Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused

Q: Millest sõltub?

Vastus leiad õppematerjalist: Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused

Heinmaa, Mihkel

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused (1)

Bioloogia - Molekulaar - ja rakubioloogia loengud

5 VÄGA HEA

Esitatud küsimused

Millest sõltub?

Lehekülg | 10
MOLEKULAAR - JA RAKUBIOLOOGIA | YTM0011
I KONTROLLTÖÖ KORDAMISKÜSIMUSED | 20/09/10
I VALKUDE STRUKTUUR

Aminohapped , aluselised ja happelised , hüdrofiilsed ja hüdrofoobsed, polaarsed vs. mittepolaarsed, kõrvalahelate tüübid.
Aluselised: Lüsiin, Arginiin , Histidiin . Happelised: Aspartaat, Glutamaat.
Hüdrofoobsed: Alaniin , Valiin, Leutsiin , Metioniin, Isoleoutsiin , Fenüülalaniin, Trüptofaan, Tyrosiin . Hüdrofiilsed: Arginiin, Lüsiin, Aspargiin , Glutamaat, Proliin , Aspartaat.
Polaarsed: Türosiin, Histidiin, Lüsiin, Arginiin, Aspartaat, Glutamaat, Treoniin, Seriin , Aspargiin, Glutamiin . Mittepolaarsed: Alaniin, Valiin, Leutsiin, Isoleutsiin, Fenüülalaniin, Metioniin, Proliin, Trüptofaan.

Peptiidside, C ja N teminus, peptiidid ja valgud , dalton .
Peptiidside on kovalentne side peptiidides aminohapete vahel. Formeerumisel eraldub vesi. Esineb harilikult trans-konformatsioonis; on iseloomult osaline kaksikside; ~0,133nm pikk (lühem kui üksikside, pikem kui kaksikside); tänu kaksksideme iseloomule on 6 peptiidsideme aatomit asetunud planaarselt; peptiidi põhiskelett on kergelt laetud.
Polüpeptiid on aminohapete järjestus. Peptiid on aminohapete järjestus, millel puudub selgelt defineeritud 3D struktuur (lühemad kui 100 aminohapet). Valk on 3D mõõtmelise struktuuriga polüpeptiidahelad, sageli olemas ka kvaternaarsstruktuur.
Valkude järjestuses eristatakse N- ja C- terminust (vaba amino rühm, või vaba karboksüülrühm). Valk kasvab alati N-terminusest C-terminusse.
Dalton on aatommassiühik, s.o mikroosakeste massi mõõtühik, 1/12 süsiniku isotoobi C-12 aatommassist . 1 da = 1/NA (NA on avogadro arv).

Valgu struktuuritasemed, interakstsioonid, mis stabiliseerivad struktuure
Sekundaarstruktuur on polüpeptiidahela mingi osa lokaalne konformatsioon, mis on stabiliseeritud vesiniksidemetega amiidrühma vesiniku ja karbonüülrühma hapniku vahel.
Tertsiaarstruktuur on kogu polüpeptiidahela kolmemõõtmeline struktuur. Valgud pakitakse nii, et tekiksid kõige stabiilsemad struktuurid (palju vesiniksidemeid ja minimaalne kontakt solvendiga).
Kvaternaarstruktuur on viis kuidas monomeersed subühikud on omavahel ühendatud multimeerseks valgu molekuliks.
Interaktsioonid , mis stabilisserivad kõrgemaid struktuuritasemeid:
Vesiniksidemed – polaarne interaktsioon , kus elektropositiivne H on jagatud kahe elektronegatiivse aatomi vahel (0,30nm)
Ioonsidemed – elektrostaatilised interaktsioon erilaenguliste aatomite vahel (0,25nm)
Van der Waals interaktsioonid – kahe kõrvutipaikneva aatomi elektronpilve fluktuatsioonidest tulenev jõud (0,35nm)
Hüdrofoobne interaktsioon – kahe hüdrofoobse kõrvalahela vahel
Disulfiidsidemed – kovalentsed sidemed Cys vahel

- heeliks ja  sheet, amfipaatsed heeliksid, paraleelsed ja antiparaleelsed lehed
α-heeliks – üldlevinud valkude sekundaarstruktuurielement; stabiliseeritud lähestikku asuvate aminohappejääkide peptiidsideme amiidrühma vesiniku ja karbonüülrühma hapniku vaheliste vesiniksidemete poolt. 3,6 jääki pöörde kohta; tõus jäägi kohta: 1,5 Å
β-leht – kõrvutiasetsevad ja omavahel vesiniksidemetega seotud järjestuselõigud. On kas paralleelsed (samasuunalised) või antiparalleelsed (vastassuunalised). Tõus jäägi kohta 3,47 Å (antiparal.); 3,25 Å ( paral .)
Amfipaatne heeliks – kus hüdrofoobsede jäägid on klaserdunud hüdrofiilsetele diametraalselt (nn. coiled-coil kõremate struktuuride teke).

Valgu struktuuride kujutamise viisid.
Levinud on järgmised graafilised vormid: Skelett (C-backbone), ball and stick , sekundaarstruktuuri elementidega, pinnalaengu jaotusega.

Valkude modulaarsus, domäänid ja motiivid.
Valgud koosnevad erinevatest osadest, nad ei ole pidevad , nad on modulaarsed. Valgumoodulid e domeenid on valgumolekulide polüpeptiidahelates esinevad iseseisva struktuuri ja funktsiooniga üksused. Struktuurimotiivid on regulaarsed kombinatsioonid kombineerunud sageli sekundaarstruktuurides.

