replikatsiooni võrdlus prokarüootides ja eukarüootides Sarnasused: Etapid on üldiselt samad Mõlemal helikaas kaksikahela lahti keerutamiseks Mõlemal on polümeraasid uute ahelate valmistamiseks Erinevused Keskmises eukarüoodi rakus on 25x rohkem DNAd kui prokarüoodi rakus Eukarüootidel mitu alguspunkti, Prokarüootidel ainult üks alguspunkt Replikatsiooni kulgemine: eukarüootidel replikatsioonikahvlid, prokarüootidel korraga kahesuunaliselt, sest neil on rõngas-DNA molekul Prokarüootides on protsess oluliselt kiirem
nukleotiidi kohta. Kui kõik reagentid on segatud kokku (vortexiga) ja seinte peal olevad tilgad on fuugitud, on vaja epsi panna PCRi masinasse, kus toimuvad järgmised etapid: 1. Esimene aste PRCis on polümerasi aktiveerimine(15min), mis toimub 955С juures. 2. DNA kaksikahela denatureerimine (10 sek) 955С juures 3. Pärast masin jahtub 56 С 5 – ni (sõltub praimeri pikkusest ning CG nukleotiitide sisaldusest) , et praimerid hübridiseeruksid DNAle
on vaja vaba 3' OH otsaga praimerit juhtival vaja ainult alguspunktis. Mahajäävalt: kuna DNA ahelad on antiparalleelsed, siis teise ahela puhul, mis pikeneb 3'-5' suunas, toimub tegelikult ka 5'-3' suunaline süntees. Kuid katkendlikult, lühikeste fragmentidena, mida nim Okazaki fragmentideks. Okazaki fragmentide initsiatsiooniks on vaja praimosoomi. Liigub mööda DNA molekuli, kasutades ATP-d. Helikaas keerab kaksikahela lahti, promaas sünteesib praimereid. RNA praimeritelt jätkab sünteesi DNA polümeraas III. Topoisomeerid teevad ahelatesse ajutisi katkeid, et soodustada DNA-ahelate lahtikeerdumist. Mahajääv ahel on DNA replikatsioonikompleksis linguna kaasas. 53. Võrrelge bakteri ja eukarüoodi kromosoomide replikatsiooni. Eukarüoodil: DNA süntees toimub ainult rakutsükli ühel etapil (S faasis) ja algab paljudest kohtades korraga.
puhul.Mahajääv ahel pikeneb 3'->5' suunas ,toimub tegelikult 5'->3' süntees aga katkendlikult,lühikeste fragmentidena, mida nim. Okazaki fragmentideks. Sünteesi alustamiseks on vajalik 3'OH praimer(juhtiva ahela süntees vajab praeimerit ainult replikatsiooni alguspunktis.Okazaki fragmentide initsiatsiooniks on vaja valkkompleksi praimosoom.Praimosoom koosneb DNA helikaasist ja primaasist.DNA helikaas keerab lahti DNA kaksikahela ja primaas sünteesib praimeri.Topoisomeerid teevad ahelatesse ajutisi katkeid et soodustada DNAahelate lahtikeerdumist.Replisoom on replikatsiooni aparaat, mis koosneb DNA polümeraas III holoensüümist, mille üks apoensüüm sünteesib juhtivat ahelat ja teine mahajäävat ahelat ning praimosoomi. 53)Võrrelge bakteri ja eukarüoodi kromosoomide replikatsiooni.??? Mõleamal juhul toimub replikatsioon semikonservatiivse mudeli alusel.Euk. rakul toimub DNA
