tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees (kontroll RNA transpordi tasemel) * kontrollides, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide kaasabil toodetakse ribosoomides valke (kontroll translatsiooni tasemel) * selektiivselt lagundades mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas (kontroll mRNA degradatsiooni tasemel) * selektiivselt aktiveerides või inaktiveerides toodetud valke või transportides neid erinevatesse raku osadesse (posttranslatsiooniline kontroll) Geeni ekspressiooni reguleerimine annab rakule kontrolli struktuuri ja funktsiooni üle, on raku diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks. Ribosüümid Ribosüüm- ensüüm, mis ei ole valguline, aga koosneb RNA ahelatest. Sellks on näiteks ribisoom.Seda peetakse ensüümiks, sest ribosooomi koosseisu kuuluv rRNA valgusünteesi käigus süntessib peptiididemeid aminohapete vahel. Geenmutatsioon, kromosoommutatsioon
potensiaali. Seega muutused kanalite aktiivsuses kutsub esile kiireid el signaale kergesti erutuvates membraanides (närvi, lihas rakud) Tuuma poorid (NPC) (nukleoporiinid) - Membraane läbivad - Spetsiifilised - Loomses rakus tuhandeid Tuumake *Dünaamiline struktuur mis seostub raku tegevusega *Tuumake moodustub rRNA geene sisaldava DNA lõikude ümber * T toimub ribosoomide subühikute formeerumine Golgi kompleks valkude ja lipiidide lõplik modifitseerimine (posttranslatsiooniline modifitseerimine) ning suunamine kindlatesse raku piirkondadesse tsisternides moodustuvad ning kogunevad polüsahhariidid lüsosoomide moodustamine Ribosoom - osaleb koos mRNA valgude sünteesis - moodustub ER - on membraan Lüsosoomid - Ühekihilise membraaniga ümbritsetud põiekesed, mis sisaldavad ensüüme - Moodustuvad Golgi kompleksis Eristatakse: primaarseid (sisaldavad vaid mitteaktiivses olekus ensüüme)
• • • Genoomi epigeneetiline komponent: • Epigeneetika/epigenoomika mõiste; epigeneetilised mehhanismid • Epigeneetika on teadus mis uurib rakulisi ja füsioloogilisi tunnuseid, mis päranduvad tütarrakkude kaudu, kuid ei ole seotud muutustega DNA enda nukleotiidses järjestuses. Funktsionaalsete geenide aktiveerimine ja inaktiveerimine. Epigeneetilised mehanismid on: DNA modifitseerimine (nt CpG metülatsioon), histoonide posttranslatsiooniline modifitseerimine, väikeste RNAdega seonduv vaigistamine kromatiini remodelleerimine – histoonide paigutamine piki DNAd ATP sõltuva nukleosoomi remodelleeriva kompleksi vahendusel. Kasutab ATP hüdrolüüsi energiat histoonide oktameeri ümberpaigutamiseks ja nukleosoomi-vaba kromatiini moodustamiseks. • Epigenoomika on raku geneetilise materjali epigeneetiliste modifikatsioonide
Käitumisgenoomika Ülalt-alla lähenemine - Geenidelt käitumisele - Selgitab kuidas kogu organism käitub Mikrokiiptehnoloogia – võimaldab uurida genoomi kõiki geene - Transkriptoom: RNA süntees DNAlt - Geeni ekspressiooniprofiil – geenide aktiivsuse alusel Geneetiline genoomika - Uurib geene - QTLde avaldumine Valkude kahedimensionaalne geelelektroforees - DNA ja välkuda lahutamine nende suuruse alusel - Valkude posttranslatsiooniline modifikatsioon Aju - Sünapsid: miljardid neuronitevaheised ühendused, mis võimaldavad impulsil edasi kanduda - Neurogeneetika: enfogenotüübid, õppimine ja mälu, emotsioon Epigenoomika – geneetilise koodi käitumine ja epigeneetilised tunnused IX Loeng 1 Genoomika Tüübid - Funktsionaalne genoomika – DNAlt valgule ja valgult tunnusele
* kontrollides, milliseid tuumas toodetud mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees (kontroll RNA transpordi tasemel) * kontrollides, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide kaasabil toodetakse ribosoomides valke (kontroll translatsiooni tasemel) * selektiivselt lagundades mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas (kontroll mRNA degradatsiooni tasemel) * selektiivselt aktiveerides või inaktiveerides toodetud valke või transportides neid erinevatesse raku osadesse (posttranslatsiooniline kontroll) Geeni ekspressiooni reguleerimine annab rakule kontrolli struktuuri ja funktsiooni üle, on raku diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks. 31.Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. http://et.wikipedia.org/wiki/Geeniekspressioon Eukarüootidel: · Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF).