Järjestuste homoloogia, valkude perekonnad.
Järjestuse homoloogia võimaldab seonduda erinevad valgud evolutsiooniliselt. Homoloogilised struktuurid pärinevad samast eellasest, kuid ei pea täitma sama funktsiooni. Valgu perekond on grupp evolutsiooniliselt lähedasi valke.

Valkude de- ja renaturatsioon .
Valgu denaturatsioon on tema kõrgem taseme struktuuride hävinemine rõhu, tempi , aluse, happe vms mõjul.
Valgu renaturatsioon on valgu kõrgema struktuuri taastumine detergendi , rõhu, reagendi vms abil.

Valkude natiivne pakkimine, chaperonid .
Valkude kõrgemad struktuurid on kodeeritud tema järjestuses. Valkude pakkimine natiivseteks toimub posttransaltsiooniliselt.Pakkimine algab vahetult pärast polüpeptiidi väljumist ribosoomist. Efektiivsus on tagatud spetsiaalsete valkude – molekulaarsete tšaperonidega. Ilma tšaperonideta toimuks paljude valgudomeenide vahestruktuuride agregatsioon. Eukarüüootidel vähemalt 2 suuremat klassi chaperone – Hsp60 ja Hsp70.

Hsp70 molekulaarne mehhanism valkude pakkimisel.
Hsp70 tunneb ära uute sünteesitud peptiidahelate kokkupakkimata piirkonnad, eriti hüdrofoobsed alad. Ta seondub nendele piirkondadele ning kaitseb neid kuni produktiivse kokkupakkimiseni.

GroEL molekulaarne mehhanism valkude pakkimisel.
GroEL moodustab kaks heptameerset ringi, mis mõlemad on kambrid, kuhu valk saab siseneda ning GroES moodustab kaane , mis siis selle kambri katab. Pärast ATP seondumist toimub chaperonis konformatsiooniline muutus läbi mille osa hüdrofoobseid piirkondi mis olid vajalikud substraadi seondumiseks kaovad. Samuti seondub GroES, mis suleb chaperoni õõnsusesse substraadi, järgneb ATP hüdrolüüs. Ko-chaperoni seondumine ja ATP hüdrolüüs toovad kaasa veel suuremad konformatsioonilised mutused, mille tagajärjel muutub chaperoni sisene õõnus väga hüdrofiilseks erinevalt algsest hüdrofoobsest. ATP seondumine teisele ringile soodustab GroES-i ja ADP ning substraadi vabanemise vabanemise esimesest ringist. Enamasti läbivad valgud chaperonini tsüklit mitu korda enne kui nad korralikul ta pakkinud on.

Valkude keemiline vananemine .???
Valkude eluiga on determineeritud tema järjestusega. Keemiline vananemine Gln Asn deaminatsioon.

Lüsosomaalne ja ubikvitiin-sõltuv valkude degradatsioon .
Ubikvitiin sõltuv degradatsioon toimub proteasoomides. ATP-sõltuv proteaas – 1% koguvalgust – 76AA jääki, tsütosoolne. Ubikvitiin seotakse degradeerimisele määratud valgu külge ensümaatiliselt, seda toimetab spetsiaalne ensüüm, mis paneb ubikvitiini sellele valgule lüsiini jäägi külge. Ubikvineeritud valgud tuntaksegi ära proteasoomide poolt.
Lüsosomaalne degradatsioon?

Valkude topoloogia .
Valkude bioloogilise aktiivsuse avaldumine toimub kindlates kohtades, selle realiseerimiseks kasutatakse erinevaid signaaljärjestusi. 2 tüüpi: (1) võivad olla järjestikused, (2) moodustada valgu eri osades selle pakkimise tulemusena.

Posttranslatoorsed modifikatsioonid.
Atsetüleerimine (N-α-atsetüültransferaas); N- terminaalne metülatsioon; N-terminaalne müristoüleerimine; Lipiidide lisamine; C-terminaalne amidatsioon; glükosüleerimine, fosforüleerimine; GTP-d hüdrolüüsivad lülitid.
Protein self-splicing – mehhanism, kus aktiivne valk saadakse pärast valgu autokatalüütilist modifitseerimist – lõigatakse välja osa järjestustest (intein) ja ligeeritakse ülejäänud valk kokku.
II VALKUDE INTERAKTSIOONID

Ligand, sidumissait, afiinsus , dissotsatsioonikonstant.
Ligand on valguga spetsiifiliselt interakteeruv molekul (polüpeptiid või mittevalguline). Ligandi seondumine toob märklaudvalgus esile konformatsioonilisi muutusi.
Afiinsus on ligandi (k.a ensüümi) spetsiifilisuse mõõt.
(ligandi siduv sait retseptoritel , substraati siduv sait ensüümidel, atiivsait ensüümidel)
Dissotsiatsioonikonstant on happe tugevuse kvantitatiivne mõõt. Mida suurem on Ka arvväärtus, seda rohkem hape dissotsieerub (laguneb ioonideks), st seda kangem on hape.

Ensüümreakstiooni parameetrid Vmax ja Km.
Km – kineetiline aktiveerimiskonstant, avaldub EnsüümSubstraat kompleksi moodustumise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu: , (M). Km on substraadi kontsentratsioon, mille juures v0=1/2Vmax. Km arvväärtus on ES kompleksi tugevuse väljendaja: mida suurem on väärtus, seda nõrgem on kompleks ( substraat ja ensüüm nõrgalt seotud).
Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon kunagi ei saavuta. Vmax = k2[ET], (M/s). Vmax saavutamiseks peaksid kõik ensüümi molekulid olema seotud substraadiga, substraadi kontsentratsiooni tõstmisel reaktsiooni algkiirus läheneb asümptootiliselt Vmax väärtusele.

