erinevaid koode, et tagada oma DNA säilimine selle eripära kaudu. Niisiis, tuleb veel kord rõhutada, et geneetiline kood on väga püsiv. Geneetilise koodi põhialus Nagu iga teine nukleiinhapegi koosneb mRNA nukleotiididest, mida tihti kutsutakse ka alusteks. RNAs sisalduvad nukleotiidid on: adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C) ja uratsiil (U). DNA ahelas vastab uratsiilile tümiin (T). Nukleotiidide kolmikuid e. triplette mRNAs nimetatakse koodoniteks, mis moodustavad geneetilise koodi põhialuse. Igale koodonile mRNAs vastab mingi konkreetne aminohape proteiiniahelas või juhis valgusünteesi alustamiseks või lõpetamiseks. Ühtekokku on olemas 43 = 64 erinevat koodonit. Kuna kodeeritavaid aminohappeid on ainult 20, siis on paljud koodonid "sünonüümsed", st. ühele aminohappele võib vastata mitu erinevat koodonit. Milliseid koodoneid genoomis eelistatakse, sõltub aga konkreetsest organismist endast
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. Dsx mees-vorm represseerib naissooliseks diferentseerumiseks vajalike geenide ekspres-siooni. 31. Inimese BDNFi geen on enam kui 80,000 aluspaari pikkune. BDNFi mazhoorsed transkriptid aga 1.8 ja 4.4 kb pikad. Millest selline geeni verdsus mRNAde pikkuse erinevus on tingitud? Kirjelda
Vajalikud tingimused: ribosoomid mRNA(mRNA primaarstruktuur määrab ära valgu primaarstruktuuri), tRNA aminohapped energiat ensüümid aminohapete aktiveerimiseks, nende seostumiseks tRNAga ja peptiidahela sünteesiks Geneetiline kood DNA nukleotiidne järjestus määrab RNA molekuli abil ära valgu aminohappelise järjestuse Koodon Kolm järjestikkust nukleotiidi RNAs, mis määrab ära ühe aminohappe mRNAs AUG(Met) CCC(Pro) AAA(Lys)(esimene täht esimesest ringist, järgmine keskmisest jne) initsiaatorkoodon stopkoodon AUG UAA, UAG, UGA mRNA Antikoodon on tRNAs olev kolm järjestikkust nukleotiidi, mis paarduvad mRNAs oleva koodoniga Geneetilise koodi omadused: Tripletsus ühe koodoni koossesiu kuulub 3 nukleotiidi mRNAs
2. geen - DNA molekuli lõik 3. genoom - liigiomases ühekordses kromosoomikomplektis sisalduv geneetiline materjal 4. genotüüp - organismi kõigi pärilike tegurite kogu ja koostoime 5. DNA replikatsioon - protsess, mille käigus kopeeritakse DNA molekul 6. transkriptsioon - protsess, mille käigus DNAs paikneva info põhjal sünteesitakse RNA-ahel 7. translatsioon - valkude sünteesimine ehk aminohappeahela koostamine vastavalt mRNAs olevatele juhistele 8. promootor - geeni algusosa 9. terminaator - geeni lõpuosa 10. geneetiline kood - seaduspära, mille järgi mRNA nukleotiidkolmikutele vastavad aminohapped 11. koodon - ühele aminohappele vastav mRNA nukleotiidikolmik 12. antikoodon . mRNA koodoniga komplementaarne koodon tRNAs, mis tagab õige aminohappe jõudmise ribosoomi 13. initsiaatorkoodon - algusosa, algab valgussüntees 14. stoppkoodon - mRNA lõpuosa, valgussüntees lõppeb 15
molekulid, millest osa kuulub valkude koostisesse, osa aga täidab organismis muid olulisi ülesandeid Peptiidside ühe aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe aminorühma vahel tekkiv keemiline side, mis seob eri aminohapped kokku valkudeks Asendamatud aminohapped aminohapped, mida meie keha ei suuda ise sünteesida ja mida me peame saama toidust Translatsioon valkude sünteesimine e aminohappeahela koostamine vastavalt mRNAs olevatele juhistele Ribosoomid - rakuorganellid, kus sünteesitakse valke Koodon ühele aminohappele vastav mRNA nukleotiidikolmik Geneetiline kood seaduspära, mille järgi mRNA nukleotiidikolmikutele vastavad aminohapped Antikoodon mRNA koodoniga komplementaarne koodon tRNAs, mis tagab õige aminohappe jõudmise ribosoomi VALGUD KOOSNEVAD AMINOHAPETEST *Mõned valgu ül-d : transpordivad aineid, kiirendavad/aeglustavad keemilisi
fenüülalaniin, treoniin, trüptofaan, valiin ja histidiin. 10)Mis on geneetiline kood? süsteem, mille abil nukleiinhapetes olev info viiakse üle valgule. Mida tähendab geneetilise koodi universaalsus? on ühesugune kõigil elusorganismidel. 11)Koodon ja sellele vastav antikoodon. Koodipäikese lugemine. 12)Valgusünteesi (translatsioon) kirjeldamine. Translatsioon(valgusüntees) toimub vastavalt mRNAs olevatele juhistele Translatsiooni käigus „tõlgitakse“ RNA molekuli nukleotiidne järjestus valgu (polüpeptiidi) aminohappeliseks järjestuseks geneetilise koodi kaudu. Translatsiooniks on vajalik õigete modifikatsioonidega mRNA molekul. 13)Raku eri osade roll valgusünteesis. Ribosoom ühineb mRNA •Ribosoomiga ühineb 1 tRNA koos aminohapetega • Ühineb 2 tRNA 2-he aminohappega • Tekib peptiidside 2 aminohappe vahele ja ribosoom nihkub edasi (1 koodoni võrra)
parandada. Pärilik info avaldub valkude sünteesi kaudu Valgud mitmeid ülesandeid täitvad biomolekulid, mis koosnevad omabahel ühentatud aminohappedefa. Aminohappe aminorühmast (-HN2), karboksüül rühma (-cooh) ja kõrvalahel. Peptiidside ühe karbosüülrühma ja teise aminorühma vahel tekkinud keemiline side- Translatsioon valkude sünteesimine ehk aminohappeahela koostamine vastavalt mRNAs olevatele juhistele. Ribosoomid rakuorganellid, kus sünteesitkse valke. Koodon ühele aminohppele vastav mRNA nukleotiidikolmik, koosneb kolmest erinevast nukleotiidist. Geneetiline kood seduspära, mille järgi mRNA nukleotiidikolmikutele vastavad aminohapped. Geneetilise koodi omadused on, et see algab AUG (metioniin) ja lõppeb UGA, UAA, UAG (stopp). Antikoodon mRNA koodoniga komplementaarne koodon tRNAs, mis tagab õige aminohappe jõudmise ribosoomi.