elongatsiooni vältel. Kiirus 800 dNTP/sekundis. Madal vale paardumiste määr. Sünteesi suund alati 5' 3' suunas. Eksonukleaasne funktsioon replikatsioojijärgselt toimub korrektuur (vigade parandamine). Seda nim DNA reparatsiooniks. Kõikidest võtab osa ühel või teisel moel mingisugune eksonukleoaas. See tagab geneetilise info stabiilsuse. Ta ei ole muidugi 100% tõhus, mõned vead lähevad ka läbi. Replikatsiooni algus (prokarüoodil): Algab kaksikahela denaturatsioonist, nii saab alguse lämmastikalauste ekspositsioon. Replikatsioon kahes suunas. Initsiatsioon: Üheahelalisi DNA lõike nimetatakse matriitsideks. Güraas on ensüüm (topoisomeraas), mis vabastab superspiralisatsiooni. Initseeriv valk ja DNA helikaas seonduvad DNAga replikatsiooni kahvlis ja toimub lahtikeerdumine. Energia tuleb ATPst. ATP hüdrolüüs põhjustab konformatsioonilisi muutusi helikaasis. DNA primaas seob järgnevalt helikaasi, nii et moodustub primosoom
Juhtiva ahela süntees vajab praimerit ainult replikatsiooni alguspunktis. Mahajäävalt ahelalt – ahel pikeneb 3’-5’ suunas, aga süntees toimub 5’-3’ suunas, kuid katkendlikult, lühikeste Okazaki fragmentidena. Okazaki fragmendid on replikatsiooni vaheproduktiks. Nende initsiatsiooniks on vaja valkkompleksi praimosoomi (koosneb DNA helikaasist ja primaasist). Praimosoom liigub mööda DNA molekuli, kasutades ATP energiat. Helikaas keerab lahti DNA kaksikahela ja DNA primaas sünteesib praimeri. RNA praimeritelt jätkab sünteesi DNA polümeraas III. 53. Võrrelge bakteri ja eukarüoodi kromosoomide replikatsiooni. Mõlemal juhul toimub replikatsioon semikonservatiivse mudeli alusel. Eukarüootses rakus toimub DNA süntees ainult ühel rakutsükli etapil, prokarüoodis aga pidevalt, kuna bakterid poolduvad kiiremini. Eukarüootide DNA on suurem kui bakteritel ja
- 3’OH tuleb RNA praimerist, mille sünteesib DNA primaas - Juhtahel sünteesitakse pidevana, mahajääv ahel Okazaki fragmentidena RNaseH lagundab RNA, tühimikud täidab DNA polümeraas ja eri fragmendid ühendab fosfodiestersidemega DNA ligaas - Lisaks osalevad ensüümid, mis ületavad DNA replikatsiooni käigus tekkivaid ruumilisi takistusi DNA helikaas sulatab kaksikahela lahti Üksikahelalist DNAd stabiliseerivad valgud Topoisomeraasid teevad DNA ahelatesse ajutisi auke (nick) ja katkeid (break) - Päristuumsetel rakkudel toimub see enne mitoosi ja meioosi. Matriitssüntees- st, et DNA , RNA ja valgud sünteesitakse olemasolevate molekulide (DNA või RNA) ahelate alusel, mis määravad sünteesitavate molekulide monomeeride järjestuse. Sel teel tagatakse geeneetilise info ülekanne.
