aminohapped, happelise külgahelaga aminohapped, aluselise külgahelaga aminohapped. 5. Nukleiinhapped. Nukleotiidid kui nukleiinhapete ehitusplokid, nende keemiline struktuur - riboos ja desoksüriboos, lämmastikalused (puriin- ja pürimidiinalused), fosforhappe jäägid. 3', 5'-fosfodiestersideme keemiline olemus. Nukleiinhapped kui polünukleotiidid. DNA molekul kui kaksikheliks, fosfaadi- ja suhkrujääkide ning lämmastikaluste paiknemine kaksikheeliksis, lämmastikaluste paardumise printsiip. DNA funktsioonid. DNA replikatsioon RNA eri liikide suhteline kogus ja asukoht rakus. Valgusünteesi biokeemiline mehhanism. Transkriptsioon. Translatsioon. Geneetilise koodi olemus ja lühiiseloomustus. Geen, genoom. 6. Ensüümid. Ensüümid kui bioloogilised katalüsaatorid, nende valguline ehitus, toime biokeemiliste reaktsioonide kulgemise kiirusele ja suunale. Aktivatsioonienergia alandamine kui ensüümide toimimise pôhiline printsiip
Antikoodoni esimene alus (nn võnkuv alus), mis paardub lõdvemalt koodoni kolmanda alusega, määrab ära koodonite arvu, mida see tRNA ära tunneb. Kui ühte amonihapet kodeerivates koodonites on erinevus esimese kahe aluse osas, siis on neil erinevad tRNA-d. Võnkumise bioloogiline roll: tRNA dissotsiatsioon ja valgu süntees mRNA-lt on kiirem. RNA ehituse geomeetriast tulenevalt on RNA A vormis kaksikheeliksis G-nukleotiidil võimalik paarduda lisaks C'le ka U'ga. Selline paardumine saab stabiilselt toimuda teatud konformatsioonilise vabaduse olemasolu korral. G-U paardumiseks vajalik struktuurne vabadus on olemas koodon-antikoodon paardumisel koodoni kolmandas positsioonis (vastab antikoodoni esimesele tähele). Koodoni kolmanda positsiooni suuremat vabadust paardumisel nimetatakse "wobble" reegliks (wobble - ingl. k. võnkuma, võbisema).
· spiraali täispööre täpselt 360 · iga ahela üks täispööre e. suur vagu on 3,4 nm ja see sisaldab 10 nukleotiidi; · suure vao vastas on väike vagu suurusega 0, 34 nm. 7. Protsessid, millega on seotud DNA negatiivne superspiralisatsioon? Z DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine (metüülgruppide CH3 paigaldamine C külge) ja DNA negatiivne superspiralisatsioon. DNA superspiralisatsioon tekib siis, kui üks DNA ahel kaksikheeliksis on teise ahela suhtes pöördunud kas vasaku- või paremasuunaliselt. Negatiivne superspiralisatsioon DNA ahela pöördumine toimub vasakusuunaliselt. Sel juhul on DNA ahelad teineteisest rohkem lahti keerdunud ja võivad isegi eralduda. DNA negatiivne superspiralisatsioon on oluline seoses: DNA sünteesiga (ehk replikatsiooniga), rekombineerumisprotsessidega, geenide avaldumise regulatsiooniga (ehk transkriptsiooniga) 8
molekulis on üks ahel pärit vanast molekulist. Replikatsiooniks on vaja helikaasi, et lõhkuda ahelaid koos hoidvad vesiniksidemed. Polümeraasi, et lisada uusi nukleotiide. 12. Milline ensüüm teostab replikatsiooni? DNA-polümeraas 13. Kust saavad rakud energiat uute fosfodiestersidemete sünteesimiseks? Nukleotiidtrifosfaatidest, katkeb makroergiline side 14. Mida tähendab, et uute DNA ahelate süntees rakkudes on semikonservatiivne? Uues DNA kaksikheeliksis on üks ahel pärit vanast DNA molekulist ja teine on uus, sünteesitud ahel. 15. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel? DNA: A=T ; C=G RNA: A=U ; C=G 2 ahelaline molekul, kaksikspiraal 1 ahelaline molekul, erinev struktuur DNA süntees - replikatsioon RNA süntees - transkriptsioon Ensüümid helikaas ja DNA-polümeraas Ensüüm RNA-polümeraas Suhkrujääk desoksüriboos Suhkrujääk Riboos 16