*Transkriptsiooni sisu: RNA-ahela sünteesimine DNA-ahelas sisalduva info alusel. *Valgud on biomolekulid, mis koosnevad aminohapetest. *Aminohapped on molekulid, mis koosnevad aminorühmast,karboksüülrühmast,ühest kõrvalahelast. Kõrvalahel määrab aminohappe keemilised omadused. *Peptiidside - ühe aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe aminorühma vahel tekkiv keemiline side. Peptiidside seob aminohapped valkudeks. *Translatsioon(valgusüntees) toimub vastavalt mRNAs olevatele juhistele. *Ribosoomides sünteesitakse valke. *Koodon - ühele aminohappele vastav mRNA nukleotiidikolmik. *Geneetiline kood - seaduspära, mille järgi mRNA nukleotiidikolmikule vastab kindel aminohape. *Antikoodon - mRNA koodoniga komplementaarne tRNA koodon, mis tagab õige aminohappe jõudmise ribosoomi. *Toidus sisalduvad valgud lõhustuvad seedimisel aminohapeteks, mis vereringe kaudu rakkudesse transporditakse.
Viimases staadiumis kannavad erinevad ensüümsed alaühikud üle metüülrühmad S¬- adenosüülmetioniinilt guaniini asendis N7 olevale lämmastikule ning sünteesitud RNA 5'otsas paiknevate ribooside 2'oksügeenidele. Muudab CAA koodoni UAA poolt kodeeritud Stop koodoniks ning lõpeb poole lühema valgu apoB-48 sünteesiga. 40. Vaid puuviljakärbse emasisendid sünteesivad funktsionaalset SXL (sex lethal) valku, mis represseerib eksonite 2 ja 3 splaisingut sxl pre-mRNAs ja eksonite 1 ja 2 splaisingut tra (transformer) pre-mRNAs. TRA-TRA2 kompleksi sidumine dsx (double-sex) pre-mRNAle aktiveerib eksonite 3 ja 4 splaisingu. Sellise reguleeritud splaisingute kaskaadi tulemusena sünteesitakse puuviljakärbse emas-ja isas-embrüotes erinevad DSX valke. Need represseerivad vastassooliseks seksuaalseks diferentseerumiseks vajalike geenide ekspressiooni. DSX isas-vorm represseerib naissooliseks diferentseerumiseks vajalike geenide ekspressiooni ja vastupidi. 44
Allavoolu EJC olemasolu tuvastatakse kui probleem NMD faktorite poolt ja RNA degradeeritakse. NMD toimub tsütoplasmas. nonsense mediated decay ühe või enam eksoni vahele jätmine, mis põhjustab ekson- intron liidese vahetus 3' läheduses Stop koodoni sissetuleku. Kõigi korrektselt splaisitud mRNAde puhul Stop koodon on viimases eksonis. Nonsense mediated decay vahendab kiiret mRNAde lagundamist, kus Stop koodonid esinevad mRNAs enne viimast splaisiliidest. Arvatakse,et Stop koodoni sissesplaisimise korral ekson-intron liidese kompleksid RNA- lt lahti ei tule ning seda ribosoomset skanneerimist ei alustata. Capping protsess 5' cap on spetsiaalne mRNA 5' lõpu otsa pandud nukleotiidne lõpp. Protsess on oluline, et luua küpset mRNA, mis saab astuda translatsiooni. Cappimine kindlustab mRNA stabiilsuse translatsiooni ajal (valgusünteesi protsessi ajal). See on väga reguleeritud
DNA: A A T T G G C C A A RNA: U U A A C C G G U U Transkriptsioon lõpeb terminaatoriga, kus ensüüm erald. DNA molekulist ja DNA keerdub uuesti biheeliksisse. Geeniekspressioon geeni avaldmine, 4 eri avaldumisvormi. 1. Promootor geeni algus osas 2. Replikatsioon (kõikides organismides) rakutuumas 3. Transkriptsioon eukarüootsete rakkude tuumas 4. Geeniekspressioon rakutuumas 5. Terminaator geeni lõpu osas · mRNAs on 4 eri nukleotiidi, põhiaminohappeid aga 20. 1) mRNA tripletne, s.t 1 koodon moodustab 3 nukleotiidi. Nt AAA; AUG;CCC 2) 1 koodon määrab ära ühe aminohappe paigutuse valguahelas e polüpeptiidahelas. 3) Geneetiline kood on kordumatu, s. t 1 nukleotiid saab kuuluda vaid ühe tripleti koosseisu. 4) Gen. Koodi isel. Sünonüümsus, s. t teatud aminohapped on ära määratud paljude triplettide poolt (millel samad omadused) 5) Triplett AUG on algustriplett e
Danio rerio sebrakala Geen DNA järjestuse lõik, mis kodeerib valku või struktuurset, katalüütilist või regulatoorset RNAd Histoon väga konserveerunud aluseline valk DNA ja RNA erinevused: · desoksüriboos, riboos · tümiin, uratsiil · kaheahelaline, üksikahelaline · RNA omab katalüütilist funktsiooni Transkriptsioon ehk RNA süntees. Splaising RNA modifikatsioon pärast transkriptsiooni, kus intronid eemaldatakse ja eksonid liidetakse. Toimub eukarüood mRNAs enne kui ta saab translatsiooniga toota korrektse valgu. Ribosoom valgutehas, mis sisaldab rRNAd ja ribosoomi valke. rRNA sünteesitakse tuumakeses, valgud tsütoplasmas. Igat aminohapet polüpeptiidis kodeerib üks nukleotiidikolmik, mis ei kattu omavahel ning pole ka väljajäetavaid nukleotiide. Ühele aminohappele vastab rohkem kui üks koodon, erinevus on enamasti viimases nukleotiidis. Stoppkoodonid. Kood on universaalne. Antibiootikumid passiveerivad bakterite valgusünteesi.
