- Biloloogiline surm . organismi elutegevuse pöördumatu lakkamine 2. Matriitssünteesid Replikatsioon DNA kahekordistumine enne raku jagunemist. - Toimumiskoht: päristuumsetel rakutuumas, mitokondrites ja kloroplastis, eeltuumsetel tsütoplasmas - Toimumisaeg: interfaasis - Komplementaarsus: ACGT TGCA - Protsessi läbiviimiseks vajatakse: Ühe ahelaist DNA'd Kõiki DNA koostisesse kuuluvaid nukleotiide Ensüüm (DNA polümeraas) Energia - Etapid: DNA biheliks lõhutakse DNA polümeraas seondub DNA ahelaga DNA polümeraas sünteesib mõlema DNA ahelaga komplementaarsed uued DNA ahelad Tulemusel 2 identset DNA molekuli. - Replikatsiooni käigus tekkinud vigu parandavad erinevad ensüümid, mis kaitseb mutatsioonide ja kasvajate eest. Transkriptsioon: RNA süntees · Toimumiskoht:
rRNA (80%) - ribosoomi RNA Kuulumine ribosoomi koostisesse, millel leiab aset valgusüntees. Replikatsioon on Dna kahekordistumine enne raku jagunemist. Uus Dna ahel sünteesitakse vastavalt komplementaarsusele. Komplementaarsusprintsiip on kaksikahelaliste nukleiinhapete ehitusprintsiip. Dna on kromosoomide põhiline koostisosa. Päriliku info säilitamine ja selle täpne ülekanne tütarrakkudele(mis on tekkinud raku jagunemise käigus). RNA nukleotiide nimetatakse ribonukleotiidideks. Need on DNA nukleotiididega sarnased, koosnedes samuti süsiveikust, fosfaatrühmast ja lämmastikalusest. DNA nukleotiide nimetatakse desosküribonukleotiidideks. Lämmastikaluseid on DNA monomeeride koostises 4. Need on: Adeniin(A); tümiin(T); guaniin(G); tsütosiin(C). Transkriptsioon on matriitssüntees, mille käigus sünteesitakse DNA molekuli ühe ahela nukletiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul
Polümeraas Polümerisatsioon (5'3') Eksonuklaas (3'5') Eksonukleaas (5'3') Koopiad I ja ja ja 400 II ja ja ei ? III ja ja ei 1020 ·Polümeraas I ja III replikatsioon 5' 3' ·Polümeraas II roll ei ole päris selge ·3' 5' eksonukleaas = võime nukleotiide eemaldada 3' otsast ·Oluline korrektuuri lugemises ( proofreading) ·Ilma selleta vigade määr (mutatsioonid) 1 x 106 ·Koos korrektuuriga 1 x 109 (1000kordne efekt) ·5' 3' eksonukleaasne aktiivsus replikatsiooni repareerimises Replikatsiooni algus (prokarüoodil): Algab kaksikahela denaturatsioonist, nii saab alguse lämmastikalauste ekspositsioon Replikatsioon kahes suunas
Molekulaargeneetika põhiprotsessid Kõiki neid protsesse nimetatakse matriitsünteesideks. See tähendab, et uued molekulid toodetakse olemasolevate molekulide järgi. 1. Replikatsioon - DNA tootmine DNA järgi 2. Transkriptsioon - RNA tootmine DNA järgi 3. Translatsioon - Valgu molekuli tootmine mRNA järgi DNA replikatsioon - Toimub rakutuumas enne jagunemist - Vaja on: - Ensüüme (DNA polümeraas) - Vabasid DNA nukleotiide (6 miljardit) - Energiarikkaid ühendeid (ATP jt.) - Toimub vastavalt komplementaarsusele (G≡C, A＝T) - Vaata pilti õpik lk. 17 → AATTGGCC → AATTGGCC Algne → TTAACCGG → Kaks identset DNA → TTAACCGG → AATTGGCC molekuli → TTAACCGG Transkriptsioon (DNA → RNA) - Toimub tuumas interfaasi ajal
Molekulaargeneetika põhiprotsessid Kõiki neid protsesse nimetatakse matriitsünteesideks. See tähendab, et uued molekulid toodetakse olemasolevate molekulide järgi. 1. Replikatsioon - DNA tootmine DNA järgi 2. Transkriptsioon - RNA tootmine DNA järgi 3. Translatsioon - Valgu molekuli tootmine mRNA järgi DNA replikatsioon - Toimub rakutuumas enne jagunemist - Vaja on: - Ensüüme (DNA polümeraas) - Vabasid DNA nukleotiide (6 miljardit) - Energiarikkaid ühendeid (ATP jt.) - Toimub vastavalt komplementaarsusele (G≡C, A＝T) - Vaata pilti õpik lk. 17 → AATTGGCC → AATTGGCC Algne → TTAACCGG → Kaks identset DNA → TTAACCGG → AATTGGCC molekuli → TTAACCGG Transkriptsioon (DNA → RNA) - Toimub tuumas interfaasi ajal
Geneetika-teadus, mis uurib pärilikkuse ja muutlikkuse seaduspärasusi. Geen-on DNA lõik, mis määrab ära ühe RNA molekuli tootmise.koosneb:1.promootor2.RNAsünteesipiirkond3.terminaator Geneetiline kood-on vastavus mRNA nukleotiidide ja valgumolekuli AH-jääkide vahel Molekulaargeneetika-uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaartasemel 3 protsessi: 1.Replikatsioon-DNA kahekordistumine DNA->DNA Toimub:rakutuumas, enne jagunemist Vaja:ensüüme, energiat, dna nukleotiide A, T, G, C Kuidas:1.ensüüm kinnitub biheeliksi algusesse 2.ensüüm keerab biheeliksi lahti, tekib 2 ahelat 3.ensüüm sünteesib kummagi esialgse ahela kõrvale uue ahela 4.süntees toimub komplementaarsus pritsiibi järgi Vajalik:päriliku info säilitamiseks raku jagunemisel. A-T, T-A,G-C,C-G 2.Transkriptsioon-RNA molekuli tootmineDNA->RNA Toimub:rakutuumas, geeni järgi, interfaasi ajal Vaja:ensüümi,energiat, RNA nukleotiide U,A,G,C Kuidas:1.ensüüm kinnitub promootoile 2
*DNA on kromosoomide põhiline koostisosa. *replikatsiooni tulemusena saadakse 2 DNA molekuli. *DNA kuulub kromosoomide koostisesse *nukleiinhapete monomeerideks on nukleotiidid *nukleotiidide koostisesse kuuluvad lämmastikalused. 2.Millest tulenevad eri DNA molekulide erinavad omadused? *NUKLEOTIIDIDE JÄRJESTUSEST *KUI PALJU ON NUKLEOTIIDE 3.Miks on DNA molekul keemiliselt stabiilsem kui RNA molekul? SEST DNA ON KAHEAHELALINE JA SEOB SEETÕTTU ROHKEM VESINIKSIDEMEID.RNA ON ÜHEAHELALINE: 2.9. *Joonisel on X-ga tähistatud vesinikside *Y-ga suhkrujääk *DNA struktuuri osa, mis on joonega piiritletud..... NUKLEOTIID *Milles seisneb DNA tähtsus? a)päriliku info säilitamine ja edasiandmine b)peamine kromosoomise ehituslik koostisosa 2.10. Informatsiooni RNA ( mRNA)
