suunaliselt (eksonukleaasidega). - lagundamine tuumas vahetult peale sünteesi. - endonukleaasne lagundamine - lõhutakse molekulisiseseid sidemeid . - nonstop mediated decay (3` 5`), organellis eksosoom. - nonsense mediated decay 6. Milliseid nukleotiidseid järjestusi lagundatakse nonsense mediated decay mehhanismiga? Selle mehhanismi kasutamisega lagundatakse: Enneaegsete stop-koodonitega mRNAd. Upstream ORF asub mRNA 5´UTR (mitte-transleeritavas) regioonis. Liiga pikk 3´UTR (RNA polümeraas on ülesünteesinud mRNA-d). mRNAd, kus kasutatakse korraga erinevates lugemisraamides valgusünteesi initsiaatorkoodoneid. NMD toimub enamasti enne, kui on katkenud mRNA füüsiline side tuumaga. Enneaegset stop-koodonit sisaldav mRNA molekul, mis on jõudnud tsütoplasmasse, pääseb suure tõenäosusega lagundamisest
polütsisroonne (üks mRNA molekul sisaldab kodeerivaid järjestusi, mis kodeerivad mitut, samas bioloogilises protsessis osalevat valku) mRNA. Mutatsioon transkriptsiooni kontrollalas võib pärssida kõigi trp operoni valkude ekspressiooni. Samas aga mutatsioon ühes trp geenis pärsib reeglina vaid selle valgu sünteesi, mille geenis vastav mutatsioon esineb. 5. Mis on peamine erinevus prokarüootse mRNA ja eukarüootse mRNA vahel? 2 Paljud bakteriaalsed mRNAd on polütsistroonsed, st et üks mRNA molekul (näit. trp operoni kodeeriv mRNA) sisaldab kodeerivaid järjestus, mis kodeerivad mitut, samas bioloogilises protsessies osalevat valku. Eukarüootsed mRNAd on aga monotsistroonsed, st iga mRNA molekul kodeerib ühte valku. Polütsistroonsete ja monotsistroonsete mRNAde erinevus on seotud nende mRNAde translatsiooniprotsesside fundamentaalse erinevusega
arenguetapist; raku asukohast; keskkonnatingimustest; keskkonnaomadustest (ravimid, temp, kemikaalid,jne). Valgusünteesi määravate geenide avaldumist on võimalik reguleerida. Geenide avaldumist kontrollitakse transkriptsiooni (Kui promootoriga on ühinenud repressorvalk, siis RNA-polümeraas ei saa seostuda ja transkriptsiooni ei toimu./Mõne geeni avaldumiseks on vaja, et promootoriga ühineks aktivaatorvalk) ja mRNA tasemel (Kuidas mRNAd muudetakse, millistelt mRNAdelt toimub valgusüntees, millised mRNAd lagundatakse). 10. Geneetiline kood. 11. tRNA ehitus ja ülesanne, translatsiooni olemus, vajalikud komponendid. Vastus: On RNA molekul, mille külge on kinnitunud aminohape. Milline aminohape antud tRNA külge kinnitub, on määratud tRNAs sisalduva kolmes nukleotiidist koosneva antikoodoniga. tRNA toob valgu sünteesi käigus ribosoomi vajalikud aminohapped vajalikus järjekorras.
asukohast; keskkonnatingimustest; keskkonnaomadustest (ravimid, temp, kemikaalid,jne). Valgusünteesi määravate geenide avaldumist on võimalik reguleerida. Geenide avaldumist kontrollitakse transkriptsiooni (Kui promootoriga on ühinenud repressorvalk, siis RNA-polümeraas ei saa seostuda ja transkriptsiooni ei toimu./Mõne geeni avaldumiseks on vaja, et promootoriga ühineks aktivaatorvalk) ja mRNA tasemel (Kuidas mRNAd muudetakse, millistelt mRNAdelt toimub valgusüntees, millised mRNAd lagundatakse). 10. Geneetiline kood. - ehk koodipäike. 11. tRNA ehitus ja ülesanne, translatsiooni olemus, vajalikud komponendid. On RNA molekul, mille külge on kinnitunud aminohape. Milline aminohape antud tRNA külge kinnitub, on määratud tRNAs sisalduva kolmes nukleotiidist koosneva antikoodoniga. tRNA toob valgu sünteesi käigus ribosoomi vajalikud aminohapped vajalikus järjekorras. Translatsiooni olemus – RNA alusel valgu süntees tsütoplasmas paiknevatel ribosoomidel: RNAlt valk
birnaviiruse infektsioon ei mõjuta oluliselt raku biosünteese ja on samas ka ise tundlik actinomycine D-le. Teadaolevalt ei ole birnaviirste replikatsioon seotud rakutuumaga. Birnaviiruste virionid (erinevalt reoviirustest) ei vaja transkriptsioon aktiveerimiseks kapsiidivalkude proteolüüsi. Nakatatud rakus ei toimu kapsiidi täieliku dissotsieerumist (nagu ka reoviirustel). Transkriptsioon on erinevalt reoviirustest poolkonservatiivne (toimub ahela väljatõrjumisega). Sünteesitakse kaks mRNAd, mis sisaldavad cap struktuuri. Samas on oletatud, et osade (tulevaste genoomsete segmentide?) sünteesil toimub transkriptsiooni praimeerimine VP1- valgu poolt. 2 LIISI KINK 3
kasutusvalmis,valk rakust välja läbi rakumembraani 16. Mida nimetatakse ontogeneesiks? organismi areng viljastunud munarakust kuni küpsuseni või surmani 17. Mida tähendab geeni avaldumine? Organismi geneetilise info avaldumise protsess,mille käigus avaldub geenides sisalduv pärilik materjal rna või valguna 18. Millised on geeni avaldumise põhietapid? 1. Tunnust määrav geen aktiveerub. 2. Geeni promootoralale seostub RNA-polümeraas. 3. Geeni pealt tehakse mRNAd ehk toimub RNA transkriptsioon. 4. mRNAd töödeldakse tuumas. 5. Töödeldud mRNA viiakse tuumast välja ribosoomi. 6. Ribosoomis tehakse mRNA pealt esmane aminohappeahel. 7. Aminohappeahel keerdub spiraali ning voltub kokku. 8. Vajadusel liitub kokkuvoltunud valk teiste valkudega või lisatakse talle muid ühendeid. 9. Valk on rakus kasutusvalmis ning tunnus saab avalduda. 19. Millistel geeniavaldumise etappidel on võimalik sekkuda ehk avaldumist
*4 nukleotiidi võivad kolmekaupa kombineeruda 64-ks erinevaks koodoniks. *mRNA sisaldab translatsiooni alguskoodonit (AUG), millele vastab aminohape metioniin. *Stoppkoodoneid on kolm: UGA, UAA ja UAG. Neile koodonitele ei vasta ükski aminohape. *Kui ribosoomi jõuab üks neist kolmest koodonist, siis aminohappeahela sünteesimine katkeb. VALGUSÜNTEESI KÄIK *Tsütoplasmasse jõudnud mRNA kinnitub ribosoomile, mis omakorda liigub piki mRNAd kuni jõuab alguskoodonini. mRNAs sisalduva info tõlkimiseks vajatakse tRNA molekule. tRNA-molekulid kannavad enda küljes aminohappeid. Selle, milline aminohape tRNA külge kinnitunud on, määrab tRNAs sisalduva kolmest nukleotiidist koosnev antikoodon. *Antikoodon seostub komplementaarsusprintsiibi alusel mRNA-ahelas oleva koodoniga ning toob nii ribosoomi mRNA koodonile vastava aminohappe. *Rakus on olemas igale aminohappe koodonile vastavad tRNA-molekulid.
