seaduspärasusi. 7. Mis on eugeenika? Esindajad? Eugeenika õpetus inimese tõupuhtusest. Kustliku valiku teel parandada inimsoo füüsilisi, vaimseid ja kõlbelisi omadust ja tagada rassipuhtus. F. Galton, Platon. 8. Mis on genoomika? Milliseid meetodeid kasutatakse genoomika-alastes uuringutes? Genoomika molekulaarbioloogia haru, mis tegeleb genoomide uurimisega; rakendades meetoditena rekombinantse DNA tehnoloogiat ja sekveneerimist ja bioinformaatikat nukleotiidsete järjestuste assembleerimiseks, funktsiooni ja struktuuri analüüsimiseks. 9. HGP (Human Genome Project) ja HapMap projektid mida uuritakse ja millised on eesmärgid? HGP identifitseerida 20 000 25 000 geeni inimese DNAs, määrata keemilised alused, mis moodustavad inimese DNA, salvestada informatsioon, parandada andmete analüüsi meetodeid. HapMap haplotüüpide tuvastamine 10.Põllumajandus milliste meetoditega ja mis eesmärgil geneetikat
Mõlemad ahelad algsest kaheahelalisest DNA molekulist töötavad komplementaarse ahela sünteesil matriitsina. Rakuline vigade korrigeerimine ning teised veaparandusmehhanismid kindlustavad replikatsiooni võimalikult suure täpsuse. Kõigil nendel protsessidel saab üldjoontes eristada 3 etappi: 1) Initsiatsioon ehk protsessi alustamine 2) Elongatsioon ehk ahela pikenemine 3) Terminatsioon ehk protsessi lõpetamine 15. Nukleotiidsete järjestuste klassifikatsioonid imetajatel? Nukleotiidsete järjestuste klassifikatsioon: Lokalisatsiooni alusel a. Genoomsed järjestused rakutuumas olevad DNA järjestused aa. Mitokondriaalsed järjestused mitokondri DNAs B. Kodeerivuse alusel b. RNA ja valku kodeerivad järjestused struktuurgeenid bb. RNA ja valku mittekodeerivad järjestused - regulatoorsed C. Unikaalsuse alusel c
Riboos-5-P 2C-fragmendi interkonversioon (transketolaasne reaktsioon) Riboos-5-P 3C-fragmendi interkonversioon (transaldolaasne reaktsioon) Tähtsus: Intensiivne taandav süntees (Glc-6-P -> Rib-5-P)+ NADPH Rasvhapete ja steroidide süntees (Glc-6-P -> Rib-5-P->Fru-6-P-> Glc-6-P) Nukleotiidide süntees (Glc-6-P -> Rib-5-P)+ NADPH Nukleiinhapete süntees (Fru-6-P ja GAP = Rib-5-P) 15-30% glükoosi katabolismi läbiviimine Riboos-5-P nukleotiidsete koensüümide (NAD, NADP, FAD), nukleotiidide ja PAPS* süntees. 50% NADPH-st tootmine NADPHS-st GSH tootmine taseme hoidmiseks, mis kaitseb erütrotsüüte kahjuliku oksüdatiivse stressi eest ja stabiliseerib Hb. CO2 fikseerimine fotosünteesi käigus Glc-6-P-DH defitsiit erütrotsüütides- PFT on ainus NADPH tootja, sest erütrotsüütides puudub tuum ja ribosoomid (st. teist võimalust toota Glc-6-P-DH ei ole) Mannoos (Man)- glükoproteiinide komponent
Bioinformaatika ülesanded Järjestuste paaride joondamine (dot-plot, dünaamiline programmeerimine, skoorid). 1. Milliste ülesannete lahendamisel on vajalik järjestuste joondamine? 2. Kasutada suvalist dot ploti visualiseerimise programmi (näiteks DotMatcher http://mfgn.usm.edu/cgi-bin/emboss.pl?_action=input&_app=dotmatcher või DotPlot'i applet http://arbl.cvmbs.colostate.edu/molkit/dnadot/index.html). Leida järgnevate nukleotiidsete järjestuste paaride sarnased piirkonnad erinevatel raami suurustel ja sarnasuse piirväärtustel raam = 1, lim = 0. Leida kõik suuremad sarnased piirkonnad varieerides raami ja piirväärtuse suurust, põhjendada tulemuste seost parameetrite väärtustega. Millise nähtusega võiks tegemist olla? · atgttgatgattaaaggaattatttttgatatggacggtgttttatttgatacagaacctttttatctgaggcg
