- Kaks võimalust 1. Asendada haige geen tervega 2. Vaigistada haige geen - Neid tegevusi ei tehta munarakuga, need ei pärandu edasi järglastele - Häid tulemusi esineb harva - Sarnasus transgeneesiga o Kui siiratakse sama liigi geene o Geenisiire toimub somaatilisse rakku o Ei pärandu - Geeniravi sõltub puude olemusest: o Ravi,mis on seotud vererakkudega( olemas kogu aeg tüvirakud) o Teistel juhtudel vajalik ka koespetsiifiline promootor(keeruline) - Immuunpuudulikkuse ravi oli 1990.a suhteliselt edukas - Geenivaigistamine: o Kasutatakse mikro-RNA molekule o Kui mi-RNA-d ühinevad mRNAga, siis viimane lagundatakse o Täiesti uus suund, nt Huntingtoni tõve raviks - Muid geenitehnoloogia rakendusi: 1. Molekullargeneetiline diagnostika - Põhineb mutantsete geenide äratundmisel - DNA-kiibid võrdluses DNA-lõikudega, saab tuvastada haiguse ja määrata ravi
inimesel on teada üle 3000 päriliku puude 2võimalust: 1. asendada haige geen tervega 2. vaigistada haige geen · neid tegevusi ei tehta munarakuga , need e pärandu järglastele edasi · on kohati häid tulemusi kui enamjaolt mitte · sarnaneb transgeeniga-sama liigi geene siirdatakse · geeniravi sõltub puude olemusest ravi mis on seotud vererakkudega(olemas kogu aeg üvirakud teisel juhul vajalik ka koespetsiifiline promootor- keeruline immuunpuudulikkuse ravi oli 1990.a suhteliselt edukas Parkinsoni tõve ravi ajutiliselt geenivaigistamiseks kasutatakse mikroRNA molekule. kui mikroRNA -d ühinevad mRNA-ga siis viimane lagundatakse nii saaks ravida huntingtoni haigust Geenivaigistamine on täiesti uus suund muud rakendused geenitehnoloogiale 1. molekulaargeneetiline diagnostika · enamasti põhineb mutantsete geenide äratundmisel
[5] [6] Vähkkasvajate molekulaarse uurimise kaasaegne ajastu algas 1960-tel aastatel seoses immunoloogiliste meetodite kasutuselevõtuga, kui avastati AFP (alfafetoproteiin) ja CEA (kartsinoembrüonaalne antigeen). 1980. aastal avastati PSA (prostataspetsiifiline antigeen), mis oli kõige tähtsam vähi biomarkeri leid tol ajal.[6] Hilisemate uuringute valguses on jõutud seisukohale, et PSA ei ole kasvajaspetsiifiline marker, vaid pigem eesnäärme koespetsiifiline antigeen. Hoolimata mitmetest vastuolulistest seisukohtadest selle kasutamise kohta, on PSA siiski laialdaselt kasutusel olev biomarker eesnäärme funktsiooni ja kahjustuse hindamisel. [7] Viimasel aastakümnel oli tehtud suur samm analüütilises ja molekulaarses bioloogias. Avastati ja uuriti paljusid onkogeene, tuumor-suppressor geene. Hiljutised saavutused üle-genoomsete uuringute,proteoomika ja bioinformaatika vallas avaldavad suurt mõju uutele vähi biomarkerite
met8 Beadle ja Tatum tulid välja hüpoteesiga: "ÜKS GEENÜKS ENSÜÜM" Varsti siiski selgus, et 1. Igat reakstsiooni kontrollib sageli rohkem kui üks geen (mitmeahelalised polüpeptiidid) 2. Mitmed rajad on harulised "Üks geen üks ensüüm" "üks geen üks polüpeptiid" Praegu: Üks geen võib anda rohkem kui ühe polüpeptiidi Alternatiivne splaissing on koespetsiifiline. Paljud geenid transkribeeritakse RNAsse kuid nende järgi ei moodustu valku ( rRNA, tRNA, snRNA). See on oluline geenide regulatsioonis ontogeneesis Ka mittekodeeriv DNA reguleerib geenide ekspressiooni Pärilikud haigused inimesel seotud ensüümide puuduse või madala aktiivsusega Sageli pleiotroopne efekt fenotüüp võib olla patsientidel erinev: Fenüülketonuuria (PKA) I tüüpi Albinism TaySachs'i tõbi Fenüülketonuuria