sünteesi-takse 1 valk. 11. Võrdle prokarüootsete ja eukarüootsete RNA polümeraaside struktuuri ja funktsiooni. Eukaryotes have several types of RNAP, characterized by the type of RNA they synthesize: · RNA polymerase I synthesizes a pre-rRNA 45S, which matures into 28S, 18S and 5.8S rRNAs which will form the major RNA sections of the ribosome. · RNA polymerase II synthesizes precursors of mRNAs and most snRNA and microRNAs. This is the most studied type, and due to the high level of control required over transcription a range of transcription factors are required for its binding to promoters. · RNA polymerase III synthesizes tRNAs, rRNA 5S and other small RNAs found in the nucleus and cytosol. There are other RNA polymerase types in mitochondria and chloroplasts. In bacteria, the same enzyme catalyzes the synthesis of mRNA and ncRNA.
keeratud nukleosoomid valgumaatriksile. Ehk siis nende regiooni abil organiseeritakse kromatiin strukturaalseteks üksusteks. Nonsense mediated decay (NMD) ühe või enam eksoni vahele jätmine, mis põhjustab ekson-intron liidese vahetus 3' läheduses Stop koodoni sissetuleku. Kõigi korrektselt splaisitud mRNAde puhul Stop koodon on viimases eksonis. Nonsense mediated decay vahendab kiiret mRNAde lgundamist, kus Stop koodonid esinevad mRNAs enne viimast splaisiliidest. Muteerides uuritavat transkriptsiooni regulaatorit nii, et see enam ei funktsioneeri, tuleb kaardistada 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
(helikaasi vaja ei ole RNA puhul). Ensüümi möödumisel vesiniksidemed taastuvad. 3. RNA-polümeraas liigub piki DNAd edasi, kuni jõuab geeni lõppu. Terminaator on nukleotiidide järjestus, kus lõpeb RNA süntees. Geneetika 1.3 Pärilik info avaldub valkude sünteesi kaudu Valgud koosnevad aminohapetest Peptiidside- keemiline side, mis seob aminohapped (C-N) Translatsioon- valkude sünteesimine vastavalt mRNAs olevatele juhistele. Sellele eelneb mRNA süntees ehk transkriptsioon. Valmis mRNA liigub tsütoplasmasse. Valke sünteesitakse ribosoomides. Geneetiline kood Koodon-aminohappele vastav mRNA nukleotiidikolmik. Alguskoodon-AUG (amhap. Metioniin (MET)) Stoppkoodon- UGA,UAA ja UAG (ei vasta aminhap.) Valgussüntees Antikoodon- tRNA-molekulis sisalduv nukleotiidikolmik, mis määrab õige aminohappe jõudmise ribosoomi (mRNA-ga komplementaarne)
immuunsuse geneetika, veterinaarne selektsioon, mikroobigeneetika, farmageneetika. Geneetilise koodi põhiomadused: Tripletsus- näit. Aminohappele fenülaaniin (Phe) vastavad nukleotiidide tripletid: UUU ja UUC. Leutsiinile (Leu) aga CUC, CUU, CUA, CUG jne Pidevus- polünukleotiidahelas ei ole koodonid üksteisest mingil viisil eraldatud, vaid järgnevad vahetult üksteisele Kattumatus-iga nukkleotiid kuulub ainult ühte koodonisse Kolineaarsus-koodonite järjestus mRNAs ja aminohappejääkides on kõrvutatav, sünonüümsus-ühte aminohapet võib kodeerida mitu tripletti Terminaatorkoodonid-nende koodonite funktsiooniks on polüpeptiidahela sünteesi lõpetamine ja ahela vabastamine ribosoomilt. Need koodonid ei määra ühtegi aminohapet (nonsenss) Ühetähendlikkus- koodonid määravad alati ühtede ja samade aminohapete koha polüpeptiidahelates Universaalsus-tõestab põlvnemist *Eluea jooksul isendi genotüüp ei muutu Mutatsioonid:
liigub ribosoomi E-saiti · Translatsiooni terminatsiooniprotsess lõpeb mRNA vabanemisega ribosoomilt ja ribosoomi jaotumisega kaheks alaosaks 69. Geneetiline kood ja selle omadused. Geneetiline kood on vastavus nukleiinhapete ja valkude primaarstruktuuride vahel. · Põhineb nukleotiidide triplettidel, kolm nukleotiidi määravad ära ühe AH polüpeptiidis · Geneetiline kood ei ole kattuv · Komavaba, kõik mRNAs asuvad koodonid loetakse translatsioonil järjest, ühes lugemisraamis. Ühe AH lisamine või eemaldamine põhjustab nihet. · Degenereerunud ehk kõdunud peaaegu kõigile AH vastab enam kui üks koodon · Seaduspärane · Geneetilisse koodi kuuluvad spetsiifilised koodonid, mis on signaaliks translatsiooni initsiatsioonile ja terminatsioonile. · Universaalne kõigile elusorganismidele. 70. Koodon-antikoodon paardumine, selle täpsus
Teistel juhtudel alternatiivne splaising võib toimuda samas raku tüübis vastuseks reinevatele keskkonna-ja raku arengut määravatele ¬signaalidele. Splaisingu repressorid ja aktivaatorid kontrollivad splaisingut alternatiivsete splaissaitide kasutamise kaudu. 40. Too näiteid, kuidas alternatiivne splaising muudab bioloogilist funktsiooni. Äädikakärbse sugu, näit. Eksoni vahele jätmine: D. melanogaster'I (edaspidi "kärbse") geen dsx sisaldab 6 eksonitt. Isastel on mRNAs ühendatud eksonid 1,2,3,5 ja 6. Selline mRNA kodeerib transkriptsiooni-regulaator valku, mis on vjalik isas- sootunnuste arenguks. Emastel on ühendatud eksonid 1,2,3 ja 4 ja polüadenüülimise signaal ekson 4's põhjustab mRNA jagunemise selles punktis. Alternatiivne aktseptor-sait: Tra geen kodeerib valku, mis on ainult emastes ekspresseeritud. Selle geeni primaarne transkript sisaldab kahe võimaliku aktseptorsaidiga introni. Isastes kasutatakse ülavoolu oma, mis
