1. Eukromatiin: Seal paiknevad aktiised geenid Ei ole väga tihedalt pakitud 1. Heterokromatiin: Tugevasti kondenseerunud Peamiselt kõrgkordus DNA Tuuma ümbruse lähedal Nt: X-inaktivatsioon Kromosoomivalgud 1. Histoonid: Struktuurivalgud aluselised Neutraalse pH juures positiivse laenguga (20-30% arginiini ja lüsiini) 5 klassi: H1, H2A, H2B, H3, H4 (spermatosoidides protamiinid) Moodustavad kromatiinist struktuurseid alaüksusi - nukleosoome Fülogeneetiliselt konserveerunud 1. Mittehistoonsed kromosoomivalgud: Tugevalt happelised Neutraalse pH juures negatiivse laenguga Miks on DNA pakkimine vajalik? 1. DNA peab mahtuma rakutuuma (Genoomi kogupikkus u 2m!) 2. DNA peab tütarrakkude vahel jagunema võrdselt 3. Et genoom oleks lihtsamalt ja efektiivsemalt manipuleeritav Mitokondriaalne DNA Mitokondrid tekkinud endosümbioosi teel
ribonukleotiidid. RNA on peamiselt üheahelaline. RNA-s lämmastikualused: A, U (uratsiil), C, G – paarid A ja U ning C ja G. Kõikides rakkudes on 3 RNA tüüpi: 1. Informatsiooni RNA (mRNA – 5 %) - toob ühe geeni info rakutuumast välja, ribosoomi. 2. Transport RNA (tRNA – 15 %) - toob aminohapped ribosoomi 3. Ribosoomi - RNA (rRNA – 80 %) - on ribosoomi ehitusmaterjal. Kus DNA ja RNA paiknevad loomsetes rakkudes? – rakutuumas Kromosoom – rakutuuma element. - On kromatiinist (DNA ja valkude kompleks) moodustunud kepikujulised struktuurid, milles asuvad lineaarses järgnevuses ja kindla paiknevusega geenid. Kromosoomide ehitus – Kahekromatiidiline, moodustub DNA replikatsiooni tulemusena. Kromatiidid on omavahel ühendatud tsentromeeri abil. Kumbki kromatiid koosneb ühest DNA molekulist. Kromosoomi õlg: p – lühem õlg, q – pikem õlg. Kromosoomivöödistus - heledamini ja tumedamini värvunud alade vaheldumine piki kromosoomi.
allüksuste moodustumine TÄHTSUS - Sisaldab ja säilitab raku pärilikku informatsiooni, kontrollib raku elutegevust Mõisted: kromatiinaine lahti keerdunud kromosoomid eukromatiin - aktiivne DNA o värvub nõrgemalt o hõredamalt kokku pakitud o paikneb tsentraalselt o histoonid on DNA-ga nõrgemalt seotud o seal paiknevad ainult transkribeeritavad geenid o moodustab 10% kromatiinist o sisaldab rohkesti regulatoorseid valke Heterokromatiin - inaktiivne DNA o värvub tugevamalt o maksimaalselt kokku pakitud o paikneb perifeerselt o seal paiknevat DNA-d ei transkribeerita o moodustab 90% kromatiinist, sisaldab rakule hetkel mittevajalikke geene o Seal paiknevad tsentromeer, Barr'i kehake, replikatsiooni alguspiirkonnad
kromosoomide ristsiire - Profaas I-es toimuv protsess, mille käigus kromosoomid liibuvad kokku ja vahetavad omavahel võrdse pikkusega osi. Tagab erineva geneetilise materjali. Meioosi etapid 0. Interfaas ● DNA materjali kahekordistumine ● Tsentrioolide kahekordistumine Meioos I (1 → 2) 1. Profaas I ● Moodustuvad kääviniidistik ja tuum ● Tuumakesed lõhustuvad ● Kromatiinist moodustuvad kahekromatiidilised kromosoomid ● Toimub kromosoomide ristsiire (homoloogilised kromosoomid vahetavad võrdseid osi) 2. Metafaas I ● Homoloogilised kromosoomid koonduvad raku ekvatoriaaltasandile ● Kääviniitide kinnitumine 3. Anafaas I ● Kääviniidid lühenevad, kromosoomid lahknevad poolustele 4. Telofaas I ● Toimub tsütokinees, tekib 2 tütarrakku (milles on veel diploidsed e. kahekromatiidilised kromosoomid) Meioos II (2 → 4)