Polünukleotiidid monomeerijäägi kohta Kokkuleppeliselt kirjutakse RNA ja DNA primaarstruktuuri suunas 5´ 3´. 5´ ATTAGGAACCGG 3´ Fosfodiestersideme moodustumine ja stabiilsus Põhimõtteliselt võiks moodustuda dehüdratatsioonireaktsioonis: kuid G0=+25 kJ/mol Looduses kasutatakse aktiveeritud nukleotiide nukleosiid trifosfaate (NTP, dNTP). RNA (ATP, GTP, CTP ja UTP) DNA (dATP, dGTP, dCTP ja dTTP) G0= +25 + (31) = 6 kJ/mol Rakkudes toimub lisaks pürofosfaadi hüdrolüüs: PPi + H2O = 2Pi (G0= 31 kJ/mol). Summaarne G0=6 + (31) = 37 kJ/mol DNA molekuli suurus varieerub erinevates organismides Lihtsamates organismides on kogu genoomne DNA üks lineaarne või tsirkulaarne molekul Eukarüootsetel organismidel on mitu kromosoomi DNA moodustab kogu raku massist ligikaudu 1%
tomatiga • Diploidsed ja tetraploidsed sordid on tavaliselt kuldse või kollase viljalihaga • Heksaploidsed on rohelised • Ploidsusel pole mõju vilja kujule ja C vitamiini sisaldusele, küll aga massile. PTI ja NBS-LRR geen • Taimedes on kaks immunsust tekitavat geeni: (PTI) ja (NBS-LRR) • PTI on iidvana geeni vorm, mille vallandab molekulaarne kokkupuude haigustekitajatega • Samas haigustekitaja tagajärjel esile kutsutud NBS-LRR geen seob nukleotiide • Kiivis on 96 NBS-LRR geeni. Samas arbuusis on 44, riisis 600 ja tomatis 250 • Kuna kindel NBS-LRR geen tunneb ära kindla haigustekitaja tunnuse, siis väike NBS-LRR geenide vähesuse tõttu võib geen ära tunda ka vähem haigustekitajaid • See, et kolmandik NBS-LRR geenidest asuvad 10 kobarana genoomis viitab sellele, et need geenid on kujunenud peamiselt dubleerimise teel Täname kuulamast! Kasutatud kirjandus • http://www.medicalnewstoday
Valkudel on organismis elutähtis roll, sest osalevad põhimõtteliselt kõikides bioloogilistes protsessides: pakuvad mehaanilist tuge ja immuunkaitset, vastutavad rakuliikumise eest, transpordivad ja hoiustavad teisi molekule (näiteks hapnikku), osalevad närviimpulsside ülekandes, kontrollivad kasvu ja rakkude diferentseerumist. 5. On teada, et aminohapete kokkupanek algab mRNA järjestusest AUG. Sellest edasi loetakse nukleotiide kolmekaupa e koodonite kaupa. On antud mRNA lõik. Leidke ja tõmmake joon alla translatsiooni algus e initsiaatorkoodonile ja stoppkoodonile. Kirjutage valku kodeerivale osale vastavad aminohapped, kasutades selleks koodipäikest. CGAAAUGGCUCCAGAGCAACGAGUUCAUUGACGG 6. Täitke alljärgnev tabel: Molekulaargeneetilised Mõiste selgitus (definitsioon) Seotud mõisted mõisted Replikatsioon
rakkudes/eluslooduses)? Molekulaarbioloogia põhiprintsiip: DNA-RNA-Valgud Kõigepealt toimub DNA replikatsioon rakutuumas, seejärel RNA süntees (transkriptsioon) ning viimasena valgusüntees (translatsioon), mille käigus jõuab info valkudesse. 6. Millest koosnevad nukleiinhapped ja kus toimub nende süntees? Mis põhimõtte/printsiibi alusel nukleotiidid „paarduvad“? Nukleiinhapped koosnevad C,H,O,N ja P aatomitest/nukleotiididest ning nende süntees toimub rakutuumas (nukleotiide sünteesitakse maksas). Nukleotiidid paarduvad komplementaarsusprintsiibi alusel. 7. Mis on geneetiline kood? Mis on koodon? Geneetiline kood - süsteem, mille abil antakse nukleiinhapetes olev info üle valgule. Koodon - nukleotiidid (kolm järjestikust nukleotiidi), mis vastavad ühele aminohappele. 8. Kust pärineb info, mille alusel sünteesitakse valgud? Nimeta organellid, mis osalevad
2)UV kiirgus, mis põhjustab ristsidemeid DNA ahelas kõrvutiasetsevate pürimidiinide vahel. 3)Ioniseeriv kiirgus põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Ainuüksi loodusliku radioaktiivsuse fooni tõttu saab meie keha iga päev umbes 200 miljonit korda kiiritada. 4)DNA aluste hüdrolüüs ja kõrgendatud temperatuur viivad DNA aluste eemaldamiseni või nende keemiliste omaduste muutuseni.5) Samuti võib kokkupuutumine erinevate kemikaalidega, mis modifitseerivad nukleotiide või seonduvad DNA-ga ning indutseerivad katkeid või ristsidemeid DNA ahelates. 6)Vead DNA replikatsioonis. Kõik DNA polümeraasid teevad vigu, mille nad küll tavaliselt ise ära parandavad, kuid osad jäävad need siiski alles ning tekitavad olukorra, kus DNA erinevatel ahelatel on omavahel mittepaarduvad nukleotiidid. DNA reparatsioonisüsteemid DNA ahelal olevate vigastuste parandamiseks on kolm peamist süsteemi:
Päristuumrakk.- vast. Raku tuuma esin jaot org 2 rühma: eel(prokarüoodid)- ja päristuumsed(taime- seene- loomariik. Rakk- rakumemb, tsütoplasm, organell, tuum- regul raku elutegevust. Tsütoplasm - vesi(60- 90%), selles on lah paljud org ja anorgained( tasakaalus Ph). Sisald: aminohap, nukleotiide,mono- ja oligosahh, organi happeid, esind kõik biopolüeerid, polüsahh, valgud, nukleiinhapp. Ül:seob kõik rakuorganellid tervikuks, toitainete laiali kandmine, jääka eritumis koht, sisal pigmente. Rakutuum - ümbris koos 2 membraanist, milles pooride kaudu toimub ainevah tuuma sisemusse ja välja. Tuumasisene plasma- karüoplasm- sisald DNA ja RNA-d ja mitm ühendeid. Kromosoom on oluline tuuma osa. Toimub rRna sünt ja ribosoomide mood