tulemusena tekitab UAA koodoni. Nukleotiidide lisamine v deleteerimine on võrreldes lämmastikaluste asendamisega komplekssem protsess. Kirjeldatud trüpanosoomide mitokondrites mRNA molekuli koostisesse lisatakse U-sid. Nukleotiidide sisestamiskohti sisaldava mRNA piirkonnaga paardub mRNA vastava kohaga osaliselt homoloogiline RNA molekul, mida nimetatakse giid-RNAks. Giid-RNAs asuvad mRNAga mittepaarduvates alades A nukleotiidid ja just nende vastu lisatakse mRNAs uridiinmonofosfaadid. Kuigi RNA editingi bioloogiline tähtsus on seni veel väljaselgitamisel, on selge, et see protsess mõjutab oluliselt geenide avaldumistaset trüpanosoomide ja taimede mitokondrites. 63. Transkriptsiooni ja translatsiooni toimumise aeg ja koht bakterites ja eukarüootides. Transkriptsioon ja valgusüntees toimuvad bakterirakus korraga, kindel koht puudub, eukarüoodis aga eraldi etappidena ja erinevates kohtades. Bakteris: iga
ristsiire meioosis aset leidev homoloogiliste kromosoomide osade vahetus RNA-polümeraas ensüüm, mis teostab transkriptsiooni RNA-viirus viirus, mille genoomiks on RNA S SRY-geen Y-kromosoomis asuv geen, mis aktiveerib lootes seemnesarjade arengu ning selle kaudu loote arenemise meheks T transkriptsioon protsess, mille käigus DNAs paikneva info põhjal sünteesitakse RNA-ahel translatsioon valkude sünteesimine ehk aminohappeahela koostamine vastavalt mRNAs olevatele juhistele tuumake rakutuuma piirkond, kus sünteesitakse ribosoomi-RNAd (rRNA) ja moodustuvad ribosoomid V viirus (virus) mitterakuline parasiit, mis suudab paljuneda vaid elusate rakkude sees viiruse kapsiid (virus capsid) viiruse pärilikkusainet ümbritsev ja kaitsev valkudest kate viiruse ümbris (virus envelope) fosfolipiididest ja valkudest koosnev lisakiht viiruse kapsiidi ümber; kaitseb viirust ning aitab sellel peremeesrakku pääseda
lõik, mis tavaliselt sisaldab informatsiooni (mRNA vahendusel) ühe valgu (või polüpeptiidi) sünteesiks (kuid on ka nt rRNA ja tRNA geenid, mis valgumolekule ei kodeeri). Intronid-lõigud, mis ei kodeeri aminohappeid. Alati geeni sees, mitte kunagi alguses. Algab GU Eksonid- lõigud, mis kodeerivad aminohappeid. Lõppeb alati AG Geenide katkendlikkus- kodeerivate nukleotiidijärjestuste (eksonide) vahel on mittekodeerivad järjestused (intronid); geeni pidevus mRNAs on tagatud pre-mRNA töötlusega tuumas (RNA protsessing, splaissing- intronite väljalõikamine mRNAs). 42.Geneetiline kood- info mis on vajalik teatud aminohappelise järjestusega polõpeptiidahela sünteesimisex. On salvestatud kood kujul DNA molekulis. Koodidex on DNA ahela teatud fragmendi nukleotiidide järjestuses. Kolmest järjestikusest nukleotiidist moodustunud geneetilise informatsiooni ühikule - tripletile ehk koodonile - vastab üks aminohape. Ribosoomides seatakse
(või polüpeptiidi) sünteesiks (kuid on ka nt rRNA ja tRNA geenid, mis valgumolekule ei kodeeri). Intronid-lõigud, mis ei kodeeri aminohappeid. Alati geeni sees, mitte kunagi alguses. Algab GU Eksonid- lõigud, mis kodeerivad aminohappeid. Lõppeb alati AG Geenide katkendlikkus- kodeerivate nukleotiidijärjestuste (eksonide) vahel on mittekodeerivad järjestused (intronid); geeni pidevus mRNAs on tagatud pre-mRNA töötlusega tuumas (RNA protsessing, splaissing- intronite väljalõikamine mRNAs). 42.Geneetiline kood- info mis on vajalik teatud aminohappelise järjestusega polõpeptiidahela sünteesimisex. On salvestatud kood kujul DNA molekulis. Koodidex on DNA ahela teatud fragmendi nukleotiidide järjestuses. Kolmest järjestikusest nukleotiidist moodustunud geneetilise informatsiooni ühikule - tripletile ehk koodonile - vastab üks aminohape. Ribosoomides seatakse vastavusse RNA koodonite järjestus aminohappelise järjestusega valkudes. Selle vastavuse aluseks on geneetiline kood
· Erinevused: Eukarüootides on rohkem initsiatsioonifaktoreid. Eukarüootides pole metioniini aminorühm blokeeritud formüülrühmaga. Eukarüoodil moodustub initsiatsioonikompleks mRNA 5'-otsaga spetsiifilise valgu CBP kaudu, initsiatsioonikompleks skanneerib mRNA-s kuni esimese AUG koodonini ning see tõttu algab translatsioon enamasti esimeselt AUG koodonilt. Prokarüootides on vaja mRNAs spetsiaalset RBS (ribosome binding site) järjestust AGGAGG, mis asub AUG koodonist 7 nukleotiidi kõrgemal. · Sarnasused üldjoontes on sama intsiatsiooniprotsess. :D 67. Kirjeldage translatsiooni elongatsiooniprotsessi. · Kolmeetapiline protsess üldjoontes sarnane bakteris ja eukarüoodis Aminoatsüül-tRNA seondub ribosoomi A-saiti ning paardub antikoodonjärjestuse
