Molekulaar- ja rakubioloogia 3 KT kordamisküsimused (0)

Molekulaar-ja rakubioloogia YTM0011 KTIII kordamisküsimused, 2020 Sirjo Spuul Mõisted:  Kotranslatoorne   translokatsioon  –   valk   liigub   otse   ribosoomidelt   läbi   Eri   membraani   –   sekretoorsed
valgud (kuigi mitte kõiki ei kereteerita).
Endotsütoos  – raku väliskihi lähedal olevad ained ümbritsetakse välismembraaniga nii, et moodustuvad
transportervesiikulid, mis sisenevad rakku.
Eksotsütoos  – jääkained pakitakse membraani vesiikulitesse, mis sulavad kokku raku välismembraaniga,
mis väljutavad oma sisu keskkonda.
Sekretoorsed   valgud  –   sekretoorsed   valgud   sisaldavad   oma   N-terminaalses   otsas   (aminoterminuses)
lühikesi   järjestusi,   mis   suunavad   nende   valkude   sünteesitava   ahela   tsütoplasmavõrgustiku   valendikku
(luumenisse). 
Topogeensed järjestused – valkudes olevad lõigud, mille järjestus, arv ja paigutus määravad erisugustesse
klassidesse   kuuluvate   membraaniläbivate   valkude   sisenemise   ja   paigutuse   tsütoplasmavõrgustiku
membraanis.
Membraanivalkude   topoloogia  –   membraanivalkude   orientatsioon   membraanis   ning   mitu   korda
polüpeptiid membraani läbib; topoloogia määratakse ära Eris sünteesi käigus.
Signaali transmission     ehk signaali edestamine    sisaldab signaali teket ja selle liikumist signaali vastuvõtva rakuni.
Signaali   transduktsioon  on   protsess,   mille   käigus   toimub   signaali   vastuvõtmine,   rakusisene
edasikandumine ja primaarne vastus sellele signaalile – signaali muutmine rakuliseks vastuseks.
Parakriinne   signaliseerimine  –   signaalmolekulid   toimivad   sünteesikoha   vahetus   läheduses
(neurotransmitterid, kasvufaktorid).
Endokriinne   signaliseerimine  –   signaalmolekulid   toimivad   oma   sünteesikohast   eemal.   Tavaliselt
imetajated   kantakse   hormoone   edasi   vereringe   kaudu.   Hormoon   –   signaalmolekul,   mis   kannab   edasi
endokriinset signaliseerimist. 
Autokriinne signaliseerimine  – signaalmolekul toimib samale rakule, kus sünteesiti (kasvufaktorid, eriti
tüüpiline vähirakkudele).
Molekulaarne komplementaarsus     tähendab, et igale ligandile on spetsiifiline retseptor. 


Valkude post-translatoorne modifitseerimine 1. Mis on valkude post-translatoorsed modifikatsioonid, milliseid muutusi nad hõlmavad? Post-translatoorsedmodifikatsioonid   (PTMid)  on  valkude  lisatud  muutused  peale  valgu  sünteesi.  PTMid
hõlmavad kas aminohapete külgahelate kovalentseid muutusi või polüpeptiidahela peaahela muutusi. 2. Nimetage   tuntumaid   post-translatoorseid   modifikatsioone   (vähemalt   5)!   Ning   lisage,   kas   need modifikatsioonid on pöörduvad või pöördumatud? Fosforüülimine, atsüleerimine, metüleerimine, glükosüülimine, ubikvitüleerimine => pöörduvad. 3. Milliseid aminohappejääke eukarüootides fosforüülitakse? Milliseid prokarüootides? Eukarüootides: Seriin, Treoniin, Türosiin.
Prokarüootides: + Histidiin, Asparatraat. 4. Joonistage   valkude   fosforüülimise   ja   defosforüülimise   skeem   (valkude   aktiivsuse   regulatsioon fosforüülimise ja defosforüülimise kaudu)? Märkige ka ära, kuhu lisatakse fosfaatrühm ning millise
energia arvelt protsess toimub? Kas fosforüülimine aktiveerib või inhibeerib valkude aktiivsust? ATP energia arvelt protsess toimub. 5. Mida tähendab valkudele ´surma suudlus´ ning mis seda põhjustab? Valkude degradatsioon, seda põhjustab polü-ubikvitiin saba. 6. Milliseid post-translatoorseid modifikatsioone esineb histoonidel (histoonide sabadel)? Fosforüülimine, metüleerimine, atsüleerimine, ubikvitüleerimine. 7. Millised   valgud   on   enamasti   glükosüleeritud   ning   milliseid   valkude   omadusi   glükosüleerimine mõjutab? Milliseid glükosüleerimise liike esineb ning kirjelda neid?