pigem valgeid ning pistavad need nahka ning pruun karvavärvus suurendab ellujäämist ja paljunemist ning rohkem pruune sünnib – nad on looduslikult valitud. • • Motoo Kimura neutraalsusteooria • Enamus evolutsioonilisi muutusi on tingitud geneetilisest triivist, mis rakendub neutraalsetele alleelidele. Uus alleel tekib läbi spontaanse mutatsiooni. • • Mutatsioonikiirus (Mutation rate) ja nukleotiidsete asenduste kiirus (substitution rate); nukleotiidsete asenduste kiiruse jaotuvus genoomis • Mutatsioonikiirus on keskmine mutatsioonide esinemissagedus liigi kohta antud ajaühikus. Nt mtDNA oma kõrget mutatsioonikiirust. Aeglasem mutatsiooni kiirus näitab, et mutatsioon leidis aset kaugemas minevikus. Asenduste kiirus = mutatsioonikiiruse ja valiku kombinatsioon. Nukleotiidsete asenduste kiiruse jaotuvus genoomis ei ole juhuslik. Ehk asenduste kiirus on varieeruv üle genoomi
ning esindatud kaasaegsete organismide pärilikus informatsioonis ehk nukleiinhapete järjestuses, seepärast saab DNA-molekule vaadelda kui evolutsioonilise ajaloo dokumentidena 391. Evolutsioonipuud: juurteta puud- käsitletakse vaid organismide omavahelist sugulst praegusel ajamomendil, juurtega puu- sisse toodud ka ajafaktor, mis võimaldab selgitada organismide evolutsioneerumist, põlvnemist ühisest eellasest, koostatakse nukleotiidsete ja aminohappeliste järjestuste põhjal 392. Valkude evolutsioon: molekulaarsed fülogeneesipuudnäitavd valkude ja nukleiinhapete järjestuste evolutsioonilist sugulust, sai teada, et inimene lahknes simpansi ühiseellasest 5-6 miljoni aasta eest, kui molekulaarsete muutuste arv ja sagedus nukleiinhapetes ja valkudes on kokku viidavad palentoloogiast saadavate arvudega, saab täita lünklikuid kohti evolutsioonis 393
oksüdatsiooni rada, mis toodab pentoosfosfaate ja NADPH. Bioloogiline tähtsus: Suudab täita rakkude vajadusi erinevates tingimustes Hõlmab 15-30% maksa, lakteeriva piimanäärme, neerupealiskoore, seemnesarjade, rasvkoe, erütrotsüütide, kilpnäärme kogu glükoosi katabolismist Toodab peaaegu poole inimkehas vajatavast redutseeritavast energiast(NADPH) PFT produtseerib riboos-5-P, mida vajab nukleotiidsete koensüümide nukleotiidide ja PAPS süntees Võimaldab utiliseerida toiduga organismi sattuvaid pentoose Vajadusel ja teatud tingimustes võib anda panuse ATP tootmisesse 39. Sahhariidide biosüntees 40. Bioloogiline oksüdatsioon, hingamisahela ensüümid 41. Oksüdatiivne fosforüülumine 42. Lipiidide tähtsus toitumisel, muundumine seedetraktis, sapi tähtsus seedimisel, imendumine Lipiidide metabolism: Annavad põhiosa metaboolsest energiast
kell ei ole piisavalt konstantne – selle lahendab peaaegu neutraalne evolutsiooniteooria, mille kohaselt on molekulaarse kella tiksumine seotud populatsiooni suuruse muutumisega ajas. Ehk kui populatsiooni suurused ajas muutuvad, muutub ka kella tiksumise kiirus. 3. Järjestuste aluspaariline ülesehitus ja koodoni-kasutus peegeldavad pigem mutatsioonilisi kui valikulisi protsesse. Enam-vähem 5. Nukleotiidsete asenduste kiirus. Mõiste ja eripärad neutraalse mutatsiooni korral. Nukleotiidse asenduse kiirus on diploidsete organismide populatsioonis suurusega 2Ne võrdne uute mutatsioonide tekkekiiruse ja nende fikseerumise tõenäosusega. Pika aja vältel sõltub fikseerunud asenduste kuhjumise kiirus ainult neutraalsete mutatsioonide tekke sagedusest, sest kahjulikud elimineeritakse ja kasulike osakaal on ebaoluline