LDH On anaeroobse glükolüüsi üks võtmeensüüme. Esineb kõikide keharakkude tsütoplasmas, tema taseme tõus vereplasmas eolmneb paljude haiguste korral. Suurem LDH sisaldus südamelihastes, skeletilihastes, maksas, erütrotsüütides. Isoensüümsus võimaldab tema plasmamuutuse järgi hinnata just nende kudede kahjustusi. (nt müakrdiinfarkti diagnostika). On heteropolümeerne isoensüüm: H (heart) ja M (muscle) SU ekspresseeruvad kudedes erinevalt (heteropolümeerne koespetsiifiline isoensüüm). Neljast subühikust kombineeruvad viis isovormi: Südamelihas Erütrotsüüdid Neerud Skeletilihas Maks LDH1 HHHH 4+ 3+ + LDH2 HHH M 4+ 3+ + LDH3 HHMM + + 2+ + + LDH4 HMMM 2+ 2+ 2+
(3) Inversioon (järjestuste vahetamine) (4) Translokatsioon (teise kromosoomi üleminek) 3, 4 mõjutavad geeni avaldumise regulatsiooni c. Genoommutatsioonid (1) Aneuploidsus Hüpoploidsus (monosoomik) Hüperploidsus (trisoomik, tetrasoomik) Inimesel: Downi sündroom (3x 21 kromosoom) (2) Euploidsus Polüploidsus Taimedel, seentel (liikidel, isenditel) Koespetsiifiline (a) Autopolüploidus (b) allopolüploidus 1 Üldbioloogia. 1.-2. Evolutsioon Elu ajalooline areng liikide üksteisest põlvnemise kaudu on (bio)evolutsioon 4 järku: 1 Kosmiline evolutsioon (meie jaoks esimesed 10-11 mlrd a.) a. Maa vanus 4,5-5 mlrd a. 2 Keemiline evolutsioon (eeleluline) "mõned miljonid a. a. "Ürgpuljong" Oparin-Milleri katsed (CH4, NH3, H2O) b. Mikrokerad
sisse programmeeritud. Kromosoommutatsioonid: 1. Deletsioon (väljalangemine), 2. Duplikatsioon (2x), 3. Inversioon (järjestuste vahetamine), 4. Translokatsioon (teise kromosoomi üleminek), 3, 4 mõjutavad geeni avaldumise regulatsiooni Genoommutatsioonid: Aneuploidsus, Hüpoploidsus (monosoomik), Hüperploidsus (trisoomik, tetrasoomik), Inimesel: Downi sündroom (3x 21 kromosoom), Euploidsus, Polüploidsus, Taimedel, seentel (liikidel, isenditel), Koespetsiifiline, Autopolüploidus, allopolüploidus. Looduslik valik (4 varianti-konspas on aint 3) ja mis seal toimub. 1) Stabiliseeriv valik äärmuslikud variandid kõrvaldatakse, keskmine domineerib. 2) Suunav valik valik teatud tunnuse poolest, tunnuse keskväärtuse muutumine. 3) Lõhestav valik äärmused soosingus võrreldes keskmisega. Mendeli 3 seadust Mendeli 1. seadus ühetaolisuse e. uniformsusseadus: Erinevate pärivuspuhaste e
(4) Translokatsioon (teise kromosoomi üleminek) 3, 4 mõjutavad geeni avaldumise regulatsiooni c. Genoommutatsioonid (1) Aneuploidsus Hüpoploidsus (monosoomik) Hüperploidsus (trisoomik, tetrasoomik) Inimesel: Downi sündroom (3x 21 kromosoom) (2) Euploidsus Polüploidsus Taimedel, seentel (liikidel, isenditel) Koespetsiifiline (a) Autopolüploidus (b) allopolüploidus 17. Seen kui eluvorm- 3 näidet. Vist ka 3 erinevat hõimkonda. Seened on üks eukarüootsete organismide riikidest.Seeneriik hõlmab niihästi pärmi ja hallituse kui kübarseened. Ta jaguneb järgmisteks hõimkondadeks: Viburseened Jõnksviburseened Krohmseened Ikkesseened Kottseened Kandseened 18. Eluks vajalikud mineraalid. Makroelemendid O, C, H, N, P ja S