karedapinnaliseks, mitteseotut aga siledapinnaliseks endoplamaatiliseks retiikulumiks. Siledapinnalisel toimub lipiidide, fosfolipiidide ja asteroidide süntees, karbohüdraatite metabolism, Ca-ioonide kontsentratsiooni regulatsioon ning mürkide ja ravimite detoksikatsioon. Karedapinnalisel toimub kõikide sekretoorsete ning membraaniseoseliste valkude süntees ja esmane pakkimine õigesse konfirmatsiooni ning posttranslatsiooniline modifitseerimine (glükolüüsimine). ER-is töödeldud valgud viiakse edasi järgmisesse ossa, milleks on Golgi kompleks. Golgi kompleksis toimub valkude valkude täiendav glükolüüsimine, samuti fosfaat- ja sulfaatgruppide liitmine. Golgi kompleks sisaldab põiekesi ja kotikesi, kus eristatakse kolme osa: cis,- kesk- ja transs-Golgi. Osaleb ka rakumembraani uuendamises ja taimerakkudes ka rakukesta moodustumises. Golgi kompleksis otsustatakse, kuhu valgud rakus edasi
31. Golgi kompleksi funktsioon. Golgi kompleks koosneb üksteise kohal asetsevatest plaatjatest tsisternikestest, põiekestest ja neid ühendavatest kanalitest. Kõik need osad on ümbritsetud membraaniga. Golgi kompleksi ülesanneks on valkude kõrgemat järki struktuuride kujundamine ja pakkimine sekreedipõiekestesse ja lüsosoomidesse ning ainete pakendamine. Golgi kompleks osaleb ka rakumembraani uuendamises ja taimerakkudes ka rakukesta moodustamises. Seal toimub valkude posttranslatsiooniline modifitseerimine: glükosüleerimine, sulfaatimine, fosforüleerimine. 32. Mitokondrite funktsioon. Mitokonder on ümbritsetud kahe membraaniga, mille vahele jääb membraanidevaheline ruum. Seal paiknevad ribosoomid ja ka DNA. Sisemembraaniga ümbritsetud piirkonda nimetatakse maatriksiks. Kõik need neli osa: välismembraan, sisemembraan, membraanidevaheline ruum ja maatriks sisaldavad ainulaadset valkude kogumikku
* kontrollides, milliseid tuumas toodetud mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees (kontroll RNA transpordi tasemel) * kontrollides, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide kaasabil toodetakse ribosoomides valke (kontroll translatsiooni tasemel) * selektiivselt lagundades mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas (kontroll mRNA degradatsiooni tasemel) * selektiivselt aktiveerides või inaktiveerides toodetud valke või transportides neid erinevatesse raku osadesse (posttranslatsiooniline kontroll) Geeni ekspressiooni reguleerimine annab rakule kontrolli struktuuri ja funktsiooni üle, on raku diferentseerumise, morfogeneesi, paindlikkuse ja kohastumise aluseks. 31.Geeniekspressiooni regulatsioon, sarnasused ja erinevused prokarüootidel ja eukarüootidel. http://et.wikipedia.org/wiki/Geeniekspressioon Eukarüootidel: · Regulatoorsed valgud on transkriptsioonifaktorid (TF).