NADPH (kasutatakse redutseerivas biosünteesis) Bioloogiline tähtsus: Suudab täita rakkude vajadusi erinevates tingimustes Hõlmab 15-30% maksa, lakteeriva piimanäärme, neerupealiskoore, seemnesarjade, rasvkoe, erütrotsüütide, kilpnäärme kogu glükoosi katabolismist Toodab peaaegu poole inimkehas vajatavast redutseeritavast energiast(NADPH) PFT produtseerib riboos-5-P, mida vajab nukleotiidsete koensüümide nukleotiidide ja PAPS süntees Vajadusel ja teatud tingimustes võib anda panuse ATP tootmisesse 39. Sahhariidide biosüntees Glükoneogenees- metaboolne rada püruvaadist glükoosini Glükogenees- metaboolne rada püruvaadist (või glükoosist) glükogeenini 10 40. Bioloogiline oksüdatsioon, hingamisahela ensüümid 41. Oksüdatiivne fosforüülumine
rakufunktsioonideks vajalikke biomolekule (või nende eelühendeid) ja luua redutseerivat energiat (NADPH) Tätsus: · hõlmab 15-30 % maksa, piimanäärmete, neerupealiste, seemnesarjade, rasvkoe, erütrotsüütide totaalsest glükoosi metabolismist · toodab peaaegu poole NADPH-st, mida kasutatakse rasvhapete, steroidide, aminohapete biosünteesis, fagotsütoosis ja ksenobiootikumide detoksikatsiooniks · tootab riboos-5-P, mida vajab nukleotiidsete koensüümide (NAD, NADP, FAD) ja nukleotiidide biosüntees · aitab lahustada viiesüsiniklisi monoose. Vajadusel annab ka panuse ATP biosünteesiks Biokemism: PFT-l on kaks osa: 36. oküdatsioonireaktsioonid- pöördumatud NADPH-d tootvad reaktsioonid. Glükoosi üks süsinik elimineerub ja tekib riboos-5-P. Selles osas töötab PFT põhiensüüm glükoos-6-P dehüdrogenaas (G6PDH), mille kaudu toimub PFT
1. pooles elimineerub glükoosi 1 C CO2 vormis ja tekib ribuloos-5-P. PFT teises pooles toimuvad mitteoksüdatiivsed pöörduvad üleminekud, nendeks on 3-7 süsinikuliste monooside interkonversioonid. PFT hõlmab 15-30% maksa, lakteeriva piimanäärme, neerupealisekoore, seemnesarjade, raskoe, erütrotsüütide, kilpnäärme kogu glükoosi katabolismist. PFT toodab peaaegu 50% inimkehas vajatavast redutseerivast energiast (NADPH) ning produtseerib riboos-5-P, mida vajab nukleotiidsete koensüümide (NAD, NADP, FAD), nukleotiidide ja fosfoadenosiinfosulfaati (PAPS) süntees. PFT võimaldab utiliseerida toiduga organismi sattuvaid pentoose ning vajadusel ja teatud tingimustes võib PFT anda oma panuse ka ATP sünteesiks, sest tema vaheühend Fru-6-P võib lülituda glükolüüsi. 35. Sahhariidide biosüntees. Pentoosid on nukleiinhapete ehituskompleksiks. Süsivesikute ainevahetuse vaheproduktidest algavad osade aminohapete ja lipiidide sünteesirajad
hoidmiseks (GSH kaitseb rakke oksüdatiivse stressi eest) Hõlmab 15-30% kogu glükoosi katabolismist (toimub aktiivselt maksas, neerupealistes,lakteerivas piimanäärmes, rasvkoes, erütrotsüütides) Toodab peaaegu poole redutseerivast energiast NADPH kasutub erütrotsüütides GSH taseme hoidmiseks(kaitseb neid kahjuliku oksüdatiivse stressi eest/stabiliseerib hemoglobiini) Toodab riboos-5-P Riboos-5-P on vajalik nukleotiidsete koensüümide ja nukleotiidide sünteesiks Võib anda panuse ATP sünteesiks Võimaldab utiliseerida toiduga organismi sattuvaid pentoose G6PDH defitsiiti põhjustab X-liiteline geenmutatsioon PFT ja glükolüüs on väga tihedalt integreeritud. PTF on tihedalt seotud nukleotiidide sünteesiga. 39. Sahhariidide biosüntees Pentoosid on nukleiinhapete ehituskompleksiks. Süsivesikute ainevahetuse vaheproduktidest algavad osade aminohapete ja lipiidide sünteesirajad