kaheahelalised lõigud, kus ahelad on ühinenud komplementaarsete nukleotiidide vaheliste vesiniksidemete abil. Komplementaarsed paarid on siin A -- U ja C -- G. Sellised lõigud esinevad näiteks transport-RNA-s. Nagu iga teine nukleiinhapegi koosneb mRNA nukleotiididest, mida tihti kutsutakse ka alusteks. RNAs sisalduvad nukleotiidid on: adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C) ja uratsiil (U). DNA ahelas vastab uratsiilile tümiin (T). Nukleotiidide kolmikuid e. triplette mRNAs nimetatakse koodoniteks, mis moodustavad geneetilise koodi põhialuse. Igale koodonile mRNAs vastab mingi konkreetne aminohape proteiiniahelas või juhis valgusünteesi alustamiseks või lõpetamiseks. Ühtekokku on olemas 43 = 64 erinevat koodonit. Kuna kodeeritavaid aminohappeid on ainult 20, siis on paljud koodonid "sünonüümsed", st. ühele aminohappele võib vastata mitu erinevat koodonit. Milliseid koodoneid genoomis eelistatakse, sõltub aga konkreetsest organismist endast
and the remaining exons connected to re-form a single continuous molecule. Although most RNA splicing occurs after the complete synthesis and end-capping of the pre-mRNA, transcripts with many exons can be spliced co-transcriptionally.[5] The splicing reaction is catalyzed by a large protein complex called the spliceosome assembled from proteins and small nuclear RNA molecules that recognizesplice sites in the pre-mRNA sequence. Many pre-mRNAs, including those encoding antibodies, can be spliced in multiple ways to produce different mature mRNAs that encode different protein sequences. This process is known as alternative splicing, and allows production of a large variety of proteins from a limited amount of DNA. 26. Geneetiline kood http://et.wikipedia.org/wiki/Geneetiline_kood Geneetiline kood- on vastavus, kus mRNA kolm järjestikust nukleotiidi (st. koodon) määravad ära ühe aminohappe paigutuse valgu molekulis. 27
Ribosoomi komponentide suurust väljendatatakse Svedbergi ühikutes (S). Prokarüootide väike alaüksus- 30S ja suur alaüksus- 50S, eukarüootidel väike alaüksus- 40S ja suur alaüksus- 60S. Ribosoomid moodustuvad tuumakestes. Sünteesijärgselt liiguvad nad mööda tuumamembraani pooride tsütoplasmasse. Seal kinnitub osa neist tsütoplasmavõrgustikule. Ribosoome võib leida ka mitokondrites ja kloroplastides. Ribosoomide ülesandeks on transleerida mRNAs peituv informatsioon valgujärjestuseks. mRNA lugemine käib kolmenukleotiidiste koodonite (tripletite) kaupa, millest igale seatakse vastavusse õige aminohape. Igale aminohappele vastab konkreetne tRNA, mis selle ribosoomi transpordib. Aminohappe ja tRNA kompleksi nimetatakse aminoatsüül-tRNAks. Viimane sisaldab oma järjestuses kolmenukleotiidist antikoodonit, mis paardub mRNAl asuva koodoniga komplementaarsuse alusel. Translatsioon toimub suunal 5' -> 3'.
and the remaining exons connected to re-form a single continuous molecule. Although most RNA splicing occurs after the complete synthesis and end-capping of the pre-mRNA, transcripts with many exons can be spliced co-transcriptionally.[5] The splicing reaction is catalyzed by a large protein complex called the spliceosome assembled from proteins and small nuclear RNA molecules that recognizesplice sites in the pre-mRNA sequence. Many pre-mRNAs, including those encoding antibodies, can be spliced in multiple ways to produce different mature mRNAs that encode different protein sequences. This process is known as alternative splicing, and allows production of a large variety of proteins from a limited amount of DNA. 26. Geneetiline kood http://et.wikipedia.org/wiki/Geneetiline_kood Geneetiline kood- on vastavus, kus mRNA kolm järjestikust nukleotiidi (st. koodon) määravad ära ühe aminohappe paigutuse valgu molekulis. 27
Kuna reoviiruse virione teadud viisil töödeldes on võimalik saavutada PFU:partikel suhe ligikaudu 1:1, siis peab igas partiklis asuma terviklik genoom. Mehhanism, mille abil virioni pakitakse üks koopia igast genoomi segmendist, seni veel ebaselge. On teada, et segmentide sorteerimine ja pakkimine leiab aset mRNA tasandil (enne negatiivsete ahelate sünteesi). mRNAde selekteerimine toimub tõenäoliselt viirus-spetsiifiliste cis-signaalide (mis on igas mRNAs unikaalsed?) äratundmise teel: need signaalid asuvad mRNA 5'- ja 3'-terminaalsetes regioonides (ca 190 b, k.a. inverteeritud järjestused, mis võivad moodustada "panhandle" struktuuri); oluline osa pakkimissignaalist võib olla ka 5'-cap struktuur (pakitakse ainult cap1- struktuuriga mRNA-sid, mitte capeerimata või cap2-struktuuridega mRNAsid). Viiruse valkudest on sorteerimisel ja pakkimisel tõenäoliselt olulised mRNA-sid siduvad valgud:
Märgitakse vastavalt polümeraasile TFIID, 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.