• Ühineb 2 tRNA 2-he aminohappega • Tekib peptiidside 2 aminohappe vahele ja ribosoom nihkub edasi (1 koodoni võrra) • Uus tRNA uue aminohappega, uus side • Stopp koodoni juurde jõudes süntees peatub ja valk vabaneb 14)Millised geenid avalduvad kogu aeg, millised nö õigel ajal õiges kohas? 15)Geenide avaldumise kontrolli eri tasemed. 1.kontroll transkriptsiooni tasemel - kui sageli ja millal kirjutatakse vastava geeni pealt mRNAd 2.kontroll mRNA töötlemise tasemel - millised muutused toimuvad mRNA-ahelas enne translatsiooni algust 3.kontroll RNA transpordi tasemel - millised mRNA molekulid viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees 4.kontroll translatsiooni tasemel - millised mRNA molekulid kaastakse valgusünteesi 5.kontroll mRNA lagundamise tasemel - millised mRNA molekulid suunatakse lagundamisse 6.translatsiooni-järgne kontroll - millised
lämmastikalust – adeniin, uratsiil, guaniin, tsütosiin; fosfaat. Informatsiooni e. Messenger RNA (mRNA) – kannab DNA infot komplementaarse koopiana; info esineb kodoonitena (tripletid). Transport e. Transfer RNA (tRNA) – DNAlt sünteesitud; sekundaarne struktuur moodustab loope; alumine loop nukleotiidide tripletit, mida nim. Antikodooniks, mis määrab ära spetsiifilisise ja toetab mRNAd; kannab spetsiifilisi aminohappeid. Ribosomaalne RNA (rRNA) – ribosoomide komponent kus toimub valkude süntees. 2. Replikatsioon DNA täpse duplikaadi tegemine vajab 30 erineva ensüümi kaasabi Algab replikatsioon spets. genoomi lõikudelt nimetusega origin Helikaas keerab DNA topeltheeliksi lahti DNA polümeraas III lisab 5’ -> 3’ suunas nukleotiide: Juhtiv ahel – sünteesitakse järjest 5’ -> 3’ suunas
Stoppkoodon- valk on valmis. Geneetiline kood- koodipäike mRNA kohta Täpike- stoppkoodon, kolmnurk- initsiaatorkoodon · Translatsioon- mRNA alusel aminohapete järjekorda panemine, valgu tootmine. Vaja - mRNA, tRNA, rRNA, aminohapped, ensüümid, ATP ja GTP. Protsess toimub ribosoomis. Ribosoom on kaheosaline: mRNA liigub ribosoomi kahe osa vahele. Ribosoomi mahub korraga kuni kaks koodonit mRNAd. Esimesena siseneb ribosoomi suuremasse ossa transpordi RNA, sobib selline tRNA, mille päises on antikoodon initsiaatorkoodonile, tema küljes on aminohape metioniin. Kui esimene tRNA on kinnitunud koodoni külge, saab siseneda teine tRNA. Kui teine tRNA seostub koodoniga, siis tekib kahe aminohappe vahele peptiitside. Lisaks katkeb side esimese aminohappe ja tema tRNA vahel. Kui side on katkenud, nihkub ribosoom(mRNA ka) ühe koodoni jagu edasi. Vabanenud kohale
ühinemine. Geenide avaldumise regulatsioon Geenid avalduvad, kui nende pealt sünteesitakse RNAd, avaldumine jaguneb kaheks: pideval ja vastavalt tarvitusele. Geenide avaldumine: DNA pealt kirjutatakse mRNA, mille põhjal pannakse kkku aminohappeahel ning lõpuks valk õigesse vormi töödelda. Geenide avaldumise regulatsiooni tasemed: Kontroll transriptsiooni tasemel kui sageli ja millal kirjutatakse vastava geeni pealt mRNAd Kontroll mRNA töötlemise tasemel millised muutused toimuvad mRNA- ahelas enne translatsiooni algust Kontroll RNA transpordi tasemel millised tuumas toodetu mRNA-molekulid viiakse tsütoplasmasse Kontroll translatsiooni tasemel millised tsütoplasmas leiduvad mRN-molekulid kaasatase valgussünteesi ribosoomides Kontroll mRNA lagundamise tasemel milliseid tsütoplasmas leiduvad mRNA molekulid suunatakse lagundamisse
* mittekattuv (mitte ükski nukleotiid ei saa olla korraga kahes kõrvutises koodonis) Esimeseks koodoniks alati AUG initsiaatorkoodon. Translatsioon. = valgu tootmine * toimub ribosoomis (ribosoom 2-osaline organell, mille vahele liigub mRNA) * aminohapete transpordiks tRNA, mille päises paikneb antikoodon (vastandkoodon) ja sabas aminohape * ribosoomi sisse mahub korraga 2 koodonit mRNAd * peab toimuma tRNA antikoodoni ja mRNA seostumine * vale koodon lahkub * aminohapete vahel tekivad ribosoomis peptiidsidemed, katkeb side antikoodoni ja aminohappe vahel * kui see tehtud, nihkub ribosoom paremale, tühjale kohale * stoppkoodon lõpetab valgu tootmise G ENEETIKA ALUSED JA AJALUGU . Gregor Mendel ristas hernetaimi, sest neil olid selgelt eristuvad tunnused. alleel geeni erivorm (A, a või B, b)