päristuumseteks? Vastavalt rakutuuma esinemisele jaotatakse organismid kahte rühma: eel- ja päris tuumsetekes. 2) Millised organismirühmad kuuluvad eukarüoodide hulka? Eukarüoodid jaotatakse protistideks, taime-, seene- ja loomariigiks. 3) Nimetage tsütoplasma peamised koostisained. Tsütoplasma peamiseks koostisaineks on vesi (60%-90%, olenevalt erinevatest rakkudest).Tsütoplasmas on hulgaliselt madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminohappeid, nukleotiide, mono-ja oligosahhariide, orgaanilisihappeid jpm. Samuti on esindatud ka kõik biopolümeerid: polüsahhariidid, valgud ja nukleiinhapped. 4) Kirjeldage rakutuuma ehitust. Tuumaümbris koosneb kahest membraanist. Nendes paiknevad poorid, mille kaudu toimub ainete liikumine tuuma sisemusse ja sealt välja. Tuumamembraanid on ehituselt sarnased teiste rakumembraanidega. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks. See sisaldab DNA-d, valke, RNA-d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid
Nukleotiidide metabolism 1. Palun selgitage järgmisi mõisteid: a. Nukleotiidide de novo süntees süntees lihtsatest biomolekulidest b. Nukleotiidide "säästev" süntees mitte kõiki nukleotiide ei lagundata lõpuni ära, osa lagundamise käigus saadud lämmastikaluseid lülitatakse uuesti nukleotiidide sünteesi ehk siis neist tehakse uuesti nukleotiidid c. Nukleotiidide degradatsioon nukleotiidide lagundamine 2. Nukleotiididel on kõikides rakkudes väga tähtis roll. Milliseid nukleotiidide bioloogilisi funktsioone teate? Nukleotiidid on a) substraadiks nukleiinhapete sünteesil b) energiakandjad
algab alati initsiaator koodonist. mRNA initsiaatorkoodoniga seostub esimene tRNA molekul. tRNA-d toovad kohale aminohapped. Aminohappe määrab antikoodon-koodon vastavus. Kahe aminohappe vahele moodustub peptiidside. Esimene tRNA lahkub ja tuleb kolmas. Korraga on ribosoomis kaks tRNA-d. Süntees jätkub stoppkoodonini (UAA, UAG, UGA), millele ei vasta ühtegi aminohapet. Ribosoomist vabanenvad tRNA, mRNA ja sünteesitud valk. Geneetiline kood- mRNA molekuli kolm järjestikust nukleotiide määravad ära kindla aminohappe valgu molekulis, seda nimetatakse geneetiliseks koodiks. Kood- ühele aminohappele vastavat mRNA molekuli nukleotiidikolmikut nimetatakse koodoniks. Antikoodon- tRNA molekuli kolmenukleotiidne järjestus, mis seostub valgusünteesi käigus mRNA koodoniga. Ehk koodon vastavus. Initsiaatorkoodon- mRNA nukleotiidne järjestus AUG, millest algab translatsioon. Stoppkoodon- mRNA nukleotiidne järjestus (UGA, UAA või UAG), mis lõpetab translatsiooni.
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 Mahajääv ahel – sünteesitakse 5’ -> 3’ suunas lühikeste lõikudena; üldine suund on aga 3’ -> 5’ DNA polümeraas I eemaldab RNA praimerid ja asendab need DNAga Replikatsioonikahvi kokkusaamisel ligaasid liidavad mahajäävas ahelas olevad DNA fragmendid, et viia süntees lõpuni Tütarmolekulide lahknemine saab valmis 3. Transkriptsioon 1
sattunud tärklise molekulid esmalt eri pikkusega oligosahhariidideks ja seejärel tärklisee monomeerideks- glükoosi molekulideks. Proteaas lõhub valke. Seda kasutatakse liha pehmendamiseks, kala nülgimiseks, loomanahalt karvade eemaldamiseks ning pesupulbrite koostisosana. Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Eristatakse kahte tüüpi nukleiinhappeid: DNA ja RNA. DNA molekulid võivad olla eri pikkusega, neist suurimates on reastunud sadu miljoneid nukleotiide. Sarnaselt valkudega sõltuvad ka nende molekulide omadused monomeeride järjestusest ja hulgast. DNA molekul on teist ja kolmandat järku struktuur nagu ka valk. Vesiniksidemetega ühendatud kaheahelaline DNA keerdub kruvikujuliselt biheeliksisse. See ongi DNA teist järku struktuur. Nukleotiidide omavahelisel liitumisel tekib DNA üksikahel. Kuid DNA molekul koosneb kahest omavahel ühinenud ahelast. Nende koospüsimise aluseks on komplementaarsus-printsiip. Kui ühes
vahendusel. Bakteris on kerakujulised, pulkjad, niitjad, kruvikujulised. Eeltuumsed ehk prokarüoodid (bakterid- puudub membraaniga piiritletud tuum, vähem organelle ja membraanseid struktuure), päristuumsed ehk eukarüoodid (sisemus täidetud poolvedela tsütoplasmaga, milles on mitmesuguseid organelle). Eukarüoodid jaotatakse protistideks, taime-, seene- ja loomariigiks. Viirused ei ole eel- ega päristuumsed. Rakk on ümbritesetud rakumembraaniga Tsütoplasmas on vett, aminohappeid, nukleotiide, mono- ja oligosahariide, orgaanilisi happeid jt. TSÜTOPLASMA ON PIDEVAS LIIKUMISES JA SEOB RAKUORGANELLID ÜHTSEKS TERVIKUKS. Tuumaümbris koosneb kahest membraanist. Membraanides paiknevad poorid, mille kaudu TOIMUB AINETE LIIKUMINE TUUMA SISEMUSSE JA SEALT VÄLJA. Tuumasisene plasma ehk karüoplasma-sisaldab DNA-d, RNA-d, valke, ja mitmesuguseid madalamolekulaarseid ühendeid. TUUMA KÕIGE OLULISEMAD OSAD ON KROMOSOOMID!!!!