Inserteerides või deleteerides uridiinmonofosfaatjääke. C -> U-tüüpi mRNA korrektuur. Taimede mitokondrites tavaline; loomade sooltraktis. Spetsiifilise RNA-seoseline deaminaasiga toimub tsütosiini oksüdatiivne deamiinimine, moodustub uratsiil ja CAA koodonist UAA (terminaatorkoodoniks valgu sünteesil). RNA korrektsiooni juhib giid-RNA. 120. Intronid ja eksonid. Geeni splaising. Geenidest lõigatakse välja intronid (mittekodeerivad järjestused , mis on esindatud DNA-s, aga mitte mRNAs) ja järeljäävad eksonid (mRNAs esindatud geeni ala; kodeerivad järjestused) ühendatakse geeni splaissingul. Tavaliselt fosforsidemeid üle kandes. DMD - 78 intronit, kana kollageen - vähemalt 50. Introneid lõigatakse välja: tRNA prekursoritest splaissingu endonukleaasiga + ligeerimine (fosfodiesteraasne, kinaasne, ligaasne aktiivsus) rRNA prekursoritest autokatalüütiliselt. pre-mRNA transkriptidest kaheetapiliselt splaissosoomide abil. 121. Autokatalüütiline splaising.
Toimib vaid juhul, kui geenis on intronite arv vähemalt üks. Näiteks pre-mRNA kõiki eksoneid ei pruugita küpse mRNA koosseisu võtta, nii saab ühest pre-mRNAst erinevaid küpseid mRNAsid. Näide alternatiivse splaisingu mõjust organismi kujunemisele, arengule, toimimisele etc puuviljakärbse suguline diferentseerumine. Vaid puuviljakärbse emasisendid sünteesivad funktsionaalset SXL (sex lethal) valku, mis represserib eksonite 2 ja 3 splaisingut sxl pre-mRNAs ja eksonite 1 ja 2 splaisingut tra (transformer) pre-mRNAs. TRA-TRA2 kompleksi sidumine dsx (double-sex) pre-mRNAle aktiveerib eksonite 3 ja 4 splaisingu. Sellise reguleeritud splaisingute kaskaadi tulemusena sünteesitakse puuviljakärbse emas- ja isasembrüotes erinevaid DSX valke. Need represseerivad vastassooliseks seksuaalseks diferentseerumiseks vajalike geenide ekspressiooni. DSX isasvorm represseerib naissooliseks diferentseerumiseks vajalike geenide ekspressiooni ja vastupidi
Kuidas valkusid sünteesitakse? Kuidas ribosoom teab, milline aminohappe jääk tuleb järgmisena sünteesitavasse valgu molekuli lülitada? On olemas sellised reeglid, et näiteks kui saabub ribosoomi selline mRNA osa, milles kõrvuti on näiteks tähed UCA, siis ribosoom teab, et tuleb lülitada Seriin jne. Geneetiline kood on reeglite kogum, mis ütleb millisele nukleotiidide järjestusele, millisele koodonile mRNAs vastab üks aminohappejääk sünteesitavas valgu molekulis. Igas koodonis on kolm nukleotiidi (vähemaga ei saa vajalikku erinevat 20 aminohapet moodustada ja rohkemaga pole otstarbekas). Erinevaid nukleotiidide kombinatsioone koodonites saab olla 64. Mis tähendab, et mitmed erinevad koodoni kodeerivad ühtesid ja samu aminohappeid. (kolm koodonit aminohappeid ei kodeeri). Uute nukleiinhappete süntees toimus komplementaarsusprintsiibi alusel
sünteesimine, mis hiljem pakitakse valguks. 18. Ribosoomide ehitus ja funktsioon. Tsütoplasmas Kaheosaline: Ribosoomid koosnevad kahest alaühikust, mis omavahel seondudes moodustavad funktsionaalse organelli. Mõlemad alaühikud koosnevad ühest või mitmest rRNA molekulist ja nendega seondunud valkudest. Koosneb ribosomaalse RNA (rRNA) ja valgu molekulidest. Ribosoomide ülesandeks on transleerida mRNAs peituv informatsioon valgujärjestuseks. mRNA lugemine käib kolmenukleotiidiste koodonite (tripletite) kaupa, millest igale seatakse vastavusse õige aminohape. Igale aminohappele vastab konkreetne tRNA, mis selle ribosoomi transpordib. 19. Translatsioon on protsess, mille käigus sünteesitakse aminohapetest polüpeptiidahel. Translatsioon on peamine osa valgusünteesist. Translatsioon on geeni ekspressiooni teine etapp. Translatsiooni käigus
rakkudesse • Transkriptsioon protsess, mille käigus DNA-ahela järgi sünteesitakse mRNA-ahel – Rna-polümeraas seondub promootoriga, RNA-polümeraas alustab uue RNA-ahela sünteesi, värskelt sünteesitud RNA vabaneb – toimub rakutuumas – eesmärk on päriliku info avaldumine • Translatsioon on valkude süntees ehk aminohappeahela koostamine – mRNA kinnitub ribosoomile, mRNAs sisalduva info tõlgendamiseks vajatakse tRNA molekule, selle, milline aminohape tRNA külge on kinnitunud määrab antikoodon, aminohapete vahele sünteesitakse peptiidside, tRNA väljub ribosoomist, ribosoom liigub piki mRNA molekuli kuni jõutakse stoppkoodonini – toimub ribosoomides XI. Mis on aheldunud geenid? (õp.nr.3 lk. 89) • Esimese geeni avaldumine kutsub esile teise geeni avaldumise 7. Vesi a) Vee erilised omadused