tarvitatakse kõrge sagedusega vaid ca 25. Seda universaalselt - ka bakteritel. Kuid need eelistused on eri organismidel erinevad. Sama teemaga kattub nn. GC surve - s.o. on selgesti jälgitav tendents, et geene on tihedamalt genoomi GC rikastes alades - ka siit lisandub mõju koodoni tähe valikule isegi "vaikivas" positsioonis. Seetõttu võib olla ja tegelikult ka on teatav liikumisvabaduse puudus nukleotiidsete asenduste osas vaikivates positsioonides. Igal konkreetsel juhul võib esineda ka muid, hoobilt mitteselgeid takistusi - näiteks tulenevalt sekundaarse struktuuri vajalikkusest regulatsiooniks transkriptsiooni tasandil vms. Kui aga võtta vaikivate positsioonide keskmine evolutsiooni kiirus, siis on see üpris lähedane j -geenide keskmisele kiirusele. Kuivõrd me teame, et koodoni vaikivad positsioonid alluvad
Acta 16 (1955) 616-618. 5 Tietz, A. and Ochoa, S. "Fluorokinase" and pyruvic kinase. Arch. Biochem. Biophys. 78 (1958) 477-493. 2. SMS 2 (Sequence Manipulation Suite, http://bioinformatics.org/sms2/) kasutamine (vähemalt 10 manipulatsiooni): a. Salvestada leitud E.coli ja H.sapiensi geenide ja valkude järjestused arvutisse FASTA formaadis failidena. b. Failiformaatide konverteerimine (FASTA formaadis nukleotiidsete ja aminohappeliste järjestuste väljasõelumine GenBanki jt formaadist, aminohapete järjestuse muutmine 1- tähelistest koodidest 3-tähelisteks ja vastupidi, valkude ja DNA järjestuste filtreerimine, järjestuse teatud piirkondade väljavõtmine). c. Koodonite kasutussageduse uurimine, mustrite otsimine järjestuses, nukleotiidide ja
DNA-RNA dupleksite moodustumine on rakkudes sage protsess. 54 DNA puhul on kirjeldatud ka vasakule pöörduvat kaksikheeliksit, mida nimetatakse Z-DNA-ks. Nimetus Z-DNA tuleneb sellest, et selle konformatsiooni puhul paikneb suhkur-fosfaat selgroog sikk-sakiliselt. Z- DNA puhul mahub heeliksi täispöördesse 12 aluspaari ning molekuli pinnal on ainult üks sügav vagu. Z- DNA esineb selliste nukleotiidsete järjestuste puhul, kus üksteisele järgnevad vaheldumisi G:C ja C:G aluspaarid: 5'-GCGCGCGCGCGC-3' 3'-CGCGCGCGCGCG-5' Z-DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine ning DNA negatiivne superspiralisatsioon. Arvatakse, et üks Z-DNA bioloogilisi rolle võib olla seotud transkriptsiooniga. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid Kui nukleotiidid on omavahel ühendatud DNA või RNA ahelaks, on tegemist DNA või RNA primaarstruktuuriga
sarnaneb väga konformatsiooniga, mis tekib DNA-RNA ja RNA:RNA dupleksite puhul. DNA-RNA dupleksite moodustumine on rakkudes sage protsess. DNA puhul on kirjeldatud ka vasakule pöörduvat kaksikheeliksit, mida nimetatakse Z-DNA-ks. Nimetus Z-DNA tuleneb sellest, et selle konformatsiooni puhul paikneb suhkur-fosfaat selgroog sikk-sakiliselt. Z- DNA puhul mahub heeliksi täispöördesse 12 aluspaari ning molekuli pinnal on ainult üks sügav vagu. Z- DNA esineb selliste nukleotiidsete järjestuste puhul, kus üksteisele järgnevad vaheldumisi G:C ja C:G aluspaarid: 5'-GCGCGCGCGCGC-3' 3'-CGCGCGCGCGCG-5' Z-DNA tekkimist soodustavad tsütosiini metüleerimine ning DNA negatiivne superspiralisatsioon. Arvatakse, et üks Z-DNA bioloogilisi rolle võib olla seotud transkriptsiooniga. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid Kui nukleotiidid on omavahel ühendatud DNA või RNA ahelaks, on tegemist DNA või RNA primaarstruktuuriga
annaabi.ee 