- 3'OH tuleb RNA praimerist, mille sünteesib DNA primaas - Juhtahel sünteesitakse pidevana, mahajääv ahel Okazaki fragmentidena RNaseH lagundab RNA, tühimikud täidab DNA polümeraas ja eri fragmendid ühendab fosfodiestersidemega DNA ligaas - Lisaks osalevad ensüümid, mis ületavad DNA replikatsiooni käigus tekkivaid ruumilisi takistusi DNA helikaas sulatab kaksikahela lahti Üksikahelalist DNAd stabiliseerivad valgud Topoisomeraasid teevad DNA ahelatesse ajutisi auke (nick) ja katkeid (break) - Päristuumsetel rakkudel toimub see enne mitoosi ja meioosi. Matriitssüntees- st, et DNA , RNA ja valgud sünteesitakse olemasolevate molekulide (DNA või RNA) ahelate alusel, mis määravad sünteesitavate molekulide monomeeride järjestuse. Sel teel tagatakse geeneetilise info ülekanne. 25
polünukleotiidahelal oleks vaba 3-OH ots, kuhu DNA-polümeraas saaks liita nukleotiide. 15. Milline ülesanne on replikatsioonis helikaasidel ja topoisomeraasidel Helikaasid - ensüümid, mis vastutavad DNA kaksikheeliksis vesiniksidemete lõhkumise eest aluspaaride vahel Topoisomeerid - ensüümid, mis leevendavad torsiooni jõude sinna katkeid tehes (et nö pinge välja lasta). Kõrvaldab superspiraale ja soodustab DNA kaksikahela lahtikeerdumist. 16. Mis on replikon? Replikon on replitseerunud DNA-segment, mis on lähtunud ühest alguspunktist (koht, mis on läbi teinud replikatsiooni ehk koht, kust algab kaksikahelalise DNA lahtiharutamine). Hiljem liidetakse kõik replikonid tagasi kokku. Replikatsiooni ajal on inimese kromosoomides kuni 10 000 replikoni. 17. Kirjelda replikatsioonikahvli liikumist Struktuur, mis moodustub sünteesilookuse juures, kus kaheahelaline DNA läheb üle
desoksüribonukleiinhape. RNA puhul on suhkruks riboos, mistõttu RNA-d nimetatakse ribonukleiinhappeks. RNA molekul on tavaliselt üksikahelaline polümeer, DNA esineb tavaliselt aga kaksikahelalisena. DNA-s on 4 erinevat lämmastikalust: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T) ja tsütosiin (C). RNA sisaldab tümiini asemel uratsiili (U). A ja G on 2-tsüklilised lämmastikalused - puriinid. T, C ja U puhul on tegemist pürimidiinidega, kus lämmastikuaatomid moodustavad ühe tsükli. 3. DNA kaksikahela ehitus. 