funktsionaalse organelli. Mõlemad subühikud koosnevad ühest või mitmest rRNA molekulist ja nendega seondunud valkudest. Asuvad kas vabalt tsütoplasmas või kinnitunult endoplasmaatilisele retiikulumile. Vabalt tsütoplasmas olevatelt ribosoomidelt sünteesitakse valke, mida kasutatakse hiljem rakus sees. Valgud, mida vajatakse mõnes organellis või mis sekreteeritakse väliskeskkonda, sünteesitakse ERile kinnitunud ribosoomidelt. Ribosoomide ülesandeks on transleerida mRNAs peituv informatsioon valgujärjestuseks. mRNA lugemine käib kolmenukleotiidiste koodonite (tripletite) kaupa, millest igale seatakse vastavusse õige aminohape. Igale aminohappele vastab konkreetne tRNA, mis selle ribosoomi transpordib. Aminohappe ja tRNA kompleksi nimetatakse aminoatsüül-tRNAks. Viimane sisaldab oma järjestuses kolmenukleotiidist antikoodonit, mis paardub mRNAl asuva koodoniga komplementaarsuse alusel. 20.Hormonaalse signaali ülekandega seotud mõisted
lõikab sealt suhkurfosfaat selgroo mRNA-l katki. 2. Adeniin jääb 5’ otsaga seotuks ja RNA molekuli tekib loop. 3. Vabanenud eksoni 3’ otsas on OH, mis ründab teist eksonit. 4. Tulemuseks on 2 koos olevat eksonit ning üks lassokujuine intron. Viimane lagundatakse nukleotiidideks, mida saab uuesti sünteesis kasutada. Alternatiivne splaissing – splaissimine, et luua unikaalseid valke, varieerides eksonite kompositsiooni samas mRNAs — võib toimuda mitmel viisil. Eksoneid võib nii pikendada kui ka vahele jätta või introneid alles jätta. RNA alternatiivse splaissingu negatiivne ja positiivne kontroll - repressor seostub kindlale järjestusele ja blokeerib splaissinguvalkude ligipääsu. Positiivne: splaisinguvalgud ei suuda tuvastada mingit järjestust ilma aktivaatorvalguta (Splicing enhanser). 57. Kontroll translatsiooni tasemel sh Shine-Dalgarno järjestus
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. Seetõttu globiini õige mRNA süntees on aeglane. Vigane mRNA (introneid sisaldav) jääb tuuma ja lagundatakse. Tuumake
- Mahajääv ahel – moodustub parimosoom, süntees fragmentidena - Okazaki fragmendid – RNA praimer, DNA polümeraas III - DNA fragmentide ühendamine – DNA polümeraas I, DNA ligaas 11.Transkriptsioon - RNA nukleotiidne järjestus on määratud geeni ühe DNA ahela järjestusega - RNA transkript on DNAlt maha loetud - Algne mRNA on pre-mRNA - Aju töötab väikeste RNAdega - mRNAs on info polüpeptiidi sünteesiks - Transkriptoom 12.Geneetiline kood - 64 kombinatsiooni – tripletti ehk koodonit, mis määravad 20 aminohapet - 3 stopp koodonit kus valgussüntees lõppeb – AUG Geneetilise koodi üldiseloomustus - tripeletne – mRNA koodonis on 3 nukleotiidi mis määravad ühe aminohappe lülitumise polüpeptiidahelasse - Mittekattuv – mRNA nukleotiid koodonis vaid ühe korra
polümeraas II suurima alaühiku karboksüterminaalne domään (CTD), korduv heptapeptiidne järjestus, mis jääb fosforüülituks kuni matriitsilt transkriptsiooni lõpuni. Sarnaselt bakteri RNA polümeraasiga, initseerib RNA polümeraas II geeni transkriptsiooni DNA matriitsilt teatud nukleotiidipaari (lämmastikaluste) juurest või alternatiivina naabernukleotiidipaari juurest. 5' nukleotiid, mis vastab matriitsahela sellele nukleotiidile, millelt transkriptsioon algas, mRNAs cap'takse (lisatakse 7'-metüülguanolaat). 20. Joonista tüüpilise PolII promootori struktuur ja kirjelda faktoreid, mis sinna transkriptsiooni initsiatsiooni käigus seovad. Mediaator kompleks ja selle tähtsus. Promootorid on TATAbox, Initsiaator, CpG. 1 TATA-binding protein seondub, väänab DNA-d 2 TF II B seondub kõikides rakkudes TATA-sse ja initsiatsioonisaidi
k. on degenereerunud e. kõdunud: peaaegu kõigile aminohapetele vastab enam kui üks koodon g.k. on seaduspärane g.koodi kuuluvad spetsiifilised koodonid, mis on signaaliks translatsiooni initsiatsioonile ja terminatsioonile g.k. on (v.a. mõned erinevused mitokondrites) universaalne kõigile elusorg- le 69. Koodon-antikoodon paardumine, selle täpsus. Mis on supressor-tRNA? tRNA antikoodonjärjestus paardub mRNAs asuva koodonjärjestusega koodoni kahe esimese nukleotiidi osas väga täpselt, vastavuses lämmastikaluste komplementaarsuse põhimõttele. Supressormutatsioonid asendusmutatsioon ühes geenis surub maha e supresseerib teises geenis tekkinud mutatsiooni avaldumise. Stoppkoodoniga paarduvat mutantset tRNAd nim supressor-tRNAks. 70. Mutatsioonisagedust mõjutavad tegurid. Kiirgus, kemikaalid. Füüsikalised tegurid. Nende olemasolu ja hulk keskkonnas.