Mehanismid, mis reguleerivad valkude afiinsust, allosteeriline kontroll
(1) Allosteerilised üleminekud (allosteeriline kontroll). (2) Fosforüleerimine – defosforüleerimine. (3) Proteolüütiline modifitseerimine ( aktivatsioon või innaktivatsioon). (4) Valkude kompartmentalisatsioon – ensüüm kas pääseb või ei pääse substraadile ligi.
Allosteerilisteks nii ensüüme, mida reguleeritakse regulatoorsete molekulide, nn allosteeriliste efektorite, pöörduva mittekovalentse sidumise kaudu. Allosteerilised efektorid sünteesitakse sama metaboolse raja mõnes teises etapis , efektroid võivad olla nii otseside aktivaatorid kui ka tagasiside inhibiitorid. Omavad regulatoorset e allosteerilist tsentrit efektori sidumiseks. On oligomeersed kvaternaarse struktuuriga valgus. Toimivad rakumetabolismis regulaatoritena. Allosteerilised valgud võivad esineda ühest kahest olekus: R (lõdvestunud) ja T (pingestunud). S puudumisel domineerib T-olek. S sidumisel nihkub tasakaal R-oleku kasuks.
III VALKUDE UURIMISE MEETODID

Tsentrifuugimine, diferentsiaal ja gradientfuugimine.
Tsentrifuugimisega on võimalik eraldada osakesed, mis erinevad massi või tiheduse poolest. Suurendades tsentrifuugi kiirust on võimalik katseklaasi põhja viia järjest väiksemaid osakesi.
Diferentsiaalfuugimine – kaks või enam fuugimist erinevatel tingimustel.
Gradientfuugimine – teostatakse saharoosis või soolagradiendis.
(Sedimentatsioonikoefitsent S = 10-13 sek.

Ioonvahetuskromatograafia , hüdrofoobsuskromatograafia, geelfiltratsioon- kromatograafia , afiinsuskromatograafia.
Vedelikkromatograafias toimub eraldamine valgumolekulide erinevaid füüsikalis-keemilisi omadusi kasutades.
Ioonvahetuskromatograafia – eraldamine vastavalt valkude laengule.
Hüdrofoobsuskromatograafia – vastavalt valkude hüdrofoobsusele.
Geelfiltratsioon-kromatograafia – vastavalt valgumolekuli suurusele.
Afiinsuskromatograafia – vastavalt interaktsioonidele.

Elektroforees , SDS-PAGE põhimõte, isoelektriline fokuseerimine, 2D elektroforees, valgu sõrmejälg (protein fingerprinting).
Elektroforees kujutab endast laetud molekulide liikumist elektriväljas. Valkude elektroforees viiakse läbi pooltahkes keskkonnas – geelis.
SDS-PAGE – valgud denatureeritakse ja „laetakse“ SDS molekulidega (SDS’l on negatiivne laeng ja on võimeline katma suvalisi valgu molekule. Valgu pinnale tekib tugev negatiivse laenguga kate. SDS molekule on kattes nii palju, et valgule endale iseloomulik laeng tähtsust enam ei oma), sellisel juhul sõltub liikumiskiirus vaid molekuli suurusest .
Isoelektriliseks fokuseerimiseks (IEF) nim valkude lahutamist elektriväljas vastavalt nende isoelektrilisele punktile – elektriväljas liiguvad valgud niikaua , kuni satuvad piirkonda, kus nende laeng neutraliseerub keskkonna pH mõjul.
2D-elektroforees. Kahesuunalisel elektroforeesil (2D-elektroforees) eraldatakse valgud kõigepealt vastavalt nende laengule (IEF) ja seejärel vastavalt nende molekulmassile (SDS-PAGE).
Valgu sõrmejälg. Protein fingerprinting on analüütiline tehnika valgu identifitseerimiseks. Esmalt tundmatu valk lõhutakse väiksemateks peptiidideks, millede absoluutmassi saab täpselt massspektromeetriga mõõta. Neid masse võrreldakse siis andmebaasis olevate tuntud valkude järjestustega. Tulemusi anlüüsitakse statilistiliselt, et leida sobivaim vaste (umbes nii).

Mass-spektriomeetria, NMR, röntkenstruktuuri analüüs, peptiidide keemiline süntees.
Mass-spektormeetria on analüütiline laboritehnika, mille käigus identifitseeritakse molekulid vastavalt nende massi/laengu suhtele.
Tuuma-magnet resonants (NMR) ona anlüütiline tehnika, kus mõõdetakse raadiosagedusliku kiirguse mõju valgumolekuli tuumade spinnidele. Lähedalasuvad aatomid mõjutavad üksteist ja selle kaudu on võimalik välja arvutada nende paiknemine üksteise suhtes. Saadakse 3D valgustruktuur.
Röntgenstruktuuri analüüs on analüütiline meetod määramaks molekulide paiknemist kristallides, kus röntgenkiired löövad kristalli ja murduvad paljudesse kindlatesse suundadesse. Vastavlt murdenurga ja murdunud kiirte tugevusele suudab kristallograaf genereerida kolmemõõtmelise pildi elektronide tihedusest kristallis.
Peptiidide keemiline sünteesis liidetakse aminohapped vastavalt vajadusele ükshaaval. Et saada kindla järjestusega peptiidi, tuleb tuleb kaitsta esimese aminohappe aminorühm ja teise (s.o liidetava) aminohappe karboksüülrühm. Karboksüülrühm kaitstakse tavaliselt metüleerimisel, aminorühma kaitsmisel kasutatakse Boc või Fmoc rühma.