Valke, mis sünteesitakse karedapinnaslisel ERil. Mõjutab glükovalkude voltumist, stabiilsust.
N-glükosüleerimine - tavalisem ning kompaktsem.
O-glükosüleerimine - ahelad üldiselt lühemad ja lihtsamad.


Valkude sorteerimine, vesikulaarne transport, sekretsioon ja endotsütoos. 1. Kus viiakse läbi valkude kvaliteedi kontroll? Miks on see oluline? Valkude kvaliteedi kontroll toimub ERis. Pakkimata, valesti või osaliselt pakitud valgud jäävad rERi ning
märgitakse lagundamiseks.  2. Milliseid   mehhanisme/radasid   kasutatakse   rakus   sünteesitud   (või   sünteesitavate)   valkude transpordiks   õigesse   asukohta   rakus?   Joonistage   lihtsustatud   skeem   ning   lisage   ka   lõplikud
sihtmärgid   (organellid)!   Märkige   ka   ära,   kus   kasutatakse   sorteerimissignaali   (SS)   ja   kus
signaalpeptiidi (SP)! 1. Signaaljärjestused - transport 
organellidesse kas valgusünteesi ajal või 
pärast , 2. Vesikulaarne(selretoorne rada) - 
transposrt ER-st sihtmärgini kasutades 
membraanseid vesiikuleid. 3. Millisteks tüüpideks jagatakse membraanivalke (membraanivalkude topoloogia alusel)? Tüüp I: N terminaalne signaalijärjestus lõigatakse, N terminus eksoplasmaatiline
Tüüp II: signaalijärjestust ei lõigata, N terminus tsütosoolis
Tüüp III: signaalijärjestust ei lõigata, N terminus eksplasmaatiline
Tüüp IV: mitu korda membraani läbivad. A klass – N terminus tsütosoolne, B klass – N terminus 
eksoplasmaatiline 4. Kirjelda   importi   tuuma   ja   eksporti   tuumast,   mis   signaaljärjestused   on   vajalikud?   Kirjelda tuumapoorikompleksi! Mis funktsioon? Impordiks tuuma on vaja tuuma impordi retseptorit Importiini ja Ran valku. 
Ran – G-valk, mis ringleb GTP ja GDP seotud vormina, andes energia ühesuunaliseks transpordiks. 
Importiin seondub NLSi sisaldava valguga ja FG-tuumaporiinidega. 


Importiin-valgu   kompleks   seondub   Ran-GTPga,   mis   põhjustab   konformatsioonilise   muutuse   importiinis
ning NLSiga valk vabastatakse.  Ka  valkude  ekspordiks  tuumast  on  vajalik  teatava  signaaljärjestuse  olemasolu.  Siinkohal  on tegemist
tuuma ekspordi signaaliga (NES), mis koosneb lühikestest hüdrofoobsetest leutsiini-või  isoleutsiinirikastest
järjestustest.  Eksport  tuumast  toimub  impordiga  sarnase  mehhanismi abil, ainult vastassuunas. Paljud
valgud sisaldavad nii NLS-e kui ka NES-e, mis tähendab, et nad liiguvad pidevalt edasi-tagasi tuuma ja
tsütosooli vahel. Selle kiiruse reguleerimisega on seega    ka    võimalik    muuta    valgu    lokalisatsiooni.  5. Milliseid vesiikulite kattevalke teate? Milliste vesiikulitega nad seotud on (milliste organellide vahel liiguvad)?  COPII – vesiiklid transpordivad valke ER-st Golgisse  COPI – vesiiklid viivad läbi retrograadset transporti Golgis ja Cis-Golgist Eri  Klatriin  koos adaptervalkudega  – vesiiklid  transpordivad valke  trans-Golgist ja plasma membraanilt
endosoomidesse, lüsosoomidesse