44)DNA komplementaarsuse ja antiparalleelsuse põhimõte. Dna komplementaarsus - tuleneb lämmastikaluste spetsiifilisest paardumisest, kui ühe DNA ahela nukleotiidne järjestus on teada, siis selle põhjal saab kirjutada vastasahela nukleotiidse järjestuse. DNA komplementaarsus võimaldab säilitada geneetilist infi ja kanda põlvkonniti edasi. Nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsas 3' otsa poole, kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA-d kaksikheeliksis antiparalleelsed. DNA ühe ahela otsast on vaba 3' OH rühm ja teise ahela otsas vaba 5' fosfaat.Fosfodiestersidemed polünukleotiidiahelas tekivad sel viisil et kasvava DNA ahela viimase nukleotiidi suhkru vabale 3'OH rühmale lisatakse nukleosiidtrifosfaat, kus fosfaadid on seotud suhkru 5'C-ga.3'C küjes olev OH ühineb 5'C seotud fosfaadi H-aatomiga ning 3'C ja järgmise nukleotiidi fosfaadi vahele tekib fosfodiesterside.Sideme tekkel eraldub vesi ja vabaneb pürofosfaat.
) 45. Bakterikromosoomi struktuur. Bakteritel asub geneetiline info ühes rõngaskromosoomis, mis asub tsütoplasmas nukleoidis (sest rakul puudub selgelt eristatav tuum). Mõnel bakteril võib olla ka rohkem kui üks kromosoom, ent enamasti on neil siiski üks kaksikahelaline DNA. Nukleoidiala paikneb raku keskel ja seal on kõrge struktureeritus. Kromosoomon erinevateks lingudeks kokku volditud, need omakorda superspiraliseerunud. Üks DNA ahel on kaksikheeliksis roteerunud fikseeritud ahela suhtes kas parema- või vasakusuunaliselt. Positiivne superspiralisatsioon paremasuunaline, tihedam kokkupakitus. Negatiivne ss vaba ahela vasakule roteerumine, ahel rohkem lahti keerdunud. Mida tugevam on negatiivne ss, seda kergemini võivad ahelad üksteisest eralduda. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Bakteri DNAga võrreldes on eukarüoodi DNA märkda kompaktsem; genoom on kordi suurem
aga vaba 5’-fosfaat. Nukleiinhapet sünteesitakse 5’3’ suunas. 45. Bakterikromosoomi struktuur. Bakteritel asub geneetiline informatsioon ühes rõngaskromosoomis, mis esineb rakus kõrgelt struktureeritud kujul alas, mida nimetatakse nukleoidiks. Kromosoom on 1000x lühemaks kokku pakitud, moodustub 50-100 lingu. Ühe lingu moodustavad 40000 aluspaari. DNA kompaktsemaks muutmisel on oluline roll DNA superspiralisatsioonil. Üks DNA ahel on kaksikheeliksis roteerunud fikseeritud ahela suhtes kas parema- või vasakusuunaliselt. Positiivne superspiralisatsioon – keerdumine toimub kaksikheeliksi pöördumise suunas, paremasuunaliselt (DNA tihedamalt kokku keeratud). Negatiivne superspiralisatsioon – vaba ahela vastassuunaline, fikseeritud ahela suhtes vasakule roteerumine (DNA ahelad rohkem lahti keeratud ja võivad eralduda). DNA superspiralisatsiooni tekitavad topoisomeraasid. DNA güraas (topoisomeraas II)
· Komplementaarsus kahe ahela lämmastikalused paarduvad selle alusel, mitu vesiniksidet nad omavahel moodustvad A ja T moodustavad kaks vesiniksidet ja G ning C kolm. Kui on olemas ühe ahela nukleotiidne järjestus on selle põhjal võimalik kirjutada vastasahela nukleotiidne järjestus. · Antiparalleelsus - nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed. DNA molekuli ühe ahela otsas on vaba 3' OH-rühm, teise ahela otsas aga vaba 5' fosfaat. 45. Bakterikromosoomi struktuur. · Bakteril asub geneetiline info ühes rõngaskromosoomis, mis esineb rakus kõrgelt struktureeritud kujul alas, mida nimetatakse nukleoidiks. DNA on kaksikahelaline. · Nukleoid on organiseerunud ~400 topoloogiliseks domeeniks, kus iga lingu pikkus on ~10 kb.