· Transpordi funktsioon (hemoglobiin transpordib hapnikku) Nukleiinhapped: nukleotiidi keemiline koostis (3), primaar- ja sekundaarstruktuur (DNA biheeliks). NuH ülesanded. Nukleiinhapped on biopolümerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Eluslooduse tähtsamad nukleiinhapped on DNA ja RNA Nukleotiidid on orgaanilised ühendid, mis on võimelised omavahel reageerima, moodustama pikki polümeeriahelaid- nukleiinhappeid. Nukleotiide on kahte tüüpi: vastavalt DNA nukleotiidid on desoksürobonukleotiidid ja RNA nukleotiidid on ribonukleotiidid. ( vaata joonist, mis asub kusagil eespool ... ) Koosneb: · Fosfaatrühmast · Lämmastikalusest · Suhkrujäägist Primaar- ja sekundaarstruktuuri värgid leiad ülevalt piltidelt. Kaksikheeliks ehk biheeliks on kahest kongruentsest heeliksist moodustunud struktuur, kus kahel heeliksil on ühine telg, kuid erinev faas telje suhtes
· Guanosiinfosfaat ehk G · Tsütidiinfosfaat ehk C · Tümidiinfosfaat ehk T Desoksüribonukleotiid on moodustunud kolme molekuli- lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Monomeeride erinevus tuleneb üksnes nende ehitusse kuuluvast lämmastikalusest. Iga desoksüribonukleotiidi koostises esineb üks neljast lämmastikalusest: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T) või tsütosiin (C) Nukleotiide järjestust molekulis nim. DNA esimest järku struktuuriks (primaarstruktuuriks). Teist järku struktuur ehk sekundaarstruktuur on biheeliks. Tertsiaalstruktuur, mis tekib DNA ja valkude koosmõjul DNA molekul on kaheahelaline. DNA põhiline ülesanne on päriliku info säilitamine ning selle ülekandmine raku jagunemise käigus moodustuvatele tütarrakkudele. RNA Ribonukleiinhape on biopolümeer, mille monomeerideks on ribonukleotiidid.
· Iga rakk on ümbritsetud rakumembraaniga · Eukarüootse raku sisemus on täidetud poolvedela tsütoplasmaga, milles on arvukalt mitmesuguseid organelle · Enamikus rakkudes on üks tuum, mis reguleerib kogu raku elutegevust · Tsütoplasma peamiseks koostisaineks on vesi(selles on lahustunud paljud anorgaanilised ja orgaanilised ained ) · Tsütoplasmas on hulgaliselt madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminohappeid, nukleotiide, mono- ja oligosahhariide, orgaanilisi happeid jt. · Selles on esindatud ka kõik biopolümeerid: polüsahhariidid, valgud ja nukleiinhapped. · Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks · Tuumasisest plasmat nim. Karüoplasmaks (sisaldab DNA-d, valke, RNA-d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid) · Rakutuum on ümbritsetud kahe membraaniga
alleelidega (Aa, Bb) Genotüüp – isendile omane geenide ja geenivariantide kogum Fenotüüp – isendi avalduvate tunnuste kogum, mis kujuneb genotüübi ja keskkonna koostoimel Gameet – organismi sugurakk – seemne- või munarakk 8. Milline vahe on mõistetel dominantne alleel ja dominantne tunnus? Alleel määrab tunnused, st dominantne alleel määrab dominantsed tunnused. 9. Intermediaarsus – DNA muutus, mille puhul genoomi lisandub üksikuid nukleotiide v DNA-lõike Kodominantsus – pärandumise seaduspärasus, mille korral heterosügoodil avalduvad mõlema alleeli määratud tunnused Mis vahe neil on? Intermediaarsuse puhul avaldub vahepealne tunnus, kodominantsuse puhul aga avalduvad mõlemad tunnused. 10. Millest on tingitud fenüülketonuuria? Organism ei suuda toota aminohapet fenüülalaniini lagundavat ensüümi. Miks on tema pärandumist võimalik kirjeldada Mendeli seadustega?
Näiteid haigustest. Vastus: Kromosoomi struktuuri muudatused, mida on võimalik mikroskoobiga näha. Inversioon- kromosoomi osa pöördub ümber Kassikisa sündroom- 5. kromosoomist osa puudu Martin Belli sündroom- deletsioon X kromosoomist Madal IQ, hüperaktiivne, keskendumishäired 5. Genoommutatsioonid? Millest tulenevad genoommutatsioonid? Näiteid haigustest. Vastus: Duplikatsioon- DNA-lõigu kahekordistumine Insertsioon- DNA muutus, mille puhul genoomi lisandub üksikuid nukleotiide või DNA-lõike Deletsioon- muutus genoomis, mille käigus DNA-lõigud või üksikud nukleotiidid lähevad genoomist kaduma. Genoom on 23. kromosoomi paari. Peamiselt tuleneb mutatsioonide puhul, kui arv on vale. Tekivad meioosis ja mitoosis. Down’i sündroom – 21. kromosoomi kolmekordsus Edwardi tõbi – 18. kromosoomi kolmekordsus (head lauljad) Datau sündroom- 13. kromosoomi kolmekordsus Teemeri sündroom- üks X+44 kromosoomi. Ei kujune välja teisesed sugutunnused
Transpordi RNA--tRNA. Ül. On aminohapete transportimine tsütoplasmast ribosoomidesse ning geneetilise info desifreerimine. Ribosoomi RNA- rRNA. Osaleb valgusünteesis. Võrreldav tunnus DNA RNA Monumeer desoksüribonukleotiid ribonukleotiid Lämmastikalused Adeniin, guaniin, tsütosiin, Adeniin, guaniin, tsütosiin, tümiin. (A, G, C, T) uratsiil.( A, G, C, U) Nukleotiide nimetused Adenosiinfosfaat A Adenosiinfosfaat A Guanosiinfofaat- G Guanosiinfofaat- G Tsütidiinfosfaat- C Tsütidiinfosfaat- C Tümidiinfosfaat- T Uridiinfosfaat- U Sahhariidid desoksüriboos riboos Anorgaaniline hape fosforhape fosforhape