1953. a. kirjeldasid James Watson ja Francis Crick DNA ruumilise struktuuri. Mudeli loomisel lähtusid nad järgmisest informatsioonist: 1) Erwin Chargaff kolleegidega analüüsis DNA koostist. Segus, et tümiini kontsentratsioon vastas alati adeniini kontsentratsioonile ja tsütosiini kogus guaniini hulgale. Samuti näitasid nad, et pürimidiinide summaarne kontsentratsioon DNA molekulis vastas kõigil juhtudel puriinide summaarsele kontsentratsioonile.
oma telje sama arv pöördeid kui temas on vinte. Kuna DNA ahelad on omavahel seotud nõrkade - kuigi arvukate - vesiniksidemetega lämmastikaluste vahel, on DNA ahelad omavahel lahutatavad. Temperatuuri tõstmisega on võimalik vesiniksidemed lõhkuda ja DNA ahelad dissotseerida. See protsess on pöörduv. Tuleb aga silmas pidada, et DNA ahelate paardumisel tekivad paljud struktuurid, kus ahelad on osaliselt iseendaga paardunud, mis takistab kaksikahela teket. Samuti võivad tekkida struktuurid, kus eri ahelad on küll omavahel paardunud, aga juhusliku komplementaarsuse alusel. Korrektse kaksikahela tekkeks peavad kõik "valed" struktuurid lahti sulama ja see protsess võtab aega kuni realiseerub korrektne kaksikahel, mis on kõige stabiilsem struktuur. Selleks, et saada terves ulatuses paardunud DNA kaksikheeliks, on vaja ahelate paardumine pika aja jooksul temperatuuril, kus ahelad on osaliselt paardunud ja "valed" struktuurid ei püsi
Histoonid on suhteliselt väikesed valgud suure hulga positiivselt laetud aminohapetega (Lys, Arg). Histoone on 5 tüüpi, mis jagunevad kahte rühma: nukleosoomsed histoonid (H2A, H2B, H3, H4) ja histoon H1. Inimese haploidne genoom sisaldab ca 3 miljr. nukleotiidi paari, mis on jagatud 24-ks kromosoomiks (22 erinevat autosoomi ja 2 erinevat sugukromosoomi). Histoonid ja DNA nukleosoomne struktuur. DNA pakkimine kõrgema järgu struktuuridesse. Kõikides eukarüootides on DNA kaksikahela esimeseks kõrgemaks organiseerituse astmeks nn. nukleosoomne struktuur. Nukleosoomi südamiku moodustavad nukleosoomsed histoonid, mida on igat molekuli 2 eksemplari, seega on nukleosoomi südamikus kokku 8 histooni molekuli. Übmer nukleosoomi südamiku on keerdunud 166bp pikkune DNA lõik. Kahe nukleosoomi vahele jäävat DNA lõiku nim. linker-DNA-ks, sinna seondub histoon H1, mis vastutab DNA pakkimise eest järgmisse kõrgema järgu struktuuri (30 nm kiud).