Seda saab rakendada ainult retsessiivsete mutatsioonide testimisel. 80. Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, immuunvastuse kujunemise geneetiline taust. Alternatiivne splaissing ühel geenil on mitu võimalikku produkti. Seega geenid ei ole alati ühetähenduslikud. erinevate eksonite kombinatsioonid kodeerivad erinevate omadustega valke. Alternatiivne splaissing võib olla koespetsiifiline. Iga antikeha, mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise võõrmaterjaliga, koosneb neljast polüpeptiidahelast kahest identsest raskest ahelast ja kahest identsest kergest ahelast. Kergeid ahelaid on kahte tüüpi. Igas ahelas on konstantsed alad, mis on aminohappelisest järjestuselt identsed samasse klassi kuuluvate antikehade piires ning varieeruvad alad, mis on erinevaid antigeenseid determinante äratuntavate antikehade puhul erinevad.
Alternatiivne splaissing on see kui erinevate eksonite kombinatsioonid kodeerivad erinevate omadustega valke. Alternatiivset splaissingut on kirjeldatud imetajate -globiini puhul ja kanade ovalbumiini puhul. Sellisel juhul võib algse pre-mRNA splaissingu tulemusena tekkida erinava pikkusega mRNA molekule, millest osadel on valguliselt mõni ekson puudu. Kuid kollineaarsus mRNA molekuli ja tema poolt kodeeritava polüpeptiidi vahel säilib siiski. Alternatiivne splaissing võib vahel olla koespetsiifiline. Nt. loomede erinevate organites ja kehaosades on erinevad lihastüübid, mis sisaldavad erinevaid tropomüosiini vorme.
organismi kontrollile, saavad paljuneda lõpmatult). On ainult eukarüoodsetel rakkudel. Valgu sünteesi geneetiline kontroll Igat reakstsiooni kontrollib sageli rohkem kui üks geen (mitmeahelalised polüpeptiidid). Mitmed rajad on harulised. Mitmed rajad on harulised, ensüüm koosneb tavaliselt mitmest erinevast polüpeptiidahelast. Geen määrab ühe ensüümi, mitte ühe valgu. Üks geen võib anda rohkem kui ühe polüpeptiidi. Alternatiivne splaissing on koespetsiifiline. Paljud geenid transkribeeritakse RNAsse, kuid nende järgi ei moodustu valku ( rRNA, tRNA, snRNA). See on oluline geenide regulatsioonis ontogeneesis. Ka mittekodeeriv DNA reguleerib geenide ekspressiooni. Pärilikud haigused inimesel seotud ensüümide puuduse või madala aktiivsusega. Fenüülketonuuria: Mutatsioon fenüülalaniin hüdroksülaasi geenis, mis takistab fenüülalaniini konverteerimist türosiiniks. Homosügootne retsessiivne tõbi:: ~1 - 12,000 sünni kohta kaukaaslastel 12
geenide kattuvus. = sama nukleotiidne järjestus kuulub kahe või enama arvu geenide koostisesse, neid loetakse erinevates lugemisraamides. esineb sageli viirustel. 2) eukarüootsete geenide puhul võib toimuda alternatiivne splaissing. = võimaldab sünteesida polüpeptiide, mis on omavahel lähedas suguluses, kuid erinevates valgu isovormides on teatavad lõigud aminohappelisest järjestusest puudu. võib olla koespetsiifiline. 3) erinevaid antikehi kodeerivad järjestused saadakse erinevate geenisegmentide kombineerumise tulemusena.