Sellest algab aminohappeahela kokkupanek. *Stoppkoodoneid on 3: UGA,UAA,UAG. Nendele ei vasta ükski aminohape. *Aminohappeahel ei ole veel valmis valk, see on valgu primaarstruktuur. Keerdumisel tekib sekundaarstruktuur. Edasisel keerudmisel tertsiaarstruktuur. *Golgi kompleksis töödeldakse veel valke ja pakitakse need transpordiks kokku. *Geenide avaldumise regulatsiooni tasemed: 1.kontroll transkriptsiooni tasemel - kui sageli ja millal kirjutatakse vastava geeni pealt mRNAd 2.kontroll mRNA töötlemise tasemel - millised muutused toimuvad mRNA-ahelas enne translatsiooni algust 3.kontroll RNA transpordi tasemel - millised mRNA molekulid viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees 4.kontroll translatsiooni tasemel - millised mRNA molekulid kaastakse valgusünteesi 5.kontroll mRNA lagundamise tasemel - millised mRNA molekulid suunatakse lagundamisse 6.translatsiooni-järgne kontroll - millised toodetud valkudest aktiveeritakse/inaktiveeritakse,
lihtsalt transkriptsiooniühikult, protsessitakse nii, et tulemuseks on vaid üht tüüpi mRNA, mis kodeerib üht tüüpi valku. Mutatsioonid eksonites, intronites ja transkriptsiooni kontrollivates piirkondades mõjutavad lihtsalt transkriptsiooniühikult sünteesitava valgu ekspressiooni ja funktsiooni. Kompleksse transkriptsiooniühiku korral saab RNA primaarset transkripti protsessida mitmeti, mille tulemusena tekivad erinevaid eksoneid sisaldavad mRNAd. Iga mRNA on aga monotsistroonne, st sellelt sünteesitakse vaid üht tüüpi valku. Primaarseid transkripte võib protsessida kolmel erineval moel: erinevate splaissaitide kasutamisega, polü(A) saitide alternatiivse kasutamisega ja alternatiivsete promootorite kasutamisega. Mutatsioon kontrollalas või eksonis, mis on ühised kõigile alternatiivsetele mRNAdele, mõjutab kõiki alternatiivseid valguprodukte. Mutatsioonid, mis esinevad vaid ühe mRNA
mida testiti vähi staadiumi määramiseks. Kõrgenenud DNA kontsentratsioon seerumis viitab vähi olemasolule (peamiselt metastaatilisele vähile) või siis autoimmuunsete haiguste ning sepsise esinemisele.[10] DNA biomarkerite allikaks võib olla seerum, kude, röga, sülg, seljaajuvedelik ja kasvajarakud, mis tsirkuleerivad veres, seljaajus või esinevad rinnapiimas. [5] RNAl põhinevad vähi biomarkerid[muuda | redigeeri lähteteksti] RNA biomarkerite hulka kuuluvad mRNAd, regulatoorsed RNAd (näiteks miRNA), mille ekspressioon on vähi korral muutunud.[10] MiRNAd on väikesed mittekodeeritavad RNAd. Nende ekspressioonitaseme muutusi on leitud väga paljude vähitüüpide korral (näiteks leukeemia, rinnavähk, eesnäärmevähk, soolevähk, maksavähk, kopsuvähk ja kõhunäärmeväh k). RNA biomarkerite roll vähkkasvajate uurimisel laieneb kiiresti, eriti olulised on metastaaside tekkega seotud RNA biomarkerid. On juba küllalt uuritud ja tõestatud seda, et
Osaleb 40-60 trna molekuli. 10. Iseloomusta valgusünteesi ribosoomitsüklit? I Initsiatsiooni astmed: ribosoomi subühikute assotsiatsioon, translatsiooni alguspunkti leidmine mRNA-l Kozaki, lugemisraami fikseerimine esimese peptiidsideme süntees. moodustub valgusünteesi initsiaatorgrupp: 40S rRNA subühik tunneb ära mRNA 5' cap otsa, sest sinna on seondunud spetsiifilised initsiaatorvalgud. seejärel liigub initsiaator - grupp piki mRNAd kuni valgusünteesi initsiaatorkoodonini AUG - , mis reeglina peab asuma ka spetsiifilises järjestuses (Kozaki konsensus - soodustab translatsiooni initsiatsiooni).NB! mRNA eukarüoodil on reeglina (>90%) monotsistroonne, s.t. kodeerib ühte valku (prokarüoodil polütsistroonne). II Elongatsioon; toimub polüpeptiidahela pikenemine kuni stop koodonini (UAA või UAG või UGA).III Terminatsioon toimub, kui translatsioon jõuab mRNA ahelas stop koodonini
Kirjelda geeni aktivatsiooni protsessi prokarüoodis trp või lac operoni näitel. Geenide klaster, mis moodustab bakteriaalse operoni, sisaldab ühe transkriptsiooniühiku, kuna ühelt promootorilt transkribeeritakse üks primaarne transkript. 1 geen = 1 valk, 1 operon = mitu valku. 18. Mis on peamine erinevus prokarüootse mRNA ja eukarüootse mRNA vahel? Enamus eukarüootsetest geenidest kodeerib monotsistroonseid mRNAsid sisaldades pikki introneid. Paljud bakteriaalsed mRNAd on polütsistroonsed, st et üks mRNA molekul (näit. Trp operoni kodeeriv mRNA) sisaldab kodeerivaid järjestus, mis kodeerivad mitut, samas bioloogilises protsessies osalevat valku. Eukarüootsed mRNAd on aga monotsistroonsed, st iga mRNA molekul kodeerib ühte valku. Polütsistroonsete ja monotsistroonsete mRNAde erinevus on seotud nende mRNAde translatsiooniprotsesside fundamentaalse erinevusega.