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. Osa inaktiivsest kromatiinist on rakutuumas tugevasti kokku pakitud ja moodustab nn. heterokromatiini. Heterokromatiinis on kromatiin pakitud kõrgema järgu struktuuridesse, lokaliseerub tuuma ümbrise läheduses. Heterokromatiin on üks osa inaktiivsest kromatiinist. X-kromosoomi heterokromatiniseerumine e. X-inaktivatsioon. Kõikide emaste imetajate teine X-kromosoom kondenseerub ning seal olevad geenid inaktiveeruvad. X-kromosoomi
teise. rakuväline aine (EMT)-Sünteesitakse fibroblastide poolt ja moodustab ekstratsellulaarseid membraane: Kollageen – peamine valk, kolm keerdunud ahelat :Elastiin, Fibronektiin,Laminiin 17. Rakutsükkel-on kõrgelt organiseeritud sündmuste jada, mille tulemusena toimub rakkude jagunemine ja paljunemine* tsükli käigus DNA replikeerub. Rakutsüklifaasid- * Interfaas RNA ja valkude süntees S-faas: DNA replikatsioon (sünteesi faas): iga kromosoom koosneb kahest (õde)kromatiinist, mille faasi lõpp juhatab sisse järgmise e. M-faasi* M-faas: mitoos, kromosoomide segregatsioon, rakkude lõplik jagunemine tsütokineesi faasis. Mitoos-kromosoomide jagunemine ühesugusteks tütarkromosoomideks ja selle järgnev tuuma jagunemine(pro-,meta-,ana-,telofaas) 18. Meioos- rakkude diferentseerumise prots. Oogenees-Embrüonaalses ovaariumis toimub idurakkude mitootiline paljunemine, sellel perioodil nimetatakse neid oogoonideks.Teatud ajal algab oogoonide
moodustavad silmuseid, mis kinnituvad tuumamaatriksile. 18 silmust keerduvad rosettideks. Ligikaudud 106 rosetti eksisteerib inimese 4. kromosoomi igas kromatiidis. Histoonid on valgud, mis seostuvad tugevalt DNAga ning esinevad kõikide eukarüootide kromosoomides. Mittehistoonsed valgud on geeni ekspressiooni regulaatorid 7. Kromatiin ja nukleosoomid Kromatiin on nukleiinproteiin-kompleks, mis koosneb DNAst, histoonidest ja mittehistoonsetest kromoomsetest valkudest. Kromatiinist koosneb eukarüoodi kromosoom. Kromatiini esineb struktuurselt erinavais vormis: a) heterokromatiin- e.kondenseerunud kromatiinaine, 10% genoomist. Sisaldab põhiliselt mittetranskribeeritavaid struktuurgeene ja kordusjärjestusi. Tsentromeerne ja telomeerne ala on heterokromatiin b) eukromatiin-e. vähem kondenseerunud kromatiinaine. On see osa, mis katab transkriptsiooniliselt aktiivset ala ja on seetõttu ka lõdvemalt pakitud.
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). Suur osa kromatiini rakutuumas ongi kokku pakitud kõrgema järgu struktuuridesse. Heterokromatiin. Aktiivne ja inaktiivne kromatiin. Osa inaktiivsest kromatiinist on rakutuumas tugevasti kokku pakitud ja moodustab nn. heterokromatiini. Heterokromatiinis on kromatiin pakitud kõrgema järgu struktuuridesse. Heterokromatiin lokaliseerub tuuma ümbrise läheduses ja paistab elektronmikroskoobis hästi tumedana. Molekulaarbioloogilised uuringud on näidanud, et enamik heterokromatiini koostises olevat DNA-d on kõrgkordus DNA, mida praktiliselt üldse ei transkribeerita. Aktiivne kromatiin erineb ülejäänust
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). Suur osa kromatiini rakutuumas ongi kokku pakitud kõrgema järgu struktuuridesse. Heterokromatiin. Aktiivne ja inaktiivne kromatiin. Osa inaktiivsest kromatiinist on rakutuumas tugevasti kokku pakitud ja moodustab nn. heterokromatiini. Heterokromatiinis on kromatiin pakitud kõrgema järgu struktuuridesse. Heterokromatiin lokaliseerub tuuma ümbrise läheduses ja paistab elektronmikroskoobis hästi tumedana. Molekulaarbioloogilised uuringud on näidanud, et enamik heterokromatiini koostises olevat DNA-d on kõrgkordus DNA, mida praktiliselt üldse ei transkribeerita.