Proteoomika , definitsioon.
Proteoomika on uurimus kõigist genoomi poolt kodeeritud valkudest, nende dünaamikast kindlalt defineeritud tingimustel. ( Proteoom – kindlal ajahetkel ekspresseerunud valkude kogum.
IV NUKLEIINHAPPED

Nukleotiid , nukleosiid , deoksüriboos (valemid).
Nukleotiid = nukleosiidfosfaat = lämmastikalus + suhkur + 1-3 fosforüülrühma. Enamik vabu nukleotiide on ribonukleotiidid , millele fosforüülrühm riboosi 5’-asendis. Nukleotiidid on polüprootsed happed . Fosforüülrühma esimene prooton dissotseerub pH1 ja teine pH6 juures. Seega neutraalse pH juures on nukleosiidmonofosfaadi summaarne laeng -2.
Nukleosiid = lämmastikalus + suhkur. Alus on seotud suhkru külge lämmastikglükosiidsidemega. Glükosiidsideme süsinik on anomeerne. Nukleosiidide nimetused saadakse, lisades nimetuse tüvele –idiin (pürimidiinid) või –osiin ( puriinid ). Nukleosiidid võivad esineda syn- või anti- konformatsioonis, mis on tingitud steerilisest takistusest pöörlemisel ümber glükosiidsideme. Puriinnukleosiididel on võimalikud mõlemad konformeerid, pürimidiinnukleosiididel on eelistatud anti-konformeer. Suhkrukomponendi tõttu lahustuvad nukleosiidid vees paremini kui vabad lämmastikalused. Nomenklatuur : adenosiin/desoksüadenosiin; guanosiin; tsütidiin/desoksütsütidiin; tümidiin; uridiin.

Nukleiinhapped.
Nukleiinhapete komponendid: Pürimidiinid: Tsütosiin (DNA, RNA); Uratsiil (RNA); Tümiin (DNA). Puriinid: Adeniin; Guaniin . Suhkrud : Riboos /desoksüriboos. Fosfaat . Nukleiinhapped sünteesitakse 5’ → 3’ suunas nii, et järgmise nukleotiidi vahele tekib fosfoester side.

DNA struktuurid, komplementaarsusprintsiip.
DNA sekundaarstruktuur – vesiniksidemed komplementaarsete aluspaaride vahel. Suhkur-fosfaat põhiskelett väljaspool; lämmastikalused seespool. Paremakäeline kaksikheeliks jätab aluspaaride omavaheliseks kauguseks 3,4 Å. Antiparalleelne kaksikheeliks.
Lineaarse biheeliksi vormid:
A-vorm: paremakäeline, lühike ja lai – 2,3 Å, 11 bp pöörde kohta. Esineb DNA-RNA interaktsioonide korral.
B-vorm: paremakäeline, pikem ja peenem – 3,32 Å, 10 bp pöörde kohta. Tavaline. Olulisim omadus on võime painduda piki telge, kui DNA komplekseerub valkudega.
Z-vorm: vasakukäeline, pikim ja peenim – 3,8 Å, 12 bp pöörde kohta. Sellise vormi annavad lühikesed ahelad ja alternatiivsed nukleotiidid.
(Kolmeaheliline struktuur).
Teatud nukleotiidide järjestused põhjustavad DNA ebaharilikke sekundaarstruktuure:
Painded: tekivad enam kui nelja järjestikuse A esinemisel DNA ahelas.
Ristikujulised ja juuksenõelstruktuurid tekivad palindroomsete järjestuste esinemise korral (palindroomseteks nim kaheahelalise DNA järjestuselõike, kus esineb kahekordnse sümmeetriaga pöördkordused).
Superspiraalid. DNA kaksikheeliks on keerdunud ümber imaginaarse toroidi , ümber iseenda või asetsevad pikas lineaarses ahelas. Ensüümid (topoisomeraasid, güraasid) võivad luua või kõrvaldada superspiraale.
Lämmastikalused paarduvad omavahel vesiniksidemete kaudu. Paarid moodustuvad puriinide ja pürimidiinide vahel komplementaarsusprintsiibi alusel. A=T(DNA) või U(RNA), G=C

RNA struktuurielemendid.
RNAde struktuuritasemed: mRNA: 1o (oletatakse ka 2o); tRNA: 1o, 2o, 30; rRNA: 1o, 20, 3o, 4o.
tRNA sekundaarstruktuur. Ristikheinaleht. Ulatusliku H-sidemete võrgustiku tekke tõttu tRNA palindroomsetes lõikudes moodustub 4 kaksikhelikaalset domeeni, millest 3 lõpevad silmusega („juuksenõel“) ning neljas „tüvega“, kus 3’ ja 5’- otsad . tRNA-s leidub palju ebaharilikke ribonukleosiide. Erinevate tRNA molekulide minimaalne arv rakus on 31.

Nukleiinhapete de- ja renaturatsioon, Tm.
DNA denaturatsioon – biheeliksi lahtikeerdumine. Struktuuri lõhuvad: ekstremaalne temp (suureneb UV neelduvus ), keskkonna pH (10) ja ioonjõud ning tugevad vesiniksidemete moodustajad (formamiid, uurea ). Kui temp alandada, siis aluspaaride valguse absorbeerimine nõrgeneb, mis näitab korrastatud struktuuri taastumist e renaturatsiooni. G ja C rikkad alad on stabiilsemas, st sulavad kõrgemal tempil.
Tm on temp, mille juures pool nukleiinhappe ahelast on lahti sulanud. Sõltub soolade kontsentratsioonist, pH-st.
Hübridisatsioon on protsess, kus kahes või enamas komplementaarsest nukleiinhappe ahelast luuakse üks hübriid.