geneetilises koodis. mtDNA on maternaalne (mtDNA päritakse 100% emalt), sest spermi mtDNA lahjendub munaraku omas; spermi saba ei sisene munarakku; ning spermi mtDNA mitokondrid degradeeritakse pärast sisenemist munarakku. 107.Mitokondriaalsete haiguste üldiseloomustus. Mitokondrite doonorlus. Haiguspilt sõltub: 1) Palju saadi emalt defektseid mitokondreid. 2) Kas edasisel pooldumisel defektsed mitokondrid kontsentreerusid teatud kudedes. 3) Kas ületati koespetsiifiline haiguslävend. Heteroplasmy – rakus, koes v. organismis on tervete ja haigete mtDNA-de segu. Homoplasmy – mutatsioon esineb kõikides mitokondrites. Suur grupp haruldasi haiguseid millele sageli iseloomulik: Spetsiifiline pärilikkuse muster. Närvi- ja lihaskoe haaratus. Suur varieeruvus sümptomite tõsiduses. Võimalik suhteliselt hiline algus.Ravi on sümptomaatiline Protofection – mtDNA transfektsioon (töötab in vitro), mis viib uue mtDNA mitokondritesse asendades vana
Ei ole rakendatav geenisiseste mutatsioonide komplementatsioonil. On raskendatud polaarsete mutatsioonide puhul. 80. Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, immuunvastuse kujunemise geneetiline taust. · Alternatiivne splaissing erinevate eksonite kombinatsioonid kodeerivad erinevate omadustega valke. · Alternatiivne splaissing võib olla ka koespetsiifiline. · Iga antikeha (immunoglobuliin, Ig), mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise võõrmaterjaliga (antigeeniga), koosneb neljast polüpeptiidahelast kahest identsest raskest ahelast ja kahest identsest kergest ahelast. Kergeid ahelaid on kahte tüüpi (kapa ja lambda ahelad). Igas ahelas on konstantsed alad, mis on aminohappeliselt järjestuselt identsed sama klassi kuuluvate antikehade piires ning
Komplementatsioonitesti kasutamist on trakendatud polaarsete mutatsioonide puhul. Komplementatsioonitesti saab rakendada ainult retsessiivsete mutatsioonide testimisel. 80. Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, immuunvastuse kujunemise geneetiline taust. Alternatiivne splaissing - erinevate eksonite kombinatsioonid kodeerivad erinevate omadustega valke. Alternatiivne splaissing võib vahel olla koespetsiifiline. Nt. loomade erinevate organites ja kehaosades on erinevad lihastüübid, mis sisaldavad erinevaid tropomüosiini vorme. Iga antikeha (immunoglobuliin, Ig), mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise võõrmaterjaliga (antigeeniga), koosneb neljast polüpeptiidahelast kahest identsest raskest ahelast ja kahest identsest kergest ahelast. Kergeid ahelaid on kahte tüüpi (kapa ja lambda ahelad). Igas ahelas on konstantsed alad, mis on