Komplementaarsus tuleneb lämmastikaluste spetsiifilisest paardumisest vesiniksidemete abil. Ühe ahela baasil on võimalik kirjutada (A=T, C=G) teine. Just komplementaarsus võimaldab geneetilist informatsiooni säilitada ja kanda põlvkonniti edasi. Antiparalleelsus Suhkru aatomeid tähistatakse C1', C2', C3', C4' ja C5'. Nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed. 45. Bakterikromosoomi struktuur. Kogu geneetiline info ühes kromosoomis, mis on rõngasmolekul esineb nukleoidis. DNA rõngasmolekul moodustab 50-100 lingu, millest igaüks sisaldab ligikaudu 40000 aluspaari. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Kuigi võrreldes E. coliga on eukarüootsetel rakkudel vaid 2-25 korda enam geene, on eukarüootse raku genoomi suurus bakteriraku genoomist mitu suurusjärku suurem
Ühte DNA kaksikheeliksi pöördesse mahub 10 lämmastikaluste kaudu paardunud nukleotiidi. Suhkrus tähistatakse C- aatomeid C1', C2', C3', C4' ja C5'. Fosfodiesterside moodustub kasvava nukleiinhappe ahelas oleva viimase nukleotiidi suhkrujäägi 3'-OH rühma ja lisanduva nukleotiidi suhkrujäägi 5' C-ga seotud fosfaadi vahel. Nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed. DNA molekuli ühe ahela otsas on vaba 3' OH-rühm, teise ahela otsas aga vaba 5' fosfaat. DNA kaksikheeliks püsib stabiilsena tänu paardunud lämmastikaluste vahel moodustunud vesiniksidemetele. Lisaks stabiliseerivad DNA-d ka külgnevate aluspaaride vahelised hüdrofoobsed sidemed. 4. DNA kaksikheeliksi alternatiivsed vormid. Watsoni ja Crick'i poolt esitatud DNA kaksikheeliksi mudel kirjeldab DNA struktuuri, mis vastab B-DNA vormile.