(transkriptsiooni algussaidi läheduses). Inimese genoomis on u 30000 CpG-saarekest. Nende naabruses olev DNA on ülitundlik DnaasI põhjustavate katkestuste suhtes ja lisaks sisaldab ta muutunud nukleosoome ● Histoonide atsetüülimine soodustab transkriptsiooni aktivatsiooni. Metüülitud DNA põhjustab vastupidiselt astetüülimisele geeniekspressiooni pidurdamist. Geeniekspressioonile mõjub ka valkude metüülimine e posttranslatsiooniline modifikatsioon, kus valgu aminohapetele arginiinile või lüsiinile lisatakse 1,2 või 3 metüülrühma, millega valgu aktiivsusomadused muutuvad. ● DNA metülatsioon põhjustab geenide avaldumise pidurdamist, CpG ala metülatsioon promootoralas vaigistab geeni ekspressiooni (vähkkasvajate tekkes oluline - on täheldatud, et kasvajate puhul on geeni ekspressioonide vähenemine tingitud nii
transkriptist eemaldatakse intronid ja seejärel ühendatakse eksonid). Kontroll RNA transpordi tasemel kontrollitakse, milliseid mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees. Kontroll translatsiooni tasemel kontrollitakse, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide abil toodetakse valke ribosoomides. Kontroll mRNA degradatsiooni tasemel selleks lagundatakse selektiivselt mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas. Posttranslatsiooniline kontroll selleks selektiivselt aktiveeritakse või inaktiveeritakse toodetud valke või transporditakse neid erinevatesse raku osadesse. 26. Vähirakud. Põhjused, miks rakkude jagunemine ei ole enam kontrollitav. Embrüo rakkudes ja mõnedes tüvirakkudes muudab telomeraas telomeeri struktuuri sedavõrd, et rakk saab jaguneda kauem. Ent ka neil juhtudel aja jooksul telomeraasi hulk väheneb ja lõpuks rakkude jagunemine peatub. Vähirakkudes aga jätkab telomeraas
primaarse transkripti splaising (RNA transkriptist eemaldatakse intronid ja seejärel ühendatakse eksonid). Kontroll RNA transpordi tasemel kontrollitakse, milliseid mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees. Kontroll translatsiooni tasemel kontrollitakse, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide abil toodetakse valke ribosoomides. Kontroll mRNA degradatsiooni tasemel selleks lagundatakse selektiivselt mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas. Posttranslatsiooniline kontroll selleks selektiivselt aktiveeritakse või inaktiveeritakse toodetud valke või transporditakse neid erinevatesse raku osadesse. 26. Vähirakud. Põhjused, miks rakkude jagunemine ei ole enam kontrollitav. Embrüo rakkudes ja mõnedes tüvirakkudes muudab telomeraas telomeeri struktuuri sedavõrd, et rakk saab jaguneda kauem. Ent ka neil juhtudel aja jooksul telomeraasi hulk väheneb ja lõpuks rakkude jagunemine peatub.
hajutatult tsütoplasmas. 5. Golgi kompleks. Ehitus ja talitlus. Golgi kompleks (GK) on membraanidest moodustunud lamedate põiekeste või tsisternide kogum, mida ümbritsevad membraaniga kaetud vesiikulid. Need vesiikulid transpordivad aineid GK-i ja sealt edasi. GK-s eristatakse 3 funktsionaalset piirkonda: cis-Golgi, kesk-Golgi ja trans-Golgi. * toimub valkude ja lipiidide modifitseerimine. Valkude posttranslatsiooniline modifitseerimine (glükosüleerimine, sulfaatimine, fosforüleerimine), et tagada nende lõplik õige asukoht rakus. * raku sorteerimiskeskus – modif. valgud ja lipiidid saadetakse nende lõplikesse kohtadesse rakus. Valgu modif. ongi eelduseks tema õigele rakusisesele paiknemisele. Nt. ER-is sünteesitakse valk, transportvesiikulid punguvad ER-ist ja ühinevad cis-Golgiga, sealt liiguvad ained Golgi keskkossa ja sealt trans-Golgisse
muu modifikatsioon. Kontroll RNA transpordi tasemel – kontrollitakse, milliseid mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub valkude süntees. Kontroll translatsiooni tasemel – kontrollitakse, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide abil toodetakse ribosoomides valke (kontroll mRNA eluea kaudu, RNA järjestuse “redigeerimine” jne.). Kontroll mRNA lagundamise tasemel – selleks lagundatakse selektiivselt mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas. Posttranslatsiooniline kontroll – selleks aktiveeritakse või inaktiveeritakse toodetud valke selektiivselt või transporditakse neid erinevatesse raku osadesse. Viiruste toime erinevused vastuvõtlikes ja mittevastuvõtlikes rakkudes. Viiruse poolt nakatatud vastuvõtlikes rakkudes läbib viirus lüütilise tsükli, mis lõpeb tema järkjärgulise vabanemisega ja raku surmaga. Mittevastuvõtlikes rakkudes ei suuda viirus kogu elutsüklit lõpuni viia, rakk transformeerub ja algab selle piiramatu pooldumine.