Replikatsioon- matriitssüntees mille tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli , toimub rakutuumas, eelneb raku jagunemisele komplementaarsus printsiip(A-T, C-G) Transkriptsioon-matriitssüntees mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahelaga komplementaarne RNA molekul, toimub rakutuumas interfaasis viib läbi RNA- polümeraaz (A-U, T-A, C-G) Translatsioon- vaja ensüüme aminohappe jääke transport rnasi ribosoomi ja mrnad ja atb-d Matriitssüntees mille tulemusena saadakse mRNA nukleotiidsele järjestusele vastav valgu molekul Fenotüüp-isendi tunnused kindlal arenguastmel Genotüüp-ühe organismi kromosoomistikus olev geenide kogum Replikatsioon transkriptioon translatsioon Kus toimub? rakutuumas tsütoplasmas Mida vaja on? DNA-polümeraas RNA-polümeraaz mRNA molekuli
hulgaliselt erinevaid mRNAsid. a. Alternatiivne splaissing eksonid on korraldatud erinevalt; eksonid ühendatakse erinevalt peale intronite lõikamist. a.1) 5' erinev 2) 3' erinev 3) sisu erinev: jäetakse müni intron sisse või splaissitakse ekson välja. 28. Too näiteid, kuidas alternatiivne splaising muudab bioloogilist funktsiooni. Äädikakärbse sugu, näit. 29. Ühelt geenilt pärit erinvad mRNAd ekpresseeruvad raku või koe tüüpides. Spalising võib toimuda ka samas raku tüübis vastuseks keskkonna või raku arengusignaalidele. 30. Emasisendid sünteesivad Fn-et Sxl valku, mis represseeerib eksonite 3,2 spalisingut Sxl pre-mRNAs ja eksonite 1,2 spalisingut tra-mRNAs. Tra- tra2 kompleksi sidumine Dsx pre-mRNAle aktiveerib eksonite 34 splaisingu. Selle tulemusena sünteesitakse emas- ja isasembrüotes ernevaid Dsx valke
esinevad mRNAs enne viimast splaisiliidest. 46. Inteiin proteiini segment, mis on võimeline eemaldama ennast ja taasühenema eksteiini peptiidsidemega. Nad on väga võimekas proteiini splisingus. Intron on eukarüootse geeni mittekodeeriv piirkond, mis transkribeeritakse RNA molekuliks, ent seejärel lõigatakse sealt splaisingu tulemusena välja.Vahe on selles, et intronid lõigatakse välja ja eksonid (inteiinid) liidetakse kokku. 47. Peaagu kõik mRNAd sisaldavad järjestust AUAAA, mis asub polü(A) sabast 10-35bp ülavoolu. Kui see AUAAA ära muteerida, siis RNA transkriptide polüadenüülimist peaagu ei esine. Muteerimisel need polü(A)-sabata transkriptid kogunevad tuuma ning suunatakse lagundamisele. 360kDa lõikamis-ja polüadenüülimis-spetsiifiline faktor (CPSF), mis koosneb neljast erinevast valgust, moodustab kõigepealt AAUAAA järjestusest ülavoolu seonduva ebastabiilse kompleksi
muutus geeniekspressioonis. Geenid, mille ekspressioon on selle tagajärjel muutunud, ongi antud transkriptsiooniregulaatori märklaud geenid. Heat-shock geenid - Nende geenide ekspressiooni regulatsiooni mehhanism on evolutsiooniliselt kujunenud selliseks, et ekstremaalsetes tingimustes on transkriptsiooniks kõik olemas, st pole vaja kromatiini lahti pakkida ega transkriptsiooni preinitsiatsiooni kompleksi kokku panna. Peaagu kõik mRNAd sisaldavad järjestust AUAAA, mis asub polü(A) sabast 10-35bp ülavoolu. Kui see AUAAA ära muteerida, siis RNA transkriptide polüadenüülimist peaagu ei esine. Muteerimisel need polü(A)-sabata transkriptid kogunevad tuuma ning suunatakse lagundamisele. 1. mitokonder 2 membraani, oma DNA. Raku hingamine, toitainete lagundamine (ensüümide ja hapniku abil), moodustub vesi, süsihappegaas, energia ATP kujul. 2
Iseloomulikukd tunnuseks DNA-seonduvatele valkudele on - helikaalsete segmentide esinemine, mis sobivad täpselt B-vormi DNA suurde nõkku. Heeliks-pööre-heeliks (HTH) motiiv: koosneb spetsiifilisest äratundmisheeliksist ja stabiliseerivast heeliksist, mis on teineteisest eraldatud lühikese lingjärjestusega. Zn-finger motiiv. Leutsiini tõmbluku (Leu Zipper) motiiv. 4. mRNA transkriptsioonijärgen modifitseerimine. Prokarüootides mRNAd ei modifitseerita. Eukarüootides mRNA primaarne transkript modifitseeritakse küpseks mRNA-ks tuumas enne suunamist tsütoplasmasse. Sünteesi käigus modifitseeritakse mRNA primaarseid transkripte kovalentselt nii 5'- kui 3'-otsast, muutes nad erinevateks teiste polümeraaside poolt toodetud RNA-dest. Kapseldamine ja metüleerimine. Primaarsed transkriptid varustatakse kõigepealt 5'-otsast 7-metüülguanosiin- rühmaga, mis seotud ebatavalise 5',5'-trifosfaatsidemega
milleks võivad olla väiksemad biomolekulid (vitamiinid, hormoonid jt.). Osa geenide puhul ei suuda RNA-polümeraas iseseisvalt seostuda promootoriga ning sellele peab eelnema aktivaatorvalgu seostumine. Alles pärast aktivaatori ühinemist promootorpiirkonnaga, liitub sinna ka RNA-polümeraas ning geen avaldub. Geenide avaldumise regulatsiooni tasemed: 1. Kontroll transkriptsiooni tasemel: kui sageli ja millal kirjutatakse vastava geeni pealt mRNAd. 2. Kontroll mRNA töötlemise tasemel: millised muutused toimuvad mRNA-ahelas enne translatsiooni algust. 3. Kontroll RNA transpordi tasemel: millised tuumas toodetud mRNA-molekulid viiakse tsütoplasmasse, kus toimud valkude süntees. 4. Kontroll translatsiooni tasemel: millised tsütoplasmas leiduvad mRNA- molekulid kaasatakse valgusünteesi ribosoomides. 5. Kontroll mRNA lagundamise tasemel: millised tsütoplasmas leiduvad mRNA-
Tertsiaalstruktuur- Kvaternaarstruktuur 1.4 Geenide avaldumise regulatsioon Rakkude erinevused tulenevad geenide valikulisest avaldumisest. Geenid avalduvad kui nende pealt sünteesitakse RNAd. Keskkond mõjutab geenide avaldumist Regulatsiooni tasemed 1) Kontroll transkriptsiooni tasemel: kui sageli ja millal kirjutatakse vastava geeni pealt mRNAd. 2) Kontroll mRNA töötlemise tasemel: millised muutused toimuvad mRNA – ahelas enne translatsiooni 3) Kontroll RNA transpordi tasemal: millised tuuma toodetud mRNA-molekulid viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees. 4) Kontroll translatsiooni tasemel: millised tsütoplasmas leiduvad mRNA –molekulid kaasatakse valgusünteesi ribosoomides 5) Kontroll mRNA lagundamise tasemel: millised tsütoplasmas leiduvad mRNA –molekulid suunatakse