otsad" ühinevad. DNA ühendatatkse ligaasiga töötlemisel. ) LIGAAS- ensüüm, mille toimel ühinevad ahelate otsad ka kohalentsete sidemetega ja lõpetab rekombinantse molekuli moodustumise. GEENITEHNOLOOGIA RAKENDUSe eesmärgiks on välja lülitada mutantseid geene. "Sundida geene organismis tootma liiga vähe olevaid aineid."Panna neid kiiremini tööle. GEENI NOKAUT-nim. geen lüüakse rivist välja. Mõjutatakse geeni nukleotiidset järjestust. Suunatud mutatsioon. Mõjutatakse nukleotiide. GEENIVAIGISTUS, mille korral hävitatakse ära nim geeni pealt infot võttev M-RNA. DNA LÕIKUDE meetod, mis otsib rakkudest mutatsioone. Selleks kasutatakse vigastele rakkudele vastavaid DNA-lõike, mis on ühendatud mingi signaalelemendiga. DNA SÕRMEJÄLJE meetod- selle abil püütakse leida sugulussidemeid või kiriminaale. Kasutatakse eelmise sajandi lõpust/selle sajandi algusest. Sai alguse metoodikast, mille
(sama küsimus ka RNA kohta). See, miks ta saab liita ainult 3' otsa nukleotiidi on selle, et polümeraasil on kasutatud NTP-d, kust vabaned pürofosfaat (PPi) ning alles jääb nukleotiid, mille 5' otsas on fosfaatrühm, mis saab liituda ahelas oleva nukleotiidi 3' otsas oleva OH-rühma külge. Olemasolevas ahelas on 5' otsas fosfaatrühmad, kuhu ei saa järgmist fosfaat külge panna. Replikatsiooni läbi viiv ensüüm DNA ( või RNA) polümeraas saab nukleotiide liita vaid 3'C külge. Seega jääb DNA/RNA ,,ülemisse" otsa nukleotiid vaba 5' OH-rühmaga ja reaktsiooni saab nim 5'-3'suunaliseks. 15. Millise sideme kaudu on ühendatud nukleotiidijäägid DNA ahelas? (sama küsimus ka RNA kohta). Nukleotiid=lämmastikalus + suhkur+ monofosfaat Nukleotiidijäägid on ühendatud fosfordiestersidemega. 16. Milline oligonukleotiid omab kõrgemat ,,sulamistemperatuuri" Tm. Miks? GC rikas, sest need annavad 3 vesiniksidet, AT vaid kaks. 17
Mutatsiooonid loovad esmase päriliku muutlikkuse ning ilma mutatsioonideta ei saaks toimuda looduslik valik, poleks evolutsiooni ja vaevale elu ennastki MUTATSIOONIDE TÜÜBID Deletsioon muutus genoomis, mille käigus DNA-lõigud või üksikud nukleotiidid lähevad kaduma Duplikatsioon DNA-lõigu kahekordistamine Inversioon -Geenide järjestuse pöördumine 180º ümber oma telje ühes kromosoomis või kromosoomi osas Insertsioon DNA muutus, mille puhul genoomi lisandub üksikuid nukleotiide või DNA-lõike Translokatsioon- terved lõigud liiguvad ühest kromosoomist teise Mittepärilik muutlikkus (nt. inimese mõõtmed, nahavärvus, juuksevärv) Eugeenika- õpetus või liikumine, mille eesmärk on inimkonna geenifondi parandamine Epigeneetika teadusharu, mis uurib geenide avaldumise muutusi, mis tulenevad muudest põhjustest kui DNA järjestuse muutus; näiteks DNA-le keemiliste rühmade lisamine, mille tulemusena muutub geenide avaldumine
ehk nälgimisel. 4. Nukleiinhapete lühiiseloomustus. Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. DNA desoksüribonukleiinhape RNA ribonukleiinhape DNA on biopolümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukleotiidid mis on moodustunud kolme ühendi lämmastikaluse. Desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumise. DNA monomeerid erinevad lämmastikaluste(4) poolest: adeniin(A), guaniin(G), tümiin(T) ja tsütosiin(C) Seetõttu nimetatakse nukleotiide lämmastikaluste järgi. Komplementaarsus printsiip blabla DNA´l on ka sekundaarstruktuur, biheeliks. RNA on biopolümeer, monomeerideks ribonukleotiidid, tümiini asemel on urasiil(U). RNA omadused sõltuvad monomeeride järjestusest molekulis. Ribonukleotiidide järjestust molekuslis nimetatakse RNA prim.struktuuriks. 5. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel? DNA on nn ,,readonly" täiesti inaktiivne molekul, geneetilist infot realiseerib RNA. 6
- allergianähud inimesel Inimeste DNA erinevus - genoom on umbes 99% kõigil inimestel sama - kuni 1% erinevusi teeb meid üksteisest erinevaks ning seega võimaldab isiku tuvastamist DNA erinevused: - nukleotiidse järjestuse polümorfism - DNA teatud lõikude pikkuspolümorfism Kindlas DNA järjestuse kohas on erinev nukleotiid. DNA pikkuspolümorfism on samasuguse järjestusega DNA lõigud korduvad erineval arvul. - Pikad kordused ehk satelliit-DNA: sadu ja tuhandeid nukleotiide (ühes korduses) - Keskmise pikkusega kordused ehk minisatelliidid: 10-100 nukleotiidi - Lühikesed kordusjärjestused ehk mikrosatelliidid ehk STR: 2-6 nukleotiidi DNA piirkond ehk lookus: - Isikutuvastamiseks kasutatavad lookused on standardiseeritud, neid rakendatakse üle maailma - Nende hulgas on isikuti varieeruvad ja vähem varieeruvad - Võrreldakse ca 10 erineva DNA lõigu pikkust, mitte kogu DNA järjestust
rII (mutant) kasv puudub 1. Raaminihke mutatsioon põhjustab erinevusi a/h ahelas Mutante saab pöörata tagasi metsikuteks (revertandid); del () korrigeerib lisandumise (+) ja vastupidi 3. Kolme r+ mutandi kombinatsioon annab revertante rutiinselt Geneetilise koodi lahtimuukimine: 1. Rakuvaba valgusünteesi loomine in vitro: isoleeritud E. coli. (ribosomärgistatud a/h). Sünteetiline mRNA milles ainult ühte tüüpi nukleotiide: UUU = Phe, CCC = Pro, AAA = Lys, GGG = ebastabiilne 2. Sünteetilised koplümeerid (CCC, CCA, CAC, ACC, CAA, ACA, AAC, AAA) sisaldasid kahte eri nukleotiidi: Pro, Lys (määratud) + Asp, Glu, His, & Thr 2. Sünteetilised polünukleotiidid: UCU CUC UCU CUC Ser Leu Ser Leu 1968: Robert Holley (Cornell), H. G. Khorana (WisconsinMadison), and Marshall Nirenberg (NIH). 4
· 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. Genoom antud liigi täielik geenikogum Geeni ekspressioon e avaldumine geeni transkriptsioon(RNA toodang) ja translatsioon (valgu toodang) 1. Konstituiivne ekspressioon geenidel, mille produkte on igas rakus igal ajal vaja=housekeeping geenid 2