Nukleiinhapete interaktsioonid valkudega.
Kromosoomi struktuur. DNA kaksikheeliks keerdub 2x ümber histooni oktameeri moodustades nukleosoomid. Nukleosoomid on keerdunud solenoidideks (6 nukleosoomi pöördes), moodustades nii filamente . Filamendid omakorda 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.

Kromatiin ja nukleosoomid.
Nukelosoomi struktuur: Kromatiin = nukeliinproteiin-kompleks. Koosneb DNAst , histoonidest ja mittehistoonsetest kromosoomsetest valkudest. Heterokromatiin (10% genoomist) ja eukromatiin (vähem kondenseerunud). (või siis: Nukleosoomid on histoonide ja DNA kompleksid ).
V MEMBRAANID

Rakumembraanide funktsioonid, teiste organellide membraanid.
Plasmamembraani funktsioonid. (1) piirab rakku ja defineerib raku piirid. (2) tagab erinevuse tsütosooli ja rakuvälise keskkonna vahel. (3) tagab kontrollitud ainevahetuse väliskeskkonnaga. (4) vastutab signaaliülekande eest. (5) adhesioon (s.o pindade üksteise külge kinni jäämine).
Teiste organellide membraanid (ER, Golgi kompleks, Mitokonder ) tagavad nende organellide ja tsütosooli vahelise iseloomuliku keskkonnaerinevuse.

Membraanilipiidid, nende omadused ja erinevused.
Membraanilipiidid: fosfolipiidid , glükolipiidid, steroidid ( kolesterool ). Bioloogilised membraanid koosnevad põhiliselt fosfolipiididest.
Fosfoglütseriidid on glütserool-3- fosfaadi derivaadid, kus glütserooli jäägile on liidetud 2 rasvhappe jääki estersidemega ja üks fosfaatrühm fosfodiestersidemega.
Sfingolipiidid on sfingosiini derivaadid, millele on lisatud rasvhappejääk. Sfingomüeliinid on tseramiinid, mille C-1 asendi hüdroksüülrühm on esterdatud fosforüülkoliini või fosforüületanoolamiiniga. Glükosfingolipiidid on tseramiidid, mille C-1 asendi hüdroksüülrühma juurde on β-glükosiidsidemega seotud üks või enam suhkrujääki. Tsrebrosiidid sisaldavad monosahhariidi, gangliosiidid sisaldavad oligosahhariidi.
Kolesterool on kõige levinum steroid loomsetes organismides, olles ühtlasi lähteühendiks kõikidele loomsetele steroididele.

Membraanide struktuur, dimensioonid, membraanide komponendid.
Peamised koostisosad: valgud (30-75%), fosfolipiidid (7-40%), steroolid (0-25%), süsivesikud.
Bioloogilised membraanid on asümeetrilised.

Liposoomid ja mitsellid, liposoomide kasutamine.
Liposoomid on kunstlikult tekitatud struktuurid, mis sarnaselt rakumembraanile koosnevad fosfolipiidsest kaksikkihist. Liposoome saab täita raviainega ja kasutada ravimi kohaletometamiseks. Liposoome ei tohi segi ajada mitsellidega, mis koosnevad ühest fosfolipiidide kihist.

Lipiidide faasiüleminek, millest sõltub?
Membraani faasiüleminekud. Üleminekutemperatuur e “ sulamistemperatuur ” (Tm) – membraani iseloomustav suurus, sõltub membraanilipiidide polaarse peagrupi tüübist, atsüülahelate pikkusest ja küllastamatusest. Allpool Tm’i on membraanilipiidid jäigad ja tihedalt pakitud, kõrgemal temp’l lipiidid muutuvad elastsemaks ja liikuvamaks. Temperatuuri tõusul üle Tm lipiidi atsüülijääkide (hüdrofoob- sete sabade) liikuvus kasvab drastiliselt. Membraani pind võib suureneda ja paksus väheneda.

Lipiidide translokalisatsioon biomembraanide, lipiidide translokaatorid.
?? Lipiidide süntees toimub ER sütosoolsel poolel (fosfolipiidid) või Golgis (sfingolipiidid) , seega oleks väga raske tekitada ER kaksikkihilist membraani. Lipiidide üleviimise eest ER siseküljelt välisküljele vastutavad membraanseoselised valgud: fosfolipiidide translokaatorid (flipaasid).

Lipiidide parved ( lipid rafts), nende funktsioonid.
Lipiidide parved on suure kolesterooli, sfingolipiidide sisaldusega piirkonnad. Lipiidide parved moodustavad jäike struktuure, millele kinnituvad valgud.

Diffusioon läbi membraani. Millised molekulid on võimelised membraane läbima.
Passiivne diffusioon. Laenguta osakeste. Ei vaja spetsiaalseid valke. Transporditavad osakesed liiguvad oma kontsentratsioonigradiendi suunas. Laetud osakeste. Sõltub lisaks osakeste kontsentratsioonidele kahel pool membraani ka veel osakeste laengust ja elektrokeemiliste potensiaalide vahest kahel pool membraani.
Soodustatud difusioon. Lahustunud ained saavad liikuda ainult termodünaamiliselt eelistatud suunas. Valgud võivad hõlbustada molekulide või ioonide transporti, tõstes selle kiirust. Lahustunud aine liigub ainult eelistatud suunda. Valgud omavad afiinsust ja selektiivsust transporditava aine suhtes. Transport allub küllastuskineetikale. Ntks glükoosi transport erütrotsüütides.