DNA primaas sünteesib replikatsiooni alguskohale praimeri. DNA polümeraas jätkab praimeri lõpust edasi, liites praimeri 3'-OH otsa järgmise nukleotiidi, selle vabasse otsa järgmise jnejne. 13. Loetlege ja kirjeldage eukarüootse mRNA transkriptsioonijärgse modifitseerimise käigus toimivaid protsesse. Millises neist osalevad ribosüümid ja mida nad endast kujutavad? Prokarüootides mRNAd ei modifitseerita translatsioon järgneb vahetult transkriptsioonile. Eukarüootides on protsessid teineteisest isoleeritud transkriptsioon tuumas ja translatsioon tsütoplasma. mRNA primaarne transkript (heterogeenne tuuma RNA) modifitseeritakse küpseks mRNA-ks tuumas enne suunamist tüstoplasmasse. 14. Iseloomustage hormoonide retseporeid järgmistest aspektidest: a) keemiline koostis ja struktuur
Lõpuks tühjeneb vakuool väliskeskkonda. Ribosoomid- on nii eel- kui ka päristuumse raku tsütoplasmas esinev kaheosaline molekulaarne masin, mis koosneb ribosomaalse RNA (rRNA) ja valgu molekulidest. Selle ülesanne on katalüüsida peptiidahelate moodustumist, lähtudes raku DNA pealt transkribeeritud informatsiooni-RNA (mRNA, inglise messenger RNA) järjestusest.[1] Seda protsessi nimetatakse translatsiooniks. Samalt valku kodeerivalt DNA järjestuselt võidakse mRNAd sünteesida korduvalt. Eukarüootides toimub seejärel mRNA töötlemine, mille käigus eemaldatakse intronid. Saadud lõpp-produktidele kinnituvad ribosoomid. Nad kasutavad RNA järjestust matriitsina, millele vastavalt seatakse õige koodon vastavusse õige aminohappega. Aminohappeid toovad kohale transport-RNA (tRNA) molekulid, mis sisenevad ribosoomi ja mille antikoodonid paarduvad mRNA järjestusele komplementaarsuse alusel. Ribosoomid on
3) Plasmiid ja DNA konstrukt segatakse kokku, kleepuvad otsad ühinevad. Nii saadakse lõppkokkuvõttes plasmiidne geenivektor, mis omakorda sisestatakse bakterorganismi. Tänu sellele tehnikale on võimalik luua DNA panku. Need osutuvad vajalikuks teaduslikel eesmärkidel. Nendest bakteritsest saab alati eraldada DNA lõike. Tänapäeval on teada, et terve DNA sisaldab kodeeritavaid lõike ehk eksoneid ja mitte kodeeritavaid lõike ehk introneid. Eksonid on vajalikud selleks, et sünteesida mRNAd, mis omakorda peaks määrama ära valgud. On võimalik saada aga sellist DNAd, kus intronid on välja lõigatud ning eksonite otsad on ühendatud. Kui kasutada pöörd trantskriptaasi on võimalik saada niisuguse mRNA pealt DNAd, seda nimetatakse cDNAks. Tema kaksikahel liidetakse bakteri plasmiidi. Peamiseks bakteriks, mida kasutatakse on inimese soolekepike. GMO`dega on võimalik toota järgmisi valkprodukte: 1) Insuliini toodab bakter, millesse on sisestatud inimese geen.
vahele) DNA polümeraasi kodeerivas alas - isesplaiseeruvad intronid (seni teada faagidel ja phycodnaviirustel) – mimiviirusel on vähemalt neli sellist introni, mis kõik paiknevad RNA polümeraasi kodeerivates geenides. Virion Mimiviiruse virion on 400 nm diameetriga ikosaeeder, milles peale kapsiidivalkude leidub veel ka ensüüme (sh. RNA capeerimise ensüüm) ja viiruse mRNAd. Kapsiid on ca 40 nm paksune ja sellest ulatuvad välja pikad niitjad jätked ja kapsiidi all paikneb kaks kahekihilist membraani. Mimiviirus kodeerib: 1.Vähemalt kümmet valgusünteesil osalevat valku sh. nelja aminoatsüül-tRNA süntetaasi, translatsiooni initsiatsioonifaktoreid 4E (cap-siduv faktor) ja IF-4A (helikaas); translatsiooni faktor eF-TU (GTP-d siduv faktor) 2. DNA reparatsiooni valke sh. kahte ensüümi, mis kõrvaldavad DNA-st oksüdeeritud puriin-
süntees DNA polümeraasi ja dNTP-de lisamisega. qPCR – DNA ja RNA paljundamiseks. Hinnatakse automaatselt kohe tekkiva amplifikatsiooni produkti hulka. Kasutatakse fluoressentsi detekteerivat termotsüklerit. Kasutatakse geeni ekspressiooni hindamiseks ning mutatsioonide ning SNPde leidmiseks RT-PCR – reverse transcriptase PCR, RNA kopeeritakse pöördtranskriptaasi kasutades cDNAks, seega vaja mRNAd. cDNA amplifitseeritakse Alleelspetsiifiline PCR – praimeri 3’ ots on disainitud nii, et see seostuks täpselt mutatsiooni kohta. Kui ei seondu, ei ole mutatsiooni DNAd võib kloneerida kasutades spetsiaalseid rakkuliine, selleks on vaja tüüp II restriktsiooni endonukleaase. Restriktaasid tunnevad ära kindlaid palindroomseid (järjestus on mõlema ahela 5’-3 suunas sama) DNA järjestusi ja on võimelised neid kindlas piirkonnas
Tuumas sünteesitud RNA eksport: · RNA seostub valkudega, mis sisaldavad tuumast ekspordi signaali NES; näiteks CBC (cap-binding complex, mis seostub mRNA 5'otsaga, kus paikneb cap). CBC eemaldub tsütoplasmas mRNAst ja liigub tagasi tuuma nagu exportiin ja Ran valk. RNA-valk kompleksis esinevad ka ilma NES-ita valgud, need hoiavad mRNA tuumas seni kuni toimub tema modifitseerimine. Ainult täiesti `küps' modifitseerimise läbinud mRNA väljub tuumast. Pre- mRNAd, mis paiknevad splaisosoomides (ingl spliceosomes, osalevad intronite väljalõikamises) ei välju tuumast. See on oluline, et vältida intronite olemasolu mRNAs ja vigase valgu sünteesi. 9 Tuntud on pärilik haigus talasseemia mida iseloomustab madal globiini (hemoglobiini valguline osa) sisaldus. See on tingitud mutatsioonidest globiini geeni splaisingu saitides.