! 13. Millised sündmused toimuvad replikatsiooni käigus DNA mahajääval ahelal? DNA replikatsioon toimub replikatsioonikahvlis. Replikatsiooni alguses endonukleaas lõhub vesiniksidemed nukleotiidide vahel ning DNA helikaas keerab biheeliksi lahti. SSB-valgud (single strand binding protein) takistavad DNA ahela kokku keerdumist ning on kinnituskohaks DNA-polümeraasile. DNA-polümeraas I kinnitub juhtivale ahelale ja hakkab sünteesima uut DNA ahelat nukleotiide lisades. (kui miski tundub vale või puudu, võib alati täiendada) ! 14. Mitokondri genoom – kui palju on geene, millised geenid? Mitokondrianaalsed haidused üldiselt ja 1 näide põhjalikumalt. Genoomi suurus ja geenide organiseeritus on eri organismidel väga erinev. Pikkus ca 5 mikronit mtDNA sisaldab 16569 nukleotiidi, 37 geeni: • 2 geeni kodeerivad rRNA molekule • 22 geeni kodeerivad tRNA molekule • 13 geeni kodeerivad valke (hingamisahela ensüüme) Haigused 1
membraani, põhifunt fotosünt, sisaldab klorofülli); ühendite reaktsioonivõimet); P-fosfor (oluline DNA desoksüribonukleiinhape, asub rakutuumas, lüsosoom; mitokonder; Golgi kompleks; energiavahetuses, nukleiinhapetes, fosfolipiidides, luude kannab geneetilist infot. Kompleentaarsusprintsiip: e Vakuool( ühekihilise membraaniga; sisaldab vesilahust koostises, fosforit saab loomsetest toitudest.); S-väävel nukleotiide vastavus. A-T; G-C. Selline ehitus tagab kus varu ja jääkained; vee tagavaru; kindlustab (aminohapete, vitamiinide koostises; vajalik ensüümide dubleerimise sest info on kahes ahelas e kahes koopias, siserõhu); Rakumembraan; Tsütoplasma; toimeks; esineb naha, juuste, küünte valkudes; aitab tagab dna säilivuse ja taastuvuse. Esimest järku Rakukest( koosneb tselluloosist; kaitseb väliste mõjude organismis kahjutuks muuta kahjulikke aineid
Geneetika · DNA pärilikkusaine Ülesanded Säilitab pärilikku informatsiooni Tagab geneetilise info täpse ülekande · Geneetika teadus, mis uurib pärilikkuse ja muutlikuse seaduspärasusi · Pärilikkus seaduspärasused, mille tõttu järglased ja vanemad on sarnased · Kromosoom kokkupakitud DNA molekul Keharakkudes 46 kromosoomi Sugurakkudes 23 · Geen DNA lõik, mis määrab ära organismi tunnused · Genotüüp organismi kõik geenid · Fenotüüp organismi tunnuste kogum(silmavärv, kehakaal, pikkus jne) Sõltub: Genotüübist Väliskeskkonnast Molekulaargeneetika · Uurib pärilikkust molekuli tasemel · DNA on päriliku info kandja Koosneb nukleotiididest · Inimese keharakkudes on 23 paari kromosoome · Iga kromosoom koosneb ühest DNA molekulist · Kahekromotiidilne kromosoom kahest DNA molekulist · DNA (nool RNA p...
järjestust ehk inserti PCR meetodiga. Materjalid: 11,3 MQ eriti puhas vesi lahusti µl 2,0 µl 10x polümeraasi puhvrit loob sobiva keskkonna, et polümeraas töötaks 2,0µl 25mM MgCl2 on polümeraasi ko-faktoriks, seega (lõppkontsentratsioon 2,5mM) mõjutab reaktsiooni spetsiifilisust 2,4µl 2mM dNTP et segus oleks vabu nukleotiide (lõppkontsentratsioon 240µM) 1,0µl Pärisuunalist praimerit Polümeraasi seondumiseks 5´ (lõppkontsentratsioon 0,5µM) poolele 1,0µl Vastassuunalist praimerit Polümeraasi seondumisesk 3´ (lõppkontsentratsioon 0,5µM) poolele 0,2µl template-DNA sisaldab regiooni, mida tahetakse (lõppkontsentratsioon praimerite abil amplifitseerida 0,25ng/µl)
[1] DNA replikatsioon toimub kõikides rakkudes semikonservatiivse mehhanismi alusel: iga uus DNA kaksikahel koosneb ühest originaalahelast ja ühest uuest ahelast.[2] Raku DNA replikatsioon algab spetsiifilistelt genoomi lõikudelt, mida kutsutakse originideks. DNA ahelate lahtikeerdumine origini kohalt ning uute ahelate süntees tekitavad aktiivse struktuuri, mida nimetatakse replikatsioonikahvliks. DNA polümeraas on ensüüm, mis sünteesib uut DNAd, lisades sünteesitavale ahelale nukleotiide, mis vastavad (komplementaarsuse alusel) algahelale. Lisaks DNA polümeraasile on replikatsioonikahvliga seotud veel palju teisi valke, mis aitavad kaasa DNA sünteesi alustamisele ning kulgemisele. DNA replikatsiooni saab läbi viia ka in vitro (kunstlikult, rakuväliselt). Selleks kasutatakse rakkudest eraldatud DNA polümeraase ning kunstlikke DNA praimereid, mis algatavad DNA sünteesi algahela teatud lõikudel. Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) on kunstlikul sünteesil kasutatav tehnika
Iga rakk on ümbritsetud rakumembraaniga. Eukarütoorse ehk päristuumse raku sisemus on täidetud poolvedela tsütoplasmaga, milles leidub arvukalt mitmesuguseid organelle. Enamikus rakkudes on üks tuum, mis reguleerib kogu raku elutegevust. PÄRISTUUMNE RAKK Raku sisemus on täidetud tsütoplasmaga, mille peamiseks koostisaineks on vesi (60%90%). Seal on palju madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminihappeid, nukleotiide, mono ja oligosahhariide, orgaanilisi happeid jne. Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks. Raku tuuma ümbris koosneb kahest membraanist. Neis paiknevad poorid, mille kaudu toimub ainete liikumine sisse ja välja. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks. See sisaldab DNAd, valke, RNAd ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid. Kromosoomid on tuuma kõige olulisemad osad. Tuumakeseks nimetatakse piirkonda,