Difusiooni ja transportervahendatud transpordi erinevused
Aktiivse transpordi süsteemid. Aktiivne transport kulgeb nii, et lahustunud ained liiguvad vastupidiselt elektrokeemilise gradiendi suunale. See vajab lisaenergiat, mille allikaks võib olla ATP, valgus või ioongradientides salvestatud energia.
Primaarne aktiivne transport loob ja säilitab ioonide kontsentratsioonigradiente raku väliskeskkonna vahel, toimib ATP hüdrolüüsi energia arvel. ATPaasid – katalüütilised valgud (“ pumbad ”), mis on võimelised ATP-d hüdrolüüsima ja vabanevat energiat kasutama, et muuta valgu konformatsiooni. Näiteid:* Na+,K+- ATPaas (Na/K- pump ): väljutab rakust liigse Na+ ja sisestab K+ | * H+,K+-ATPaas (H/K-pump): mao limaskesta rakkude membraanis, tagab maos ülimadala pH; | * Ca+-ATPaas (Ca-pump): väljutab rakust liigse Ca+.
Sekundaarne aktiivne transport. Suhkrud ja aminohapped akumuleeritakse rakku transpordiprotsesside abil, mis toimuvad ioongradientide toel. Sellisteks gradientideks on ATPaaside poolt genereeritud H+, Na+ või teiste katioonide ning anioonide gradiendid. Liigid: sümport – ioonid ja transporditavad aminohapped või suhkrud liiguvad samas suunas läbi membraani; antiport – ioonid ja transporditavad osakesed liiguvad vastassuunades.

Membraanivalgud, erinevad klassifikatsioonid.
Membraanivalkude tüübid: perifeersed (välimised); integraalsed (sisemised); lipiid -ankurdatud valgud.
Perifeersed valgud. Harilikult globulaarsed . Kinnituvad membraani integraalsetele valkudele nõrkade jõudude abil. Neid on kerge membraanilt dissotsieerida kas pehme detergendi või kõrge soolakontsentratsiooniga lahustega töötlemisel.
Integraalsed valgud. Tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti. Neid on võimalik membraanist eemaldada ainult membraani denatureerides. Sagel transmembraansed. Võimalik ka monotoopne sidumine membraanile (ulatuvad vaid ühte lipiidikihti).
Lipiid-ankurdatud valgud. Ankurdatud membraani tänu kovalentsele sidemele lipiididega. Valkude pöörduv ankurdamine membraanile ja vabastamine membraanilt kontrollib signaaliülekannet. 4 ankru tüüpi: Amiid-seotud müristüülankrud; Tioester-seotud (rasvhappe-) atsüülankrud; Tioeeter-seotud prenüülankrud; Glükosüül-fosfatidüülinositoolankrud.
Membraanivalke jagatakse ka vastavalt funktsioonile:
Ioonpumbad (ATPaasid) – transpordivad ioone vastu gradiente ja kulutavad selleks ATP energiat.
Transportervalgud ( permeaasid , transporterid, aktiivne ja passiivne transport)
Uniporterid, antiporterid, sümporterid
- Paardunud transport – ühe iooni transpordiga piki gradienti kaasneb teise liikumisega vastu gradienti
- Antiporterid ja sümporterid nimetatakse ka kotransporteriteks
Kanalivalgud ( poriinid , ioonkanalid)- aitavad transportida ioone piki gradiente (facilitated transport
Membraanipot. poolt kontrollitud ( voltage -gated)
Mehaaniliselt kontrollitud (mechanically-gated)
Ligandi poolt kontrollitud (ligand-gated)
Transmitter kontrollitud (transmitter-gated)
Lekkivad kanalid (leak channels )
Retseptorvalgud.

ATP pumpade klassifikatsioon ja erinevused.
ATP-pumbad on transmembraansed valgud, mis viivad erinevaid ioone vastu nende kondensatsioonigradiente. ATP- aasid kasutavad transpordiks ATP energiat. ei moodusta poore, vaid ioonide liikumine läbi konformatsiooniliste muutuste. Põhjustavad elektrokeemilise gradiendi ja membraanipotensiaali tekke.
4 klassi:
P-klassi pumbad: H+ pump taimede, seente, bakterite rakumembraanis ; Na+/K+ pump kõrgemate eukarüootide rakumembraanis; H+/K+ pump imetajate kõhu telje-rakumembraanis; Ca2+ pump kõikide eukarüootide rakumembraanides.
V-klassi prootonipumbad: taimede, pärmi, teiste seente vakuolaarsetes membraanides; loomarakkude endosomaalsetes ja lüsosomaalsetes membraanides; osteoklastide (teatud tüüpi luurakk ) ja mõnede neerutorukeste rakkude plasmamembraanides.
F-klassi prootonipumbad: bakterite rakumembraanides; mitokondri sisemembraanis; kloroplastide tülakoidide (volditud struktuur, lamell) membraanis.
ABC superperekond: bakterite plasmamembraanis (aminohapete, suhkrute ja peptiidide transporter); imetajate plasmamembraanis (fosfolipiidide, väikeste lipiidsete ravimite, kolesterooli, teiste väikeste molekulide transporter).
Erinevad pumbad transpordivad erinevaid ioone ja on erineva ehitusega.

Membraanipotentsiaal, selle tekke põhimõte.
Membraanipotensiaal on elektrilise potensiaali erinevus plasmamembraani sise- ja väliskihi vahel, mille tagab transporterite töö. Membraanipotensiaali tekitavavd K+ kanalid, kuna nad on tavaolekus avatud. (pinge: 30-120mV). Tekib ioonide erinevast kontsentratsioonist teineteisel pool rakumembraani.