munarakkude eellased jagunevad mitootiliselt 2-7 raseduskuul; ellujäänud ootsüüdid alustavad meioosi, mis peatub I jagunemise profaasis; puberteedi saabudes väikesed gruppi ootsüüde aktiveerivad perioodiliselt meiosi ja küpsevad; enne ovulatsiooni - teine arest meioosi II jagunemise metafaasis, meioos jätkub viljamisel; vastspndinud inimestel on 400000 munarakku, eluaja jooksul väljub nendest 400. Munarakkude küpsemine. Rebu munarakk taletlab sinna: toitained, ribosoomid tRNA, mRNAd, morfogeneetilised faktorid, mis on vajalikud embrüo esimesteks arenguetappideks. Küpses munarakus on ranskriptsioon peatatud. Oovuleerunud munarakk. Cumuls oophorus: rakukiht munaraku ümber, selle sisenime rakukiht on corona radiata. Rebukest: glükoproteiinkest ootsüüdi plasmamembraani ümber, valgud ZP1, ZP2,ZP3. Sperm peab neid kihi läbima. Plasmamembraani all on kortikaalkiht: mikrofilameendid ja kortikaalgraanulid. Oovuleerunud munarakk on viljasyusvõimeline alla päeva
14.Valgu süntees Ribosoom – 2 alaüksust – keha ja pea – seal vahel käib läbi info RNA ehk mRNA - Tuumas on DNA, sellelt sünteesitakse mRNA ja viakse tuumast välja tsütoplasmasse - Tsütoplasmas on ribosoomid mis mRNA püüavad ja mis hakkavad mRNA info alusel valkusid sünteesima Valgu süntees e translatsioon – mRNAlt kui matriitsilt koodi vahendusel süntees. Järgneb RNA sünteesile. Vaja läheb ribosoome, mRNAd, tRNAd, aminohappeid, energiat, ensüüme. Tulemuseks valgu molekul 15.Modifikatsioonid Prokarüooid – bakterid - Geenid kompleksis – liitgeenid (operon), mitu struktuuri järjest mille juurde käivad regulaatorgeenid - Transkriptsioon ja translatsioon samaaegselt Eukarüoodid - RNA protsessing (tuumas) - Katkelised geenid – intronid ja eksonid; geeni splaissing - Transkriptsioon ja translatsioon eriaegselt
formüülrühmaga. Eukarüoodis: initsiatsioon on kompleksem ja seda eeskätt initsiatsioonifaktorite rohkuse tõttu. 2 erinevust võrreldes bakteritega: 1) polüpeptiidahelasse esimesena lülitatava metioniini aminorühm ei ole blokeeritud formüülrühmaga. 2) initsiatsioonikompleks moodustub mRNA 5’ otsaga. Spetsiifiline valk CBP seondub mRNA 5’ otsas oleva 7-metüülguanosiiniga ning edasi skanneerib initsiatsioonikompleks mRNAd kuni esimese AUG koodonini. Enamasti algab eukarüootides translatsioon esimeselt AUG koodonilt. 67. Kirjeldage translatsiooni elongatsiooniprotsessi. 1) Aminoatsüül-tRNA seondub ribosoomi A-saiti, paardudes antikoodonjärjestuse kaudu parasjagu A-saidis asuva koodonjärjestusega mRNA, olles assotsieerunud elongatsioonifaktoriga EF-Tu, mis on seotud GTPga. 2) Peptiidsideme moodustumine ribosoomi A-saidis asuva
mRNA stabiilsus – microRNA – Valgu stabiilsus. 43. Kirjelda alternatiivset splaissingut Geneetika sõnastiku vaste - Samalt geenilt kodeeritud pre-mRNA eriviisiline (alternatiivne) splaissing, mille tulemusel saadakse ühe geeni alusel valgu paljusid isovorme (nt. koespetsiifilisi). Toimub eukarüootsetel geenidel. Transkriptsioonijärgne RNA tükeldatakse ja selle tulemusel pannakse kokku mitmed erinevad erisuguse kombinatsiooniga eksonid. Tekivad erinevate omadustega mRNAd. 44. Transkriptsioonifaktorite funktsioon, sidemed DNA-ga, 4 peamist DNA seonduvat struktuuri Funktsioonid: ● Üldised transkriptsioonifaktorid on vajalikud transkriptsiooni alustamiseks- aitavad RNA polümeraasil seonduda DNA’ga. Universaalsed ehk toimivad kõikide geenide peal. ● Spetsiifilised transkriptsioonifaktorid võimendavad ekspressiooni erinevates rakutüüpides või vastusena rakuvälistele signaalidele
b-alaüksus sisaldab ribonukleosiidtrifosfaate seondavat saiti. b'-alaüksus sisaldab DNA-matriitsi seonduvat piirkonda. Sigma faktor (s) osaleb vaid transkriptsiooni initsiatsioonil ja pärast seda ta vabaneb RNA polümeraasist. Annab RNA polümeraasi seondumisele spetsiifilisuse. 108. RNA polümeraasid I, II ja III eukarüootidel. RNA polümeraas I - tuumake - produtseerib rRNAd (v.a. 5S RNA) - amantiinile mittetundlik. RNA polümeraas II - tuum - pre-mRNAd - täiuslik tundlikkus RNA polümeraas III - tuum - tRNA, snRNA, 5S RNAd - keskmine tundlikkus. 109. Upstream ja downstream järjestused. Transkripti 5'-poolsed järjestused on ülesvoolu (upstream) ja 3'-poolsed järjestused allavoolu (downstream). Konsensusjärjestus - kõige tavalisem või kõige tüüpilisem järjestus, mis esineb väheste modifikatsioonidega lähedaste DNA, RNA või valkude rühmades. Promootori konsensusjärjestused (E