Geneetika kordamisküsimused 1. Mis on kromosoomid? Kromosoom on rakutuuma element, mis moodustub mitoosi- või meioosiprotsessiks (ainult siis mikroskoobist nähtav). Kromosoomid on moodustunud kromatiinist (DNA ja valkude kompleks), on kepikujulised struktuurid ja sisaldavad geene. Iga kromosoom koosneb ühest DNA molekulist. 2. Telomeer, tsentromeer Telomeer on DNA ahela piirkond, mis asub kromosoomi otstes. Telomeeri ülesandeks on kaitsta kromosoomi otsi kahjustuse eest. Iga jagunemise käigus väheneb DNA ahela pikkus kromosoomi otstest just telomeeride piirkonnast, see on hea selleks, et kahjustada ei saaks olulised geenid. Teiseks telomeeri ülesandeks on rakujagunemiste regulatsioon
mis maarab ara teatud tunnuse kujunemise. Geen sisaldab ca 600 nukleotiidipaari. Geenid kontrollivad kindlate valkude sunteesi ja mojutavad uhe voi teise tunnuse arengut. Koromosoomid mitoosis ja meioosis Kromosoomid interfaasis Interfaasses rakutuumas on kromosoomid despiraliseerunud ja moodustavad pikki peeni niite. Kromosoomide kuju, suurust ja arvu pole selles staadiumis voimalik eristada. seetottu raagitakse interfaasse tuuma puhul kromatiinist ehk kromatiinisubstantsist. Kromatiini korval on interfaasses tuumas nahtav tuumake, kus sunteesitakse ribosoomi RNA-d. Interfaasis on rakutuum metaboolselt koige aktiivsem. Sel ajal toimuvad seal jargmised protsessid: 1) Presunteetiline staadium (G1) toimub intensiivne RNA ja valgusuntees ja raku kiire kasvamine 2) Sunteesistaadium (S) toimub DNA replikatsioon, mistottu faasi lopus on rakk DNA hulgalt tetraploidne
genoomi moodustava DNA kogupikkus nt ~1m. Erinevate kromosoomide DNA pikkus varieerub 15-85 millimeetrini. Inimese kõige suurem kromosoom on metafaasis ainult 10 µm pikkune ja läbimõduga 0,5 µm. Kromatiin koosneb peamiselt DNAst ja valkudest. Valgud jagunevad kaheks: histoonid (aluselised valgud, struktuuri kujundav roll) ja tugevalt happelised mittehistoonsed kromosoomivalgud. Histoonid on DNAga kompleksseerunud, moodudtades kromatiinist struktuurseid alaüksuseid nukleosoome. 47. Mis funktsioon on eukarüootsetes kromosoomides tsentromeeridel ja telomeeridel? Anafaasis kinnituvad tsentromeeridele kääviniidid. Metafaasi kromosoomis on tsentromeeri ala jälgitav kokkusurutud piirkonnana. Telomeeridel 3 põhilist funktsiooni: 1) Takistavad DNA molekulide otste lagundamist nukleaaside poolt. 2) Takistavad erinevate DNA molekulide otste kleepumist.
(Vihje: nukleotiidi Mr . 340, aminohappe Mr . 150) 6. Milline on DNA molekulide tertsiaarse struktuuri levinuim vorm? Selgitage ensüüm DNA güraasi (topoisomeraas II) rolli DNA tertsiaarse struktuuri kujundamisel. DNA molekuli levinuim vorm tavaliselt keerdunud spiraalid. Giraasid on ensüümid, mis toimib nagu pinge lõdvendaja superspiraalide tekke juuresolekul. Bakterite DNA giraasid on tihtipeale anitbiootikumide hävitamise eesmärgid. 7. Eukarüootsed kromosoomid formeeruvad kromatiinist, mis koosneb DNAst, histoonidest ja mittehistoonsetest valkudest (iseloomustus keemilise koostise järgi). Kirjeldage eukarüootsete kromosoomide struktuuri formeerumist. Kuna inimese rakk on eukarüootne, siis inimese kromosoomi formeerumist saab näha järgnevalt. 8. Mis on nukleosoom ja milline on nukleosoomi struktuur? Kromosoomi struktuur. DNA kaksikheeliks keerdub 2x ümber histooni oktameeri moodustades
2. Raku mõiste, üldine ehitus Rakk (cellula) on väikseim üksus, millel on kõik elu tunnused. Rakku ümbritseb rakumembraan, mille põhilipiidid (fosfolipiidid) moodustavad fosfolipiidse kaksikihi. Lisaks lipiididele esineb veel valke, süsivesikuid, kolesterooli. Raku elussisu (va rakutuum) on tsütoplasma, kus asuvad kõik raku organellid. Kahekordse membraaniga organellid * rakutuuma sisekeskkond on karüoplasma. Raku elutegevuse juhtimine. Tuumas paiknevad kromatiin (kromatiinist koosnevad kromosoomid) ja tuumake. Tuumamembraanis esinevad tuuma poori kompleksid (NPC), läbi mida liiguvad makromolekulid tuuma ja tsütoplasma vahel. Tuumake on hägusate piiridega moodustis, millel puudub membraan. Tuumakese peamiseks ülesandeks on rRNA süntees ja ribosoomide moodustamine. * mitokonder Ühekordse membraaniga organellid * sile tsütoplasmavõrgustik (sER) – membraanse ehitusega kanalikeste ja tsisternikeste süsteem. sER