Teisest küljest seletab Watsoni ja Cricki mudel ka selle, et DNA on regulaarne ja ühtlase jämedusega kaksikspiraal. Ainult komplemetaarsed paarid on isostruktuursed. Selline struktuur meenutab keerdtreppi, mille astmeteks on komplemetaarsed aluspaarid ja astmed on omavahel seotud mõlemast otsast suhkur-fosfaat karakssi abil. DNA kaksikheeliks teeb ühe täispöörde 34 Å kohta. Aluspaaride vahe on 3,4 Å. Seega on ühe täispöörde kohta 10 aluspaari. DNA ahelad on kaksikheeliksis antiparalleelsed st. suhkru ja fosfaadi vahelised fosfoester sidemed on vastas-ahelates vastassuunalised (vt. joonis 4.11). Järelikult on ka ahelate otsad erinevad - ühes heeliksi otsas on esimese ahela desoksüriboosi 5' süsinik (või sellega seotud fosfaatjääk) ja teise ahela 3' süsinik ja sellega seotud OH rühm. Heeliksi teises otsas on vastas-ahela desoksüriboosi 5' süsinik ja esimese ahela 3' süsinik ja sellega seotud OH rühm. DNA kaksiheeliks moodustab parempoolse vindi
Prokarüootide geenid on tihedamalt koos, rohkem ekspresseeritud, kogusummas on neid aga vähem. Kokkupakkimine pole nii otstarbekas kui eukarüoodil. 25. Millises rakutsükli faasis on eukarüoodi kromosoomid kõige rohkem kokku pakitud? Mitu korda on DNA selles struktuuris kondenseerunud? Kuidas erineb kromatiini kokkupakitus nn G- ja R-bändides? Mitoosi metafaasis on kromosoomid 10 000x lühemad kui DNA kaksikheeliksis. G-bändis on rohkem kokku pakitud, R-bändis vähem (Giemsa värvid). Kromosoomid on kõige rohkem kokku pakitud mitoosi metafaasis. Nad on 10 000x lühemad kui DNA kaksikheeliks. G- ja R- bändid tulenevad sellest, kuidas need Gimsa värvidega värvides värvuvad, tumedamad on G ja heledamad R, tumedamalt värvuvad rohkem kokku pakitud kromatiinid. 26. Kuidas ühe liigi mitoosi metafaasi kromosoomidest koostatud kogumit nimetatakse ning mida selle abil teha saab?
”Rakubioloogia II” aineprogramm. DNA struktuur ja funktsioonid. Nukleotiidide koostisosad (lämmastikalused, suhkur, fosfaatgrupp). Lämmastikalused puriinid:adeniin,guaniin 2-tsüklilised Lämmastikalused pürimidiinid:uratsiil, tümiin, tsütosiin- ühetsüklilised Suhkur:pentoos-riboos või desoksüriboos Nukleosiid: alus + suhkur (dAMP,dGMP) Nukleotiid: alus 1´ + suhkur + fosfaatgrupp 5´ Keemilised sidemed DNA kaksikheeliksis. Nukleiinhappe teke: fosfodiester sidemetega ühendatud 5´algus 3´ lõpp süsinikega. Uus nukleotiid lisatakse 3´otsa. Nukleotiidide vahel on vesinikside DNA polünukleotiidisete üksikahelate keemiline polaarsus. DNA kaksikahelas olevate polünukleotiidide vastassuunalisus e. Antiparalleelsus- kaksikahel, üks kulgeb 5´3´ ja teine 3´5´ Nukleotiidide komplementaarsuse printsiip- lämmastikaluste võime omavahel seonduda jamoodustada paar A=T(U), G=C
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
valgusünteesi kaudu. Nukleiinhapete molekulid on reeglina väga suured ja äärmiselt keerulise struktuuriga. Keemilistest elementidest on nukleiinhapetes esindatud süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik ja fosfor. 2. 3', 5'-fosfodiestersideme keemiline olemus: Ühe nukleotiidi 3’- OH seostub fosfaadi vahendusel teise tukleotiidi 5’- OH-ga. 3. Nukleiinhapped kui polünukleotiidid: 4. DNA molekul kui kaksikheeliks, fosfaadi- ja suhkrujääkide ning lämmastikaluste paiknemine kaksikheeliksis, lämmastikaluste paardumise printsiip: DNA molekul on kaksikspiraalse ehitusega st DNA sekundaarstruktuuri moodustavad kaks paralleelset ahelat, mis on omavahel vesiniksidemete abil ühendatud ja pöörduvad ümber ühise telje paremale. Seejuures on lämmastikalused paarunud nn komplementaarsusprintsiibist lähtudes: adeniin seostub kahe vesiniksideme abil tüminiiniga ja guaniin kolme vesiniksideme varal tsütosiiniga. Selletõttu ongi adeniini