Primaarset CRISPR transkripti lõigatakse cas geenide poolt et toota crRNAd. Küpsed crRNAd seonduvad cas valkudega ja moodustavad interferentsi kompleksi mille kaudu toimub sissetunginud DNA degradeerimine. • • RNP ehk ribonukleoproteiin on kombinatsioon RNAst ja valgust – RNA-valk kompleks. Nt ribosoomid, telomeraas, hnRNP-d ja snRNP-d. RNP-d on olulised geeniekspressioonil ja selle regulatsioonil. Peale transkriptsiooni seotakse pre- mRNAd erinevate valkude poolt, erinevas staadiumis mRNAga seotud erinevad valgud määravad mRNA saatuse. Pre-mRNA läbib protsessingu mida viivad läbi erinevad RNPd, nt U-rikas väike tuuma RNP (U snRNP), mis moodustavad splaissosoomi. Väikesed tuumakese RNPd (snoRNP) ja väikesed Cajal keha RNPd (scaRNPd) vahendavad RNPde (rRNA ja snRNA) komponentide küpsemist. Väikesed RNAd võivad moodustada mikroRNPd mille funktsiooniks on translatsiooni regulatsioon
Õpiraskused Võib esineda agressiivset käitumist Võivad olla kohmakad Asperger kui kergem ASD, võib (aga ei pruugi) esineda huvide koondumist ja tähelepanuväärseid võimeid, sotsiaalsed puudujäägid ja rutiinilembus ikka olemas. Fragiilse X-i sündroom • Kaasasündinud X kromosoomil asuva ühe geeni dominantsest mutatsioonist tulenev vaimset mahajäämust põhjustav haigus (FMR1-geeni CGG-kordusjärjestusi üle 200; see geen kodeerib valku, mis aitab neuronites mRNAd teisteks valkudeks „tõlkida“) • 1/4000 naisest ja 1/2000 mehest (poistel avaldub mutatsioon alati, tüdrukutel mitte – neil varuks teine X) • Kergetest õpiraskustest raske vaimse mahajäämuseni. • VAM poistel mõõdukas või raske ja tüdrukutel kerge • Lisaks ASD ja ADHD sümptomid, ärevus, meeleolu kõikumine, langetõvehood, sidekoesümptomid. • Mõningane edu psühhofarmakonidega: FMRP seotud glutamaadi ja GABA retseptoritega – glu antagonistid ja GABA agonistid.
Valgusünteesi algatamiseks ja lõppfaasiks vajalikud komponendid ja struktuurid eukarüootides. I etapp( initsiatsioon): Ribosoomi väikese subühiku P sitei kinnitub initsiaator tRNA (Met).tRNA-le kinnitub eIF2 (eukarüoodi algatusfaktorid (ingl.k. eukaryotic initiation factors). eIF4E ja eIF4G - eukarüootide translatsiooni algatusfaktorid (asuvad mRNA cap struktuuri juures) transpordivad mRNA ribosooi väikese subühiku seostumis seiti. Initsiaator tRNA liigub mööda mRNAd ja otsib start koodonit AUG. Koodon leitud eIF2 eemaldub ja suur ribosoomi ühik seondub II etapp (elongatsioon): aminotsüül tRNA seostub A seiti, moodusutb esimene peptiidside (Met ja ah),katalüüsib peptidüül transferaas (ribosoomi suuremas alaühikus). Suur subühik nihkub kolme nukleotiidi võrra. Väike subühik nihkub kolme nukleotiidi võrra ja üks tRNA lahkub E seiti kaudu III etapp (terminatsioon): ahela pikenemine lõpeb stoppkoodoniga (UAA,UAG, UGA)
mida seetõttu nimetataksegi mittetransleerivaks piirkonnaks (i.k - 3´ untranslated region, UTR). mRNAde rakusisest transporti kasutatakse ka närvirakkude ökonoomses toimimises: närvirakud võivad olla väga pikad, kuid tihti peab raku ühte ossa (sünapsisse) jõudnud signaalile vastama mingi geeni ekspressiooni näol väga kiiresti. Üheks meetodiks selle probleemiga hakkama saamisel on valitud ennetamine: rakku saabuvale signaalile vastamiseks vajalike valkude mRNAd on juba eelnevalt närviraku lõpmetesse transporditud. Mida mõeldakse selle all, et geeniekspressioon on mürarikas? Mis on selle tulemus? Rakkudes toimuvates reaktsioonides on keemilise reaktsiooni parameetritest lähtudes suhteliselt vähe molekule, siis mõjub juhuslikkus neile reaktsioonidele tugevamalt kui reaktsioonidele, kus osalevaid molekule on palju – reageerijate võimaliku kokkusaamise keskmine sagedus võib küll võrreldes
transkriptsioonijärgne modifikatsioon. Eukarüootidel enamasti paiknevad kodeerivate alade – eksonid vahel mittekodeerivad alad – intronid. Intronite sisaldus ja pikkus varieerub geeniti Algsest RNA-st lõigatakse tuumas teatud segmendid välja ja seejärel viiakse lõikusjärgne RNA tsütoplasmasse. 34 Eukarüootide puhul ei ole transkriptsiooni käigus sünteesitud mRNA kohe lõplikult valmis, vaid vajab mitmeid modifikatsioone: 1. CAP struktuur 5’ otsas. Kaitseb mRNAd 5’otsa nukleaaside (lagundamise) eest On seondumiskohaks valkudele 2. PolyA saba 3’ otsas. Sinna seonduvad valgud mid aitavad vältida otste ladungamist ja osalevad mRNA transpordil tsütoplasmasse. 3. RNA splaissing. Pre-mRNA sisaldab nii introneid kui eksoneid. Intronid eemaldatakse. Splaissingus osaleb üle 200 erineva valgu, mis moodustavad splaissoomi. mRNA splaissimine on mitmeetapiline protsess.