Freeze-fracture mikroskoopia, FRAP (Fluorescence recovery after photobleaching), Patch clamp , transfektsiooni viisid.
Freeze-fracture mikroskoopia – värske koe- või rakuproov sügavkülmutatakse, seejärel murtakse (kasutades näiteks mikrotoomi) (seda vedela lämmastiku temperatuuril). Külmast murdepinnast tehakse siis metallvorm ( kuld või plaatium), mida siis hiljem uuritakse (vms).
FRAP tehnikat kasutatakse uurimaks membraani difusiooni ja valgusiduvust.
Patch clamp tehnika lubab uurida ioonkanalite tööd.
Transfektsioon on protsess, mille käigus viiakse võõr-DNA eukarüootsesse rakku. Keemilise transfektsiooni meetodi korral neutraliseeritakse vastastikmõju negatiivselt laetud molekulide (DNA fosfaatselgroog) ja negatiivselt laetud rakumembraani vahel, võimaldades seega DNA-l rakku jõuda. On veel mittekeemiline meetod, patrikli-põhine meetod, viraalsed meetodid ning teisi (sh hübriide).

.DOCX Laadi alla originaalfail 8 lk · .docx · 241 allalaadimist

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #1

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #2

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #3

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #4

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #5

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #6

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #7

Molekulaar- ja rakubioloogia KT I kordamisküsimused #8

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 8 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2012-10-15 Kuupäev, millal dokument üles laeti

241 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Mihkel Heinmaa Õppematerjali autor

Valkna loetava aine esimese testi kordamisküsimuste vastused

rakubioloogia Molekulaarbioloogia Alaniin valiin Leutsiin Metioniin Isoleoutsiin Fenüülalaniin Trüptofaan Tyrosiin Hüdrofiilsed Arginiin Lüsiin Aspargiin Glutamaat Proliin Aspartaat

Sarnased õppematerjalid

docx

Molekulaar - ja rakubioloogia I kontrolltöö kordamisküsimused

unikaalne tunnus. See on kodeeritud vastava DNA lõigu ehk geeni nukleotiidide järjestusega. Valgu AH järjestuse kaudu realiseerub geneetiline informatsioon. Järjestust loetakse alati amino-ehk N-terminusest karboksüül-ehk C-terminus suunas. Monomeerne valk – üks polüpeptiidahel. Multimeerne valk – mitu polüpeptiidahelat. Lihtvalk on ehitatud ainult aminohapetest. Liitvalgus esineb veel täiendav rühm, milleks võib olla sahhariidi, rasvataolise või mõne muu lihtsama aine molekul, millega omakorda võivad olla seotud metalliioonid. Kui mitte-AH osa on funktsionaalselt oluline, siis nim seda prosteetiliseks rühmaks. Sõltuvalt mitte-AH osast jaotatakse valgud glüko-, lipo-, nukleo-, fosfo-, metallo-, hemo- ja flavoproteiinideks. Valkude arhidektuuris eristatakse nelja struktuuritasandit: - Primaarstruktuur – aminohappe järjestus polüpeptiidis – kovalentsed (peptiid-ja disulfiid-) sidemed

Molekulaar - ja rakubioloogia loengud

pdf

Biokeemia II testiks

5 molekuli. Lehekülg RNA transkriptsioon on matriitssüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne mRNA molekul Nukleotiid 2. Nukleiinhapete komponendid. Pürimidiinid: Tsütosiin (DNA, RNA); Uratsiil (RNA); Tümiin (DNA) Puriinid: Adeniin; Guaniin. Suhkrud: Riboos/desoksüriboos. Fosfaat. Komplementaarsus on kindlate

Biokeemia

docx

Biokeemia Eksami kordamine

Tsüklilised nukleosiidmonofosfaadid. Nukeosiiddi- ja trifosfaadid: roll, ehitus, fosfoanhüdriidsidemed. Nukleosiid = N-alus + suhkur Nukleotiid ehk nukleosiidfosfaat(NTP) = N-alus + suhkur + 1-3 fosforüülrühma Enamik vabu nukleotiide on ribonukleotiidid, millel fosforüülrühm on riboosis 5'-asendis. Nukleotiidid on mitme prootiniga happed. NTPd on koensüümide komponendid; energiakandjad ATP on keskne molekul energia metabolismis; GTP on peamine energiaallikas valgu sünteesis; CTP on oluline metaboliit fosfolipiidide sünteesis; UTP aktiveerib suhkrud polüsahhariidide sünteesis. Nukleotiideide kooseisu kuuluvad N-alused toimivad äratundmisühikutena, ise nad metabolismis ei osale. 4. DNA primaarstruktuur- polünukleotiidahela ehitus, 3' ja 5' otsa tähendus, fosfodiesterside. Ahela lihtsustatud (skemaatiline) esitusviis. Miks on DNA hape?