sünteesi määravad geenid Geneetilise koodi mõiste ja tema degenereerituse põhjused. mRNA lugemisraami mõiste. Valku kodeerivat järjestust e. transleeritavat DNA piirkonda nimetatakse ka avatud lugemisraamiks – ORF. ORF algab initsiaatorkoodoniga AUG ja lõpeb stop – koodoniga. Erinevate lugemisraamide vahel asuvad spaisser – järjestused. Lugemisraami suund on 5´3´ Nukleotiidne triplettide seeirad mRNAs,mida tõlgendatakse translatsioonil Transport-RNA molekuli struktuur ja funktsioon. Ristiklehe kujuline, 3´ lõpus CCA asub kinnitunud aminohape estersidemega, antikoodon loopis on antikoodon. Sisaldab ebatavalisi aminohappeid- kahe metüüliga guaniin (N,N- dimetüül G), kahe vesinikuga uratsiil (dihüdro U), väävel asendab hapniku uratsiilis (4- tiouridiin), deamineeritud A (inosiin). Funktsioon-kanda translatsiooniks juurdelisanduvaid aminohappeid
Valgu järjestuselt RNAd sünteesida ei ole võimalik! Geneetiline info säilib, kandudes põlvkonnast põlvkonda edasi nukleiinhappelt nukleiinhappele. Geneetiline info kandub edasi organismi geenide avaldumisel DNA-lt valkudesse. 56. RNA tüübid: tRNA, rRNA, mRNA, snRNA ja nende funktsioonid. 33 1. mRNA – RNA molekulid, millelt toimub translatsioon. Messenger RNA 2. tRNA – Osalevad polüpeptiidahela ehk valgu sünteesil (translatsioonil) mRNAs oleva nukleotiidse järjestuse põhjal, kannavad aminohapped ribosoomi. Transfer RNA. 3. rRNA - Ribosomaalsed RNA molekulid kuuluvad ribosoomide koostisesse. Ribosomaalse RNA geenide transkriptsioonitase on rakkudes kõrge 4. snRNA - Väikesed tuuma RNA-d osalevad intronite splaissingul. Small nuclear RNA 57. Mille poolest erineb transkriptsioni initsiatsioon replikatsiooni initsiatsioonist? Transkriptsiooni initsiatsiooni võib omakorda jaotada kolmeks etapiks:
aminohapetest valgu polüpeptiidahel. RNA molekulil on 3 erinevat funktsiooni translatsioonis - mRNA kui geneetilise informatsiooni kandja, tRNA kui translatsiooni protsessi läbiviija, rRNA kui ribosomaalse struktuuri ja funktsiooni osa. Translatsioon jaguneb 3 osaks: 1. Translatsiooni initsiatsioon ehk peptiidahela alustamine Translatsioon algab AUG koodoniga. tRNA seondub vastava aminohappega. mRNAs olevale koodonile vastab tRNA antikoodon. Aminohape kinnitub tRNA 3’ otsa. Inimesel on ca 500 tRNA geeni, aga nad esindavad ainult 48 erinevat antikoodonit. 2. Translatsiooni elongatsioon ehk peptiidahela pikendamine Toimub aminohapete liitmine ahelasse. Translatsiooni elongatsioon vajab energiat, mille tagab GTP hüdrolüüs GDP-ks. Kaks kesksemat elongatsiooni faktorit on EF1 ja EF2. Mõlemad seonduvad GTP-ga. Elongatsioon toimub kiirusega umbes 2 aminohapet sekundis. 3
desoksüribonukleiinhapeteks (DNA). Nad erinevad üksteisest ka nende koostises leiduvate lämmastikaluste poolest. Lämmastikaluseid on kokku viis: puriinalused - adeniin (A) ja guaniin (G); pürimidiinalused - tümiin (T), tsütosiin (C) ja uratsiil (U). Lämmastikalustest esineb RNA molekulis adeniini (A), guaniini (G), tsütosiini (C) ja uratsiili (U), kuid puudub tümiin (T). 40.TRIPLETT--kolm järjestikulist nukleotiidi DNA juhtahelas , KOODON --- kolm järjestikulist nukleotiidi mRNAs,mis kodeerivad ühte aminohapetest, ANTIKOODON---kolm mRNA koodonile komplementaarset nukleotiidi tRNAs. Geneetilise info koodiüksuseks on kolmest nukleotiidipaarist koosnev koodon(triplet).Esimesteks teadlasteks 1954 Gamow ja Crick avaldasid hüpoteese geneetilise koodi olemasolust.Iga nukleotiid kuulub korraga kahte koodiüksusesse- koodonisse.Crick--pidev kattumatu koodi idee--koodoniteks on järjestikused nukleotiidide tripletid, mis omavahel ei kattu. 41
Põhjus, miks ta koosneb kahest subühikust on see, et mRNA käib kahe subühiku vahelt läbi. valgu biosünteesi etapid (lühidalt): osalevad valgulised faktorid, ATP, GTP. vajame ribosoome, AH seotakse spetsiifilise tRNA molekuliga ensüümide - aminoatsüül-tRNA süntetaasi (ARS) või aminoatsüül- tRNA ligaasi (ARL) – vahendusel. 1. preribosomaalne etapp: aminoatsüül-tRNA süntees (aa-tRNA) 2. ribosomaalne etapp: (ribosoomides) mRNAs pakinev koodon seatakse vastavusse tRNA sisalduva antikoodoniga koodon – koosneb kolmest järjestikusest nukleotiidist ribosoom sünteesib AH vahele peptiidsideme (tRNA küljes AH-d). Kasvav peptiidahel on sünteesi käigus kovalentselt seotud tRNA-ga. Geen - pärilikkuse ühik, DNA lõik (nukleotiidsed järjestused, järjekord määrab info), mis kodeerib eralduvat produkti (RNA või valk) - DNA kodeerib iseend, aga pole eralduv produkt – jääb matriitsahelaga seotuks
annaabi.ee 