k - 3´ untranslated region, UTR). mRNAde rakusisest transporti kasutatakse ka närvirakkude ökonoomses toimimises: närvirakud võivad olla väga pikad, kuid tihti peab raku ühte ossa (sünapsisse) jõudnud signaalile vastama mingi geeni ekspressiooni näol väga kiiresti. Üheks meetodiks selle probleemiga hakkama saamisel on valitud ennetamine: rakku saabuvale signaalile vastamiseks vajalike valkude mRNAd on juba eelnevalt närviraku lõpmetesse transporditud. 55. Mida mõeldakse selle all, et geeniekspressioon on mürarikas? Mis on selle tulemus? Rakkudes toimuvates reaktsioonides on keemilise reaktsiooni parameetritest lähtudes suhteliselt vähe molekule, siis mõjub juhuslikkus neile reaktsioonidele tugevamalt kui reaktsioonidele, kus osalevaid molekule on palju reageerijate võimaliku kokkusaamise keskmine sagedus võib küll
TFIIB, TFIIF, TFIIE, TFIIH. RNA polümeraas + TF kompleksi nimetatakse preinitsiatsioonikompleksiks. Transkriptsiooni aktiveerib enhancer järjestus DNA-l. mRNA erinevused pro- ja eukarüootidel: Prokarüoodid : mRNA transkript on kohe selline, millel algab translatsioon. Kuna proakrüoodil puudub tuum, siis translatsioon algab kohe kui algab transkriptsioon (protsessid on üheaegsed), toimub muidugi ribosoomil. mRNAs on polüstistroonne: sisaldab mitmelt geenilt transkribeeritud mRNAd. Hiljem valkude eraldamine. Eukarüoodid : Esmalt pre-mRNA st. ta ei ole kohe valmis transleeruma, teda tuleb töödelda. Transkriptsioon ja translatsioon ei toimu samaaegselt(transporditakse enne tuumast tsütoplasmasse). Eukarüootne mRNA on monotsistroonne, vaid ühe geeni produkt. Vahe on selles, et eukarüootidel peab mrna tulema tuulmast välja, tuuakse aminohappe molekule sinna jne. Eukarüootne pre-mRNA sisaldab mittekodeerivaid osasid, mis eemaldatakse protsessingu käigus
Rakupinnaretseptoritega seostumine on kaheastmeline: kiud interakteerub immunoglobuliini superperekonna glükoproteiinse liikmega (igal rakul umbes 100000 vastavat retseptorit). Sama retseptorit kasutavad Coxsackie B viirused. Mõned adenoviirused kasutavad ka MHC I molekule. Viirus lüüsib endosoomi, kapsiid viib DNA tuuma, pentoni ja kiu valgud on rakule toksilised, inhibeerivad makromolekulide sünteesi. Viiruse DNA polümeraasi süntees aktiveerib hiliste geenide sünteesi. Paljud mRNAd kasutavad sama promooterit ja algjärjestust, saadakse erinevate intronite splaissingul. DNA replikatsioon toimub tuumas, vahendab viiruse kodeeritud DNA polümeraas, praimerina kasutatakse terminaalset proteiini koos seostunud tsütosiinmonofosfaadiga. Hiliste geenide transkriptsioon algab pärast DNA replikatsiooni. Kapsiidivalgud toodetakse tsütoplasmas, transporditakse kokkupanekuks tuuma. Algselt pannakse kokku tühi kapsiid, millesse sisestatakse viiruse DNA ja valgud.
Regioonide 3 ja 4 paardumise tulemusena on blokeeritud erm geeni RBS ja initsiaatorkoodon ning metülaasi ei sünteesita. Erütromütsiini madala kontsentratsioni puhul peatub liiderpeptiidi translatsioon 9-nda koodoni juures, mille tulemusena regioon 2 paardub hoopis regiooniga 3 ning erm geeni translatsiooni pärssivat sekundaarstruktuuri ei moodustu. Operonisisene geeniekspressiooni regulatsioon Operonide geenide vahel sek str kust lõikad saad eri elueaga mRNAd. 7. Milliste mehhanismide abil võib olla tagatud samas operonis asuvate geenide erinev avaldumine bakterirakus? Transkriptsiooni antiterminatsiooni spetsiifiliste valkude abil on kirjeldatud eeskätt suurte operonide puhul, kus geenide avaldumine toimub etapiviisiliselt. Operonisisene geeniekspressiooni regulatsioon Kuigi geenide transkriptsioon võib alata sama(de) promootori(te) alt, vajab rakk vastavaid geeniprodukte sageli erinevas koguses
aminohapet ja teda nimetatakse V-geeni segmendiks (inimesel 40) ja teine kodeerib kuni 13 aminohapet ja teda nimetatakse ühendavaks (joining) või J- geeni segmendiks (inimesel 5). V ja J geeni segmendi ühinedes luuakse pidev ekson, mis kodeerib terve kerge ahela V regiooni. V- segment asub kaugel C regioonist, aga J -segment on lähedal C regioonile. Kui V-ja J-segmendid ühinevad, toob see ka V- segmendi C-regiooni lähedale. Et teha terve Ig kerge ahela mRNAd, tuleb V- regiooni eksonil ühineda C-regiooni järjestusega RNA splaissingu abil peale transkriptsiooni. Immunoglobuliini ahelad on ekstratsellulaarsed proteiinid ja V-geeni segmendile eelneb ekson, mis kodeerib juhtpeptiidi ja juhatab proteiini raku sekretoorsetesse käikudesse. C-regiooni kerged ahelad on kodeeritud erinevate eksonite poolt ja ühendatud V-regiooni eksoniga. Raske ahel:
annaabi.ee 