Biokeemia

ppt

Valgu struktuur

järjestusest. Aminohapete kõrvalahelate erinevad omadused tingivad nende erinevad konformatsioonid vesilahustes Genoom kodeerib 20 aminohapet Valkude 3M struktuur-konformatsioon-on determineeritud tema aminohappelise järjestusega Valgu struktuur määrab tema bioloogilise aktiivsuse (funktsiooni) Liht ja liitvalgud: · Lihtvalk on ehitatud ainult aminohapetest. · Liitvalgus esineb veel täiendav rühm, milleks võib olla sahhariidi, rasvataolise või mõne muu lihtsama aine molekul, millega omakorda võivad olla seotud metalliioonid. Sekundaarsruktuur Valgu sekundaarstruktuur kirjeldab, kuidas polüpeptiidahel ennast ruumiliselt paigutab. · Enamlevinud struktuurid on: heeliks, kus valk on keerdunud spiraalina; voldik, kus ahela osad paiknevad kõrvuti. · Sekundaarstruktuuri hoiavad koos erinevate aminohappejääkide vahelised vesiniksidemed. Valkude sekundaarstruktuurid heliks 3,6 aminohappejääki 1 pööre 360o

Molekulaardiagnostika

docx

BIOKEEMIA KORDAMISKÜSIMUSED

esinemisest tingitud omadused. Peptiid- ehk amiidsideme omadused: · Planaarne ehk tasandiline · Sarnane kaksiksidemele (elektronide resonants) · Pöörlemine ümber sideme on takistatud · Pikkus 1,32 Å, mis on üksik- ja kaksiksideme vahel · Puudub laeng. III. VALGU STRUKTUUR, ISELOOMUSTUS JA BIOLOOGILINE ROLL. (Õpik lk 45-58) 1. Üldine iseloomustus molekulide suurus, makrostruktuur, mono- ja oligomeerse valgu mõiste. Peptiid on molekul, mis koosneb kahest või enamast aminohappejäägist, mis on omavahel ühendatud peptiidsidemetega. Sõltuvalt jääkide arvust nimetatakse peptiide: 2 jääki dipeptiid 3 jääki tripeptiid 12-20 jääki oligopeptiid 20 -100 jääki polüpeptiid >100 jääki Mr>10 000, valk Valgud koosnevad ühest või mitmest polüpeptiidahelast: Monomeerne valk üks polüpeptiidahel; Multimeernevalk mitu polüpeptiidahelat 2. Lihtvalgud ja konjugeeritud e

Biokeemia

docx

Biokeemia eksami kordamine

Glükolüüs Glükolüüs on ensümaatiliste reaktsioonide ahel, mille käigus glükoos muudetakse püruvaadiks. Glükolüüs on raku tsütoplasmas kulgev universaalne ainvahetusrada, anaeroobsetes rakkudes ainus ATP tootev rada. Aeroobsetes rakkudes esimeseks etapiks süsivesikute oksüdatsioonil. Glükoos + 2 ADP + NAD + 2 P 2 Püruvaat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O Glükolüüsi lähtesubstraadiks on glükoos, mis siseneb rakku transportvalgu abil. Glükolüüsi I faasis glükoosi molekul muundatakse viie keemilise reaktsiooni abil kaheks glütseeraldehüüd- 3-fosfaadiks. I faasis tarbitakse 2 ATP molekuli. Glükolüüsi II faasis muundatakse glütseeraldehüüd-3-fosfaat püruvaadiks, kasutakase 1,3-BPG ja PEP. Lisaks püruvaadile tekib II faasis ka ATP ja NADH. 1 molekuli glükoosi kohta tekib 4 molekuli ATP ja 2 molekuli NADH. Enamik reaktsioone glükolüüsis omavad Gibbsi vabaenergiat, mis on ligilähedane nullile.

Biokeemia

doc

Biokeemia mõisteid ja termineid

Kontrolli, kas tead järgmiseid mõisteid ja termineid I 1. Kas oskad nimetada kõiki loengus loetletuid funktsionaalrühmi 2. Kas oskad nimetada eesliiteid, mida kasutatakse sageli biokeemiliste suuruste iseloomustamisel 3. Kas oskad ära tunda D ja L isomeere, R ja S isomeere Hüdrofiilne – suures osas polaarsete või iooniliste rühmadega ühend, moodustab veega sidemeid. Hüdrofoobne – suures osas mittepolaarsete rühmadega molekul, ei ole veega olulist vastastikmõju. Amfipaatne – molekul, millel on eristatavad hüdrofiilsed ja hüdrofoobsed osad. Elektronegatiivsus – aatomi võimekus endaga elektrone liita (madala elektronegatiivsusega aatom loovutab kergelt oma elektronid). Vesinikside – keemiline side, mis moodustub liigsete elektronidega (- laeng või osalaeng) elektronegatiivse aatomi ning vaba orbitaaliga (kasvõi osaliselt, st + osalaeng) vesiniku

Biokeemia

docx

Rakubioloogia kordamisküsimused

Milles seisneb geenide positsiooniefekt? Geenide kohasõltuv avaldumine. Kui heterokromatiini piirkonnas olev DNA tuumas oma asukohta vahetab ja liigub eukromatiini alasse, võib see algatada selle DNA transkribeerimise. Sama efekt esineb ka eukromatiini puhul – kui ekspresseeruv geen viia eukromatiini piirkonnast üle heterokromatiini piirkonda, geen vaigistatakse. Millised on kolm kromosoomi säilitamiseks vajalikku struktuurielementi? Et DNA molekul oleks funktsionaalne ehk võimeline edukalt tütarrakkudesse kanduma, vajab ta kolme strukturaalset ühikut – telomeeri, tsentromeeri ja replikatsiooni alguspunkte Replikatsiooni alguspunkt – milleks vajalik, erinevused pro- ja eukarüootidel. Struktuur, mis oma järjestuselt pole küll korduselement, aga on vajalik kromosoomi kui terviku toimimiseks. Prokarüootidel esinevad kindlad DNA järjestused, kuhu DNA polümeraas seostub. Eukarüootidel

Rakubioloogia

Rohkem sarnaseid

Meedia

Kommentaarid (1)

janzuk: norm

20:05 23-12-2015

Kõik kommentaarid

.DOCX Laadi alla originaalfail 8 lk