· Tsütoplasma poolvedel aine, mis täidab raku sisemust: o peamine koostisaine on vesi (60% kuni 90%); o selles on lahustunud paljud anorgaanilised ja orgaanilised ained; o enamik anorgaanilistest ainetest on katioonide ja anioonide kujul dissotsieerunud olekus; o anorgaanilised ained osalevad paljudes biokeemilistes reaktsioonides ja tagavad ka raku sisekeskkonna püsiva pH; o sisaldab aminohappeid, nukleotiide, mono- ja oligosahhariide, orgaanilisi happeid jt; o esindatud on ka kõik biopolümeerid: polüsahhariidid, valgud ja nukleiinhapped; o sisaldab ka ainevahetuse vaheprodukte, pigmente, regulaatoraineid ja lahustunud gaase; o tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks. · Rakutuum: o tuumaümbris koosneb kahest membraanist;
t., üks ahel kulgeb suunas 5' 3' ja teine suunas 3' 5' , 10. Millises suunas toimub uute nukleiinhappe ahelate süntees? 5' -> 3' 11. Mis on replikatsioon, milliseid ensümaatilisi aktiivsusi on selle juures vaja? DNA molekuli "paljundamine" enne rakujagunemist. Ühest DNA molekulist saadakse 2, kusjuures mõlemas molekulis on üks ahel pärit vanast molekulist. Replikatsiooniks on vaja helikaasi, et lõhkuda ahelaid koos hoidvad vesiniksidemed. Polümeraasi, et lisada uusi nukleotiide. 12. Milline ensüüm teostab replikatsiooni? DNA-polümeraas 13. Kust saavad rakud energiat uute fosfodiestersidemete sünteesimiseks? Nukleotiidtrifosfaatidest, katkeb makroergiline side 14. Mida tähendab, et uute DNA ahelate süntees rakkudes on semikonservatiivne? Uues DNA kaksikheeliksis on üks ahel pärit vanast DNA molekulist ja teine on uus, sünteesitud ahel. 15. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel? DNA: A=T ; C=G RNA: A=U ; C=G
Chargaff leidis, et DNA koostisesse kuuluvate lämmastikaluste vahekorras kehtivad alati kindlad reeglid: - puriin- ja pürimidiinaluste hulk on võrdne: A+G =T+C - adeniini hulk võrdub tümiiniga: A=T - guaniini hulk võrdub tsütosiiniga: G=C See reegel ei kehti RNA puhul, kuna RNA on üheahelaline. 10. Püüdke seletada a) miks kannab DNA happe nimetust sest DNA's nukleotiidid (need on polüprootsed happed) loovutavad prootoneid, et luua 3'-5'fosfodiestersidemeid, mis ühendavad nukleotiide nukleiinhapetes. b) miks hüdrolüüsub RNA leelises keskkonnas kergemini kui DNA. RNA hüdrolüüsub lahjas leelises keskkonnas, DNA on vastupidav leeliste suhtes, sest DNA'l puudub 2'-OH ja on seega stabiilsem, kuna geneetiline materjal peab stabiilne olema. RNA's asuvad kõrvuti 2' ja 3' OH-rühmad ning on hüdrolüüsile vastuvõtlikumad, kuna mRNA on loodud kasutamiseks ja seejärel hävitamiseks. Leeliseses keskkonnas võib nukleofiil ehk antud juhul OH- tõmmata ära
Labiilne RNA tuleb alati uuesti sünteesida. Stabiilne funktsioneerib mitmes rakupõlvkonnas. snRNA – palju erinevad RNA klasse, mõjutavad info ülekannet, väikese tuuma RNA, premRNA protsessing Labiilne RNA: mRNA ja mõned teised, miRNA (microRNA, seotud geenide vaigistamisega), siRNA (small interferingRNA) RNA sünteesitakse eelastena (preRNA). premRNA protsessingul muutub info oluliselt. Nt. ADAR – inimese KNS ensüüm, mis muudab A nukleotiide I-ks (Inosiin on deamineeritud A – NH2 reageerib H2O-ga). I paardub nagu G. Toimub RNA editing – primaarstruktuuri tasemel tehakse valgustruktuuris muutusi. DNA järjestuse võrdlemine: võrreldakse neljast nukleotiidist koosnevaid järjestusi. Järjestuse homoloogia alusel jagatakse perekondadesse ja superperekondadesse. Geenid jagatakse järjestuse ja funktsiooni alusel: homoloogilised – sarnane järjestus ja funktsioon
seetõttu ei saa nende kuju olulisel määral muutuda. lk 55 1. Organismid jaotatakse eel- ja päristuumseteks rakutuuma esinemise järgi . Eeltuumsete ehk prokarüootsete hulka kuuluvad bakterid - neil puudub membraaniga piiritletud tuum ning raku sisemuses on tunduvalt vähem erinevaid organelle ja membraanseid struktuure. 2. Päristuumsed ehk eukarüoodid on protistid, taime-, seene- ja loomariigiks. 3. Tsütoplasmas on hulgaliselt madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminohappeid, nukleotiide, mono- ja oligosahhariide, orgaanilisi happeid jt. Selles on esindatud ka kõik biopolümeerid: polüsahhariidid, valgus ja nukleiinhapped. Peale selle leiab tsütoplasmast mitmesuguseid ainevahetuse vaheprodukte, pigmente, regulaatoraineid ja lahustunud gaase. 4. Tuumaümbris koosneb kahest membraanist. Nendes on pooris, mille kaudu toimub ainetevahetus. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks- selles on DNA-d, valke, RNA-d ja madalmolekulaarseid ühendeid
üksteisega nii, et 3' otsmised 2 nukleotiidi on üksikahelalised. Dicer lõikab kaksikahelaise RNA sellest struktuurist välja. miRNA on siRNAga üldiselt sarnane, nad on umbes 70bp prekursor RNA produktid. Prekursor RNA moodustab stem-struktuure, kus tüve osas on vaid üksikud mitte-paardumised. Dicer lõikab kaksikahelalise RNA neist struktuuridest välja. miRNA ja märklaud-mRNA 3' otsa vaheline paardumine ei ole korrektselt komplementaarne, vaid on ka üksikuid mittepaardunud nukleotiide. See mittepaardunud nukleotiidide olemasolu eristab miRNAid siRNAdest. Kaksikahelalisi siRNAsid ja miRNAsid protsessitakse edasi multivalkkompleksis, mis sisaldab vaid üht RNA ahelat. See RNA-indutseeritud vaigistav kompleks (RISC) lõikab märklaud mRNA, mis on täpselt komplementaarne vastavale üksikahelalisele siRNAle, ahela katki. 45. Nonsense-mRNA vahendatud lagundamine (NMD).