Signaaliülekanne I 1. Kirjelda signaaliülekande etappe! 1. Signaali vastuvõtmine raku pinnal spetsiifiliste retseptorite poolt. 
2. Signaali   edasikandumine  tsütoplasmas,  signaali  amplifikatsioon  (madalmolekulaarsed  sekundaarsed infokandjate). 3. Vastus:  a) Lühiajaline vastus – tsütoplasmas, nt valkude aktiivsuse muutused
b) Pikaajaline   vastus   –   tuumasisene   etapp   –   geeniekspressiooni   muutmine   transkriptsioonifaktorite aktivatsiooni või inaktivatsiooni kaudu.  2. Mida tähendab ligandi-retseptori seondumise afiinsus ja spetsiifilisus? Retseptori seondumise spetsiifilisus viitab sarnaste ligandide seondumisele või mitteseondumisele. Ligandi
seondumisel retseptorile toimub retseptoris konformatsiooniline muutus, millele järgneb rida reaktsioone
põhjustades rakulise vastuse. Sama ligand võib erinevates rakkudes kutsuda esile erineva vastuse – efektori
spetsiifilisus.  3. Nimeta levinumaid sekundaarseid infokandjaid rakus! Mida nad aktiveerivad?
 cAMP – aktiveerib valku kinaasi A (PKA)  cGMP – aktiveerib valku kinaasi G (PKG)   DAG – aktiveerib valku kinaasi C (PKC)  IP3 – avab Ca+2 kannali 4. Mis valgud on kinaasid? Mis tüüpi esineb ning mida nad läbi viivad? Kinaasid – ensüümid, mis fosforüleerivad valke (lisavad märklaudvalgule fosfaatgrupi).  Türosiinkinaasid – lisavad fosfaatgrupi Tyr jäägi OH rühmale.  Seriin/Treoniinkinaasid – lisavad fosfaatgrupi Ser/Thr jäägi OH rühmale (või mõlemale). Igal kinaasil on oma spetsiifiline märklaudvalk – oluline on järjestus fosforüleeritava AH ümber. Üks valk
võib olla fosforüleeritud erinevate kinaaside poolt. Seovad ATPd. Kinaaside enda aktiivsus on enamasti
reguleeritud fosforüleerimisega.  5. Mis valgud on fosfataasid? Fosfataasid – ensüümid, mis eemaldavad fosfaatgrupi. 


6. Kirjeldage   G-valke,   mis   tüüpi   esineb   signaaliülekanderadades?   Millises   vormis   on   G-valgud aktiivsed/inaktiivsed? Mis valgud osalevad G-valkude aktiveerimisel/inaktiveerimisel? Esinevad kõikides pro- ja eukarüootides. G-valgud on aktiivsed, kui on seotud GTPga ja inaktiivsed, kui on
seotud GDPga. GTP ja GDP vahetus on tugevasti reguleeritud.  Signaaliülekande radades esineb kahte tüüpi G-valke:  1. Heterotrimeersed   G-valgud   –   seonduvad   raku   pinnal   olevate   retseptoritega   ja   aktiveeritakse nende poolt – G-valk seoselised retseptorid, GPCR, käituvad GEFidena. 2. Monomeersed G-valgud, väikesed G-valgud (madalmolekulaarsed) – ei seo otse retseptorit Osalevad raku jagunemise ja liikumise reguleerimises, valkude sorteerimine, sekretoorne rada.  G-valkude aktiveerimisel osalevad GEF-id, G-valkude inaktiveerimisel osalevad GAP-id. 3. Mis retseptoritega seonduvad G-valgud? Miks need retseptorid on olulised? G-valk seoselised retseptorid, GPCRid on kõige arvukamad retseptorid rakupinnal GPCRid.  Vähedavad   palju   erinevaid   signaale:   hormoonid   (glükogeeni   ja   rasva   metabolism),
neurotransmitterid, valguskiirgus, lõhnad  GPCRe kasutatakse palju närvirakkudes – neuronaalsed signaalirajad 


Signaaliülekanne II 1. Teada 4 põhitüüpi (8 alatüüpi) signaaliülekande rada, mis viib geeniekspressiooni muutusteni! Teada tuleks,   milline   signaal   aktiveerib   raja,   mis   retseptorit   kasutatakse,   retseptori   eripära,   millistele
valkudele antakse signaal edasi ning kuidas viiakse signaal tuuma!  Retseptor-Seriin/Treoniin – kinaasid  Tsütokiinide retseptorid ja JAK/STAT rada 