Histoonidel on põhiline kromosoomi struktuuri kujundav roll. Kõrgemate eukarüootide kromatiin sisaldab ekvivalentses hulgas histoone ja DNA-d. Taimedel ja loomadel on 5 klassi histoone H1, H2a, H2b, H3 ja H4. Need valgud on olemas peaaegu kõigis rakutüüpides v. a. spermarakkudes, kus nad on asendatud protamiinidega, mis on samuti aluselised valgud. Histoonid on DNA-ga spetsiifiliselt komplekseerunud, moodustades kromatiinist struktuurseid alaüksusi, mida nimetatakse nukleosoomideks. Üks nukleosoom on läbimõõduga 11 nm ning 6 nm kõrgune struktuur. Histoonid on fülogeneetiliselt väga tugevalt konserveerunud. Eukarüootse kromosoomi pakkimine. Metafaasi kromosoomi kondensatsiooniaste on võrreldes DNA molekuli kontuurpikkusega 10000 kordne. Võrreldes interfaasi kromosoomidega on meioosi ja mitoosi kromosoomid rohkem kondenseerunud. Eukarüoodi kromosoomi
mis määrab ära teatud tunnuse kujunemise. Geen sisaldab ca 600 nukleotiidipaari. Geenid kontrollivad kindlate valkude sünteesi ja mõjutavad ühe või teise tunnuse arengut. KOROMOSOOMID MITOOSIS JA MEIOOSIS Kromosoomid interfaasis Interfaasses rakutuumas on kromosoomid despiraliseerunud ja moodustavad pikki peeni niite. Kromosoomide kuju, suurust ja arvu pole selles staadiumis võimalik eristada. Seetõttu räägitakse interfaasse tuuma puhul kromatiinist ehk kromatiinisubstantsist. Kromatiini kõrval on interfaasses tuumas nähtav tuumake, kus sünteesitakse ribosoomi RNA-d. Interfaasis on rakutuum metaboolselt kõige aktiivsem. Sel ajal toimuvad seal järgmised protsessid: 1. Presünteetiline staadium (G1) toimub intensiivne RNA ja valgusüntees ja raku kiire kasvamine 2. Sünteesistaadium (S) toimub DNA replikatsioon, mistõttu faasi lõpus on rakk DNA hulgalt tetraploidne 3
Kõrgemate eukarüootide kromatiin sisaldab ekvivalentses hulgas histoone ja DNA-d. Taimedel ja loomadel on 5 klassi histoone H1, H2a, H2b, H3 ja H4. Need valgud on olemas peaaegu kõigis rakutüüpides v. a. spermarakkudes, kus nad on asendatud protamiinidega, mis on samuti aluselised valgud. Eritüüpi histoone on kromatiinis kindel hulk, mis on väljendatav molaarse suhtena 1 H1: 2 Ha: 2 H2b: 2 H3: 2H4. Histoonid on DNA-ga spetsiifiliselt komplekseerunud, moodustades kromatiinist struktuurseid alaüksusi, mida nimetatakse nukleosoomideks. Üks nukleosoom on läbimõõduga 11 nm ning 6 nm kõrgune struktuur. Histoonid on fülogeneetiliselt väga tugevalt konserveerunud. Kromosoom koosneb ühest pikast DNA molekulist Veenvaid tõendeid selle kohta, et kromosoomi moodustab algusest lõpuni üks DNA molekul ("unineemi mudel"), saadi lambiharjakromosoomide tsütoloogilistel uuringutel. Lambiharjakromosoomid on
Kõrgemate eukarüootide kromatiin sisaldab ekvivalentses hulgas histoone ja DNA-d. Taimedel ja loomadel on 5 klassi histoone H1, H2a, H2b, H3 ja H4. Need valgud on olemas peaaegu kõigis rakutüüpides v. a. spermarakkudes, kus nad on asendatud protamiinidega, mis on samuti aluselised valgud. Eritüüpi histoone on kromatiinis kindel hulk, mis on väljendatav molaarse suhtena 1 H1: 2 Ha: 2 H2b: 2 H3: 2H4. Histoonid on DNA-ga spetsiifiliselt komplekseerunud, moodustades kromatiinist struktuurseid alaüksusi, mida nimetatakse nukleosoomideks. Üks nukleosoom on läbimõõduga 11 nm ning 6 nm kõrgune struktuur. Histoonid on fülogeneetiliselt väga tugevalt konserveerunud. Kromosoom koosneb ühest pikast DNA molekulist Veenvaid tõendeid selle kohta, et kromosoomi moodustab algusest lõpuni üks DNA molekul ("unineemi mudel"), saadi lambiharjakromosoomide tsütoloogilistel uuringutel. Lambiharjakromosoomid on
annaabi.ee 