Uue nukleotiidi suhkrujäägi 5’ ots liidetakse eelmise nukleotiidi 3’ otsaga fosfaatjäägi kaudu. Samaaegselt toimub DNA lahtikeerdumine ja replikatsioon. Ori-regioonid on alati A-T rikkad, praimeriks DNA või RNA või valguga seondunud nukleotiidid, praimerit on vaja selleks, et 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
nukleosiidtrifosfaat, kus fosfaadid on seotud suhkru 5'C-ga. Suhkru 3'C küljes olev OH-rühm ühineb lisanduva nukleotiidi (nukleosiidtrifosfaadi) suhkru 5'C-ga seotud fosfaadi H-aatomiga ning 3'C ning järgmise nukleotiidi fosfaadi vahele tekib fosfodiesterside. Sideme tekkel eraldub vesi ja vabaneb pürofosfaat (PPi). Nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed. DNA molekuli ühe ahela otsas on vaba 3' OH-rühm, teise ahela otsas aga vaba 5' fosfaat. DNA kaksikheeliks püsib stabiilsena tänu paardunud lämmastikaluste vahel moodustunud vesiniksidemetele. Lisaks stabiliseerivad DNA-d ka külgnevate aluspaaride vahelised hüdrofoobsed sidemed. DNA kaksikheeliksi alternatiivsed vormid Watsoni ja Crick'i poolt esitatud DNA kaksikheeliksi mudel kirjeldab DNA struktuuri, mis vastab B-DNA vormile
nukleosiidtrifosfaat, kus fosfaadid on seotud suhkru 5'C-ga. Suhkru 3'C küljes olev OH-rühm ühineb lisanduva nukleotiidi (nukleosiidtrifosfaadi) suhkru 5'C-ga seotud fosfaadi H-aatomiga ning 3'C ning järgmise nukleotiidi fosfaadi vahele tekib fosfodiesterside. Sideme tekkel eraldub vesi ja vabaneb pürofosfaat (PPi). Nukleiinhapet sünteesitakse 5' otsast 3' suunas. Kuna see on ainuvõimalik DNA ahela sünteesi suund, on DNA ahelad kaksikheeliksis antiparalleelsed. DNA molekuli ühe ahela otsas on vaba 3' OH-rühm, teise ahela otsas aga vaba 5' fosfaat. DNA kaksikheeliks püsib stabiilsena tänu paardunud lämmastikaluste vahel moodustunud vesiniksidemetele. Lisaks stabiliseerivad DNA-d ka külgnevate aluspaaride vahelised hüdrofoobsed sidemed. DNA kaksikheeliksi alternatiivsed vormid Watsoni ja Crick'i poolt esitatud DNA kaksikheeliksi mudel kirjeldab DNA struktuuri, mis vastab B-DNA vormile
selgroog on väljaspool ja lämmastikalused on heeliksi sees. Lämmastikalused paarduvad omavahel vesiniksidemetega. Paari moodustavad puriinide ja pürimidiinide vahel. A-T (2 vesiniksidet) ja G-C (3 vesiniksidet) – komplementaarsed paarid. Need on isosteerilised paarid (täidavad sama ruumiosa). Regulaarne ja ühtlase jämedusega kaksikspiraal. DNA kaksikheeliks teeb ühe täispöörde 34 A kohta. Aluspaaride vahe on 3,4 A. Ühe täispöörde kohta on 10 aluspaari. DNA ahelad kaksikheeliksis on antiparalleelsed – suhkru ja fosfaadi vahelised fosfoestersidemed on vastasahelates vastassuunalised. Antiparalleelsus tähendab, 5’ ja 3’ otsa kohakuti asetsemist. Ahelate otsad on samuti erinevad, ühes heeliksi otsas on desoksüriboosi 5’C ja teise ahela 3’C (sellega seotud OH). Heeliksi teises otsas on desoksüriboosi 5’ C ja esimese ahela 3’C (sellega seotud OH). DNA kaksikheeliks moodustab parempoolse vindi. Kui mingis piirkonnas on
annaabi.ee 