Lõikesaitide ees kasutatakse koespetsiifilist promootorit (rekombinaas ainult selles koes), mis on seotud konservatiivse kohaspetsiifilise rekombinatsiooni ensüümiga bakterites. Huvipakkuvas koes seega toodetakse ensüümi Cre rekombinaas, mis lõikab kohaspetsiifilistelt saitidelt ja nii saame geeni eemaldada. Kui rekombinaasi ekspresseeritakse ainult maksas, kustutatakse huvipakkuv geen ainult seal. Teistes kudedes aga geeni ei lõigata välja, kuna rekombinatsioonigeenile eelneb koespetsiifiline promootor. 5. RNA ja transkriptsioon DNA transkriptsiooni tulemusena tekib üheahelaline RNA molekul, mis on komplementaare DNA kaksikahela ühe ahelaga 36. Informatsiooni ülekande etapid eukarüootide ja prokarüootide geenilt valgule Eukarüootidel - RNAs on exonid (kodeeriv) ja intronid (mittekodeeriv). Enne valgu sünteesi tuleb intronid eemaldada ensüümkatalüütilise RNA splaissinguga, lisatakse 5’ otsa RNA cap ja 3’ otsa polyA saba. Tulemuseks on
Prootonpump ei transpordi samaaegselt prootonitega sama hulka negatiivseid laenguid rakust välja (või positiivseid laenguid rakku sisse) ja genereerib seetõttu membraanide elektrilise potentsiaali. Elektrilist potentsiaali tekitavat transporti nimetatakse elektrogeenseks transpordiks. p-H+-ATPaasi regulatsioonist Kodeerib multigeenne perekond, isovormid on erinevate kineetiliste omadustega, ekspresseerumine on koespetsiifiline · aktiveerub tsütoplasma hapustumisel; · auksiini toimel esinev aktiveerumine põhineb geeni ekspresseerumise intensiivistumisel; · aktiveerumine C-terminaalse autoinhibitsiooni domääni eemaldamisel; · fusikoktsiin seenest Fusicoccum amygdali aktiveerib seostudes dimeerse retseptorvalguga (14-3-3), kompleks omakorda seostub H+-ATPaasi külge (kõrvaldades autoinhibitsiooni domääni)
potentsiaali) gradienti teise aine (iooni) transpordiga kontsentratsiooni gradiendi suunas. Seega toimub nn. sekundaaraktiivne transport, mis otsest ATP hüdrolüüsi transpordiks ei vaja, kuid kasutab pumpade poolt ATP hüdrolüüsi energia arvel tekitatud ioonide kontsentratsiooni gradienti. Seni identifitseeritud kandjavalgud on enamikus monomeersed 40-50 kD suure hulga (~12) hüdrofoobsete piirkondadega. Geenide ekspresseerumine on raku- ja koespetsiifiline. Loomsetes organismides transporditav ioon on enamasti Na+. 18.Iseloomustage K/Na-ATPaas-i ja nimetage mõni protsess, mille läbiviimisel on oluline. Loomsetes organismides on sümpordis transporditavaks iooniks tavaliselt Na, sest Na+/K+- ATPaas tekitab suure Na gradiendi (vähe rakus ja palju väliskeskkonnas). Näiteks glükoosi transport rakkudesse toimub sümpordis Na+-ga. Taimedes konkreetse aine (iooni) transport
kapsiidi vahel on ruum – tegument, milles viirusvalgud, ensüümid, mis aitavad replikatsiooni alustada. Tundlikud hapetele, lahustitele, detergentidele, kuivamisele. Genoom lineaarne, kaheahelaline DNA: erinevused suuruses, geeniorientatsioonis (genoomi sees on võimalik ka tsirkularisatsioon, rekombinatsioon – HSV, VZV, CMV). Replikatsioon. Alustab viiruse glükoproteiinide ja rakupinnaretseptorite interaktsiooon. Mõne viiruse (EBV näiteks) koetropism tekib nende retseptorite koespetsiifiline ekspressioon. Nukleokapsiid vabaneb tsütoplasmasse sulandumisel, ensüümid ja transkriptsioonifaktorid kantakse rakku tegumendis. Nukleokapsiid seostub tuumamembraaniga, viib genoomi tuuma, kus toimub transkriptsioon, replikatsioon. Transkriptsioon ja viirusvalkude süntees toimub kolmes faasis: (1) vahetud varased valgud (α) – transkriptsiooni regulatsioon, raku ülevõtmine; (2) varased valgud – transkriptsioonifaktorid ja ensüümid, sh DNA polümeraas;