Histoonid on suhteliselt väikesed valgud suure hulga positiivselt laetud aminohapetega (Lys, Arg). Histoone on 5 tüüpi, mis jagunevad kahte rühma: nukleosoomsed histoonid (H2A, H2B, H3, H4) ja histoon H1. Inimese haploidne genoom sisaldab ca 3 miljr. nukleotiidi paari, mis on jagatud 24-ks kromosoomiks (22 erinevat autosoomi ja 2 erinevat sugukromosoomi). Histoonid ja DNA nukleosoomne struktuur. DNA pakkimine kõrgema järgu struktuuridesse. Kõikides eukarüootides on DNA kaksikahela esimeseks kõrgemaks organiseerituse astmeks nn. nukleosoomne struktuur. Nukleosoomi südamiku moodustavad nukleosoomsed histoonid, mida on igat molekuli 2 eksemplari, seega on nukleosoomi südamikus kokku 8 histooni molekuli. Übmer nukleosoomi südamiku on keerdunud 166bp pikkune DNA lõik. Kahe nukleosoomi vahele jäävat DNA lõiku nim. linker-DNA-ks, sinna seondub histoon H1, mis vastutab DNA pakkimise eest järgmisse kõrgema järgu struktuuri (30 nm kiud)
seostumine. Ahelate lahutamiseks on vajalik, et kaksikheeliks teeks ümber oma telje sama arv pöördeid kui temas on vinte. DNA ahelad on omavahel seotud nõrkade – arvukate – vesiniksidemetega lämmastikaluste vahel – seetõttu on DNA ahelad lahutatavad (nt temperatuuri tõstmine). See on pöörduv. DNA ahelate paardumisel tekivad paljud struktuurid, kus ahelad on osaliselt iseendaga paardunud (takistab kaksikahela teket). Võivad tekkida struktuurid, kus eri ahelad on paardunud, aga juhusliku komplementaarsuse alusel. Korrektse struktuuri tekkeks peavad kõik valed struktuurid lahti sulama ja tekib korrektne kaksikahel. Et saada terves ulatuses paardunud DNA kaksikheeliks, on vaja ahelate paardumine pika aja jooksul temperatuuril, kus ahelad on osaliselt paardunud ja valed struktuurid ei püsi. DNA sulamine – ahelate lahutamine temperatuuri toimel. Tm – temperatuur, mille
rakkude geneetika (rakkude hübridiseerimine, geenide kaardistamine kasutades kromosomaalseid ümberkorraldusi); inimese genoomi analüüs. 10. DNA ja kromosoomide molekulaarne struktuur. Nukleiinhape kui geneetilise info kandja: bakterite transformatsioon, faagide nukleiinhape kui pärilikkuse kandja, RNA viirused. DNA ja RNA koostis: nukleosiidid, nukleotiidid; lämmastikalused; Chargaffi ekvivalentsuse seadus. DNA kaksikahela ehitus: komplementaarsusprintsiip; ahelate antiparallelsus; DNA kaksikheeliksi alternatiivsed vormid. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid; DNA denaturatsioon ja renaturatsioon; heterodupleksid. Kromosoomide struktuur: viiruste genoomid; bakterikromosoom; eukarüootsete kromosoomide struktuur ja koostis: histoonid; nukleosoomid. Üks kromosoom üks DNA molekul. Eukarüootse kromosoomi pakkimine. Metafaasikromosoom
ahelaks (lagging strand). DNA sünteesi alustamiseks on vaja vaba 3'-OH otsaga praimerit. Juhtiva ahela süntees vajab praimerit ainult replikatsiooni alguspunktis Okazaki fragmentide puhul on iga fragmendi sünteesiks vaja uut praimerit. Okazaki fragmentide sünteesi initsiatsiooniks on vaja valkkompleksi, mida nimetatakse praimosoomiks. Praimosoom koosneb DNA helikaasist ja primaasist. Praimosoom liigub mööda DNA molekuli, kasutades ATP energiat. DNA helikaas keerab lahti DNA kaksikahela ja DNA primaas sünteesib praimeri. RNA praimeritelt jätkab sünteesi DNA polümeraas III. DNA topoisomeraasid teevad DNA ahelatesse ajutisi katkeid, et soodustada DNA ahelate lahtikeeramist. Üksikahelalist DNA-d stabiliseerivad sellele seonduvad SSB (single strand binding protein) valgud. RNA praimerid asendatakse hiljem DNA-ga DNA polümeraas I poolt ning DNA ahelad ühendatakse fosfodiestersidemete kaudu DNA ligaasi poolt. DNA polümeraas I lagundab RNA
DNA või RNA paljunemise. Repressor - regulaatorvalk, mis takistab trantskriptsiooni läbiviiva ensüümi (RNA polümeraasi) seostumist promootorpiirkonnaga. Reproduktiivne kloonimine - inimese kloonimisvõimaluste käsitlemisel kasutatav mõiste, mis tähendab tuumkloonimist uute isendite saamise eesmärgil; vastandatakse terapeutilisele kloonimisele. Restriktaas (restriktsiooniensüüm) - bakteritel esinev endonukleaaside hulka kuuluv ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidijärjestuse kohalt, tekitades üheahelalised ,,kleepuvad" otsad; bakteritest on leitud palju restriktaase, millest igaüks tunneb ära oma spetsiifilise DNA-järjestuse. Retroviirus - RNA-viirus, mis sisaldab pöördtranskriptaasi ja kopeerib selle abil oma genoomi DNA-sse ning võib sel viisil integreeruda peremeesraku genoomi. Retseptorvalk - rakumembraani koostises esinev valgu molekul, mis edastab väliskeskkonna infot raku sisemusse.