Initsiatsioon: Üheahelalisi DNA lõike nimetatakse matriitsideks. Güraas on ensüüm (topoisomeraas), mis vabastab superspiralisatsiooni. Initseeriv valk ja DNA helikaas seonduvad DNAga replikatsiooni kahvlis ja toimub lahtikeerdumine. Energia tuleb ATPst. ATP hüdrolüüs põhjustab konformatsioonilisi muutusi helikaasis. DNA primaas seob järgnevalt helikaasi, nii et moodustub primosoom. Primaas sünteesib väikese, 10-12 RNA, millele DNA polümeraas hakkab sünteesima juurde nukleotiide. Polümeraas III lisab nukleotiide 5' 3' suunas mõlemal ahelal, alustades RNA praimerist. RNA praimer hiljem eemaldatakse ja asendatakse DNA polümeraasiga. Vahemik säilitakse ligaasi poolt. Üheahelaine DNA stabiliseeritakse kogu protsessi vältel spetsiaalse valguga. Kui replikatsioonikahvel kogu aeg avaneb, siis ühe DNA ahela süntees on pidev ehk toimub kogu aeg. Teisel juhul läheb ta kahvlist eemale ja on teistpidi (süntees toimub väikeste fragmentidega, mis omavahel pandakse kokku)
päristuumsed (protistid, taime-, seene- ja loomariik). Iga rakk on ümbritsetud rakumembraaniga. Eukarütoorse ehk päristuumse raku sisemus on täidetud poolvedela tsütoplasmaga, milles leidub arvukalt mitmesuguseid organelle. Enamikus rakkudes on üks tuum, mis reguleerib kogu raku elutegevust. PÄRISTUUMNE RAKK Raku sisemus on täidetud tsütoplasmaga, mille peamiseks koostisaineks on vesi (60%-90%). Seal on palju madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminihappeid, nukleotiide, mono- ja oligosahhariide, orgaanilisi happeid jne. Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks. Raku tuuma ümbris koosneb kahest membraanist. Neis paiknevad poorid, mille kaudu toimub ainete liikumine sisse ja välja. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks. See sisaldab DNA-d, valke, RNA-d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid. Kromosoomid on tuuma kõige olulisemad osad
E. coli tüve B rakkudes paljundatud faagi edasine paljunemine on takistatud tüve K rakkudes ja vastupidi Restriktsiooni-modifikatsiooni süsteem bakterites Restriktaasid – endonukleaasid, mis fragmenteerivad DNA-d spetsiifilistest kohtadest Metülaasid – modifitseerivad nukleotiide restriktaaside poolt äratuntavatest 4 – 6 bp pikkustest DNA järjestustest, kaitstes DNA-d restriktaasi eest Rakus lagundatakse võõrast DNA-d, mis ei ole antud bakteritüve restriktaasi eest kaitstud E. coli tüves RI on kirjeldatud restriktaas EcoRI ja sellele vastav metülaas, mis metüleerib adeniini
DNA ahelad; mõlemas DNA molekulis on üks ahel uus ja teine vana. Dispersiivne mõlemas DNA molekulis sisaldavad DNA ahelad segu vanadest ja uuesti sünteesitud lõikudest. Kinnitust leidis semikonservatiivne mudel. 50. DNA replikatsiooni initsiatsiooni mehhanism. DNA repl algab ori järjestuselt, kus toimub DNA ahelate lahtikeerdumine ja praimeri süntees. Praimer (võib olla nii DNA kui RNA) on vajalik selleks, et DNA polümeraasil oleks vaba 3' ots, kuhu nukleotiide liitma hakata. DNA dupleksi avamine võib toimuda kas transkriptsiooni teoimel või spetsiifiliste initsiaatorvalkude toimel. Kuna AT vahel on üks vesinikside, on neid piirkondi lihtsam avada ning ori-regioonid on alati AT-rikkad. 51. Erinevate DNA polümeraaside funktsioonid bakterites. Mis mehhanismidega on tagatud DNA replikatsiooni täpsus? Bakteris on põhiliseks DNA replikatsiooni läbiviivaks valguks DNA polümeraas Pol III (replikatiivne DNA polümeraas)
Pikad dispergeerunud elemendid (LINEs-long interspersed elements 6-7kb). L1,L2, L3 - 20% genoomist Lühikesed dispergeerunud elemendid (SINEs 100-400bp). Ainus aktiivelement e. Alu, ca 1milj. koopiat ja 10% genoomist Transposoonid LTR-dega (long terminal repeats), ca 8% genoomist DNA transposoonid, ca 3% inimese genoomist 89. Telomeraas. Ensüüm telomeraas tagab põhilise järjestuse TTAGGG (5' 3'), mis kordub sadu ja tuhandeid kordi, säilimist. On kompleks valgust ja RNAst. Lisab nukleotiide DNA replikatsioonil mahajääva (lagging) ahela 3' otsale, komplementaarselt telomeraasi RNA nukleotiidse koostisega. Telomeeri DNA sünteesil on seega matriitsiks RNA, seega telomeraas on pöördtranskriptaas. 90. DNA poolkonservatiivse replikatsiooni tõestamine. Tõestati Meselsoni ja Stahli poolt E.Coli rakus 1958.a. Kasutati nn ,,kergeid" ja ,,raskeid" ahelaid. Esimese pooldumise järel saadi hübriidne ahel, teise pooldumisega olid pooled ,,kerged" ja pooled
koopiat. Selleks et sünteesida valku tuleb vastav DNA lõik kopeerida RNA molekulidesse. Transkriptsiooniga DNA nukleotiidsele järjestusele vastav mRNA. mRNA transport ribosoomidesse, valkude süntees (mRNA alusel vastava funktsiooni ja struktuuriga valgud) Matriissünteesid- sünteesitakse olemasolevate ahelate alusel. DNA replikatsioon DNA kahekordistumine Toimub: rakutuumas (enne jagunemist) Vaja: DNA molekuli, ensüümi (DNA polümeraas), nukleotiide, energiat Kuidas: ensüüm keerab DNA biheeliksi lahti, sünteesib karüoplasmas olevatest nukleotiididest kummagi esialgse ahela kõrvale uue, vastavalt komplementaarsusprintsiibile. Tagab: rakujagunemise käigus päriliku info võrdse ülekande lähterakust tütarrakkudesse. Tulemus: 1 DNA molekulist saadakse 2 ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli. RNA transkriptsioon RNA süntees DNA alusel Toimub: tuumakestes (interfaasi ajal, peale replikatsiooni)
annaabi.ee 