Sel juhul võib algse pre-mRNA splaissingu tulemusena tekkida erineva pikkusega mRNA molekule, millest osadel on valikuliselt mõni eksonitest puudu. Nende mRNA-de pealt transleeritud polüpeptiidid on omavahel lähedalt suguluses, kuid erinevates variantides, valgu isovormides, on teatavad lõigud aminohappelisest järjestusest puudu. Iga konkreetse splaissitud mRNA molekuli ja tema poolt kodeeritava polüpeptiidi vahel säilib siiski kolineaarsus. Alternatiivne splaissing võib sageli olla koespetsiifiline. Näiteks imetajate tropomüosiini erinevad isovormid mõjutavad lihaste kontraktsiooni iseloomu. Loomade erinevates organites ja kehaosades on erinevad lihastüübid, mis sisaldavad erinevaid tropomüosiini isovorme. Hiirel on leitud vähemalt 10 selle valgu erinevat isovormi. Geenisegmentide assambleerimine erinevaid immunoglobuliine kodeerivateks järjestusteks Iga antikeha (immunoglobuliin, Ig), mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise
resistentsus. Bakter ise ei ole resistentne, aga geen on. Bakterisse viiakse sisse rekombinaasi geen – spetsiifiline, mis tõstab homoloogilise rekombinatsiooni sagedust. Bakter muutub resistentseks antibiootikumi suhtes, aga ühtlasi kaotas ära geeni, mis oli sellel kohal enne Replikatsiooni mehhanismi kasutamine - saab kasutada GMO-de tekitamiseks (uurimustöö, tootmine). Hiired tehakse cre kombinaasiga, katked tekivad kahe cre järjestuse vahele. Cre calgu koespetsiifiline integreerimine. - manipuleerimiseks viiakse hiire ES rakku (embrüonaalne tüvirakk) konstrukt. Uuritavad geenid Loc saitidega. Lineaarne DNA sünteesitakse rakutuuma. Seal rekombineerub väga suure sagedusega. ES rakud on muutunud resistentseks genetsiini suhtes. Transformeeritud ES rakud süstitakse tagasi blastulasse, kus nad segunevad teiste olemasolevate tüvirakkudega. Tekivad kimäärsed hiired – sisaldavad mõlemat tunnust. Immunoglobuliinide geenid ja nende rekombinatsioon
Sel juhul võib algse pre-mRNA splaissingu tulemusena tekkida erineva pikkusega mRNA molekule, millest osadel on valikuliselt mõni eksonitest puudu. Nende mRNA-de pealt transleeritud polüpeptiidid on omavahel lähedalt suguluses, kuid erinevates variantides, valgu isovormides, on teatavad lõigud aminohappelisest järjestusest puudu. Iga konkreetse splaissitud mRNA molekuli ja tema poolt kodeeritava polüpeptiidi vahel säilib siiski kolineaarsus. Alternatiivne splaissing võib sageli olla koespetsiifiline. Näiteks imetajate tropomüosiini erinevad isovormid mõjutavad lihaste kontraktsiooni iseloomu. Loomade erinevates organites ja kehaosades on erinevad lihastüübid, mis sisaldavad erinevaid tropomüosiini isovorme. Hiirel on leitud vähemalt 10 selle valgu erinevat isovormi. Geenisegmentide assambleerimine erinevaid immunoglobuliine kodeerivateks järjestusteks Iga antikeha (immunoglobuliin, Ig), mis seondub spetsiifiliselt ainult tema poolt äratuntava bioloogilise
annaabi.ee 