kaksikahel, üks kulgeb 5´3´ ja teine 3´5´ Nukleotiidide komplementaarsuse printsiip- lämmastikaluste võime omavahel seonduda jamoodustada paar A=T(U), G=C DNA kaksikheeliksi suur ja väike vagu- suur vagu 3,4nm, sisaldab 10 nukleotiidi ning vahemaa lämmastikalsute vahel DNA ahelas on väike vagu DNA replikatsiooni mehhanism. DNA replikatsiooni poolkonservatiivne mudel. DNA replikatsiooni alguspunkt- origin punktid, AT rikkad järjestused replikatsiooni mull- topoisomeraas on kaksikahela lahti keeranud, helikaas lõhub vesiniksidemed ja tekib replikatsiooni mull replikatsiooni kahvel- Replikatsioon toimub alguspunktist lähtuvalt kahes suunas, moodustub kaks Y-kujulist struktuuri. Matriitsahelad- Transkriptsioonil DNA-ahel, mida kopeeritakse komplementaarse RNA- ahela moodustamiseks. DNA sünteesi liider- ja viivisahel- Replikatsioon toimub alati 5´3´ suunas.Juhtiv ahel on 5´3´ suunaga ja DNA polümeraas kinnitub ning sünteesitakse uus ahel. Teisel ahela 3´5´ suunaga ei
Histoonid on suhteliselt väikesed valgud suure hulga positiivselt laetud aminohapetega (Lys, Arg). Histoone on 5 tüüpi, mis jagunevad kahte rühma: nukleosoomsed histoonid (H2A, H2B, H3, H4) histoon H1. H3 ja H4 on evolutsioonis väga konserveerunud valgud, s.t. et fülogeneetiliselt väga kaugetel liikidel on erinevused valgu primaarjärjestuses tühised. Kõikides eukarüootides on DNA kaksikahela esimeseks kõrgemaks organiseerituse astmeks nn. nukleosoomne struktuur. Kahe nukleosoomi vahele jäävat DNA lõiku nim. linker-DNA-ks, sinna seondub histoon H1, mis vastutab DNA pakkimise eest järgmisse kõrgema järgu struktuuri (30 nm kiud). Suur osa kromatiini rakutuumas ongi kokku pakitud kõrgema järgu struktuuridesse. Kromatiin raku tuumas on kahes eri seisundis: 10 % aktiivne (sisaldab DNA-d, mida antud rakus transkibeeritakse); 90 % inaktiivne.
RNA molekul on tavaliselt üksikahelaline polümeer, DNA esineb tavaliselt aga kaksikahelalisena. DNA-s on 4 erinevat lämmastikalust: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T) ja tsütosiin (C). RNA sisaldab tümiini asemel uratsiili (U). A ja G on 2-tsüklilised lämmastikalused - puriinid. T, C ja U puhul on tegemist pürimidiinidega, kus lämmastikuaatomid moodustavad ühe tsükli. 53 DNA kaksikahela ehitus 1953. a. kirjeldasid James Watson ja Francis Crick DNA ruumilise struktuuri. Mudeli loomisel lähtusid nad järgmisest informatsioonist: 1) Erwin Chargaff kolleegidega analüüsis DNA koostist. Segus, et tümiini kontsentratsioon vastas alati adeniini kontsentratsioonile ja tsütosiini kogus guaniini hulgale. Samuti näitasid nad, et pürimidiinide summaarne kontsentratsioon DNA molekulis vastas kõigil juhtudel puriinide summaarsele kontsentratsioonile
Superspiraliseeritud DNA on pingestatud. Negatiivselt superspiraliseeritud DNA-s on sisuliselt keeratud DNA heeliksile vastupidises suunas vinte peale. Mis tähendab DNA heeliksi lõtvumist, kuna DNA püüab ennast stabiliseerida ning saavutada heeliksis sama samm (vabalt moodustunud DNA heeliksis on 10,4 nukleotiidi ühe pöörde kohta, sammuga 34 Å), siis DNA superspiraliseerub ehk moodustab kaheahelalisi spiraale ümber DNA heeliksi. Superspiralisatsioon tekib DNA kaksikahela keerdumisel ümber iseenda, kui sedasi spiraliseerunud DNA lahti keerata, siis DNA kaksikahel sulab kergesti lahti. Seega valkude seondumisel DNA-le on soodustatud DNA ahelate lahtisulamine, kuna DNA on juba pinges. Positiivse superspiralisatsiooni korral on DNA-le keeratud heeliksiga samas suunas vinte peale ning DNA ahelad ei sula lahti. Transkriptsiooni initsieerimiseks (samuti ka replikatsiooni) on vajalik DNA ahelate lahti sulamine ning RNAP üleminek avatud kompleksi. DNA
annaabi.ee 