geeni 2. Kontroll RNA protsessingu tasemel – kuidas toimub primaarse transkripti splaising 3. Kontroll RNA transpordi tasemel – milliseid mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse 4. Kontroll translatsiooni (valgusünteesi) tasemel – milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide abil toodetakse valke ribosoomides 5. Kontroll mRNA degradatsiooni tasemel – lagundatakse selektiivselt mõndasid mRNA molekule tsütoplasmas 6. Posttranslatsiooniline kontroll – aktiveeritakse või inaktiveeritakse toodetud valke või transporditakse neid erinevatesse raku osadesse 49. Transkriptsiooni kontroll eukarüootides: Mis on cis-regulatoorsed järjestused? Mis on trans-regulatoorsed järjestused? Transkriptsiooni regulaatorid sisaldavad struktuurseid motiive, mis n.ö. loevad DNA nukleotiidseid järjestusi Seostumine nukleosoomides olevale DNA-le on nõrgem kui ‘paljale’ DNA-le
välismembraani koostisesse (kui tegemist on membraanseoselise valguga), osa satub lüsosoomidesse. ER-i ja Golgi kompleksi vahel on mõlemasuunaline transport. Transporti ER-st Golgisse ja sealt tagasi on võimalik selektiivselt mõjutada teatud ainete poolt. Brefeldiin A on seenest pärit alkaloid, mis blokeerib transpordi ER-st Golgisse. Valkude modifitseerimine Golgi kompleksis GK-s toimub valkude posttranslatsiooniline modifitseerimine. GK-s lisatud teatud suhkru- või fosfaatgrupid toimivad rakusiseste sorteerimissignaalidena, s.t. et need määravad valgu rakusisese lokalisatsiooni. Tänu GK-s lisatud fosfaatgrupile satuvad lüsosomaalsed ensüümid just lüsosoomidesse. Seetõttu kujutab GK endast justkui rakusisest liikluspolitseid, kes näitab, kuhu mingi valk minema peab. Glükosüleerimine. GK membraanis paiknevad valkude ja lipiidide glükosüleerimist läbiviivad
rikkamaid koodoneid, A + T-rikka genoomi puhul aga jälle harvamini. Mõned geenid, mille ekspressioonitase on rakus madal, sisaldavad sagedamini haruldasi koodoneid kui need, mille 19 ekspressioonitase on kõrge. Ühest organismist pärineva geeni avaldumine teises organismis võib samuti olla takistatud nende organismide erineva koodonkasutuse tõttu. 20 6. Valkude posttranslatsiooniline regulatsioon ja modifikatsioon Rakkude kohanemisel keskkonna muutustega toimuvad muutused geenide ekspressioonitasemes. Kui regulatsioon toimuks ainult geeniekspressiooni tasemel, kuluks rakkude adapteerumiseks üksjagu aega. Seda eriti siis, kui teatud süsteeme on vaja kiiresti represseerida. Olemasolevate valkude hulga rakusiseseks vähenemiseks kuluks mitmeid põlvkondi ja nende aktiivsus püsiks rakus pikka aega, kui neid valke ei inaktiveeritaks või degradeeritaks
sensoritelt. Kirjeldatud on ka ühekomponendilisi signaali ülekandesüsteeme. Näiteks Vibrio cholerae ToxR valk on transmembraanne. ToxR tunneb ära raku väliseskkonna signaali, mille tulemusena ta aktiveerub ning seondub seejärel tsütoplasmaatilise domeeniga virulentsusgeenide promootorregiooniga. 11. Milliste protsesside toimumisega võib olla seotud valkude translatsioonijärgne kovalentne modifitseerimine? Tooge mõni näide. Valkude posttranslatsiooniline kovalentne modifikatsioon Regulatsioon valkude fosforüleerimise kaudu Valkude fosforüleerimine (ja mõnel juhul metüleerimine) toimub näiteks signaalse transduktsiooni radades, kus esmalt autofosforüleerub välise signaali mõjul spetsiifiline sensorvalk ning seejärel kantakse fosforüülrühm sensorvalgu poolt äratuntavale regulaatorile (response regulator) (näiteks viburi pöörlemissuuna muutus kemotaksisel, N-fikseerimisel osalevate geenide transkriptsiooni
Sellega saavutatakse suur geeniproduktide hulk (suurem kui geenide hulk). Eriti närvirakkudes on palju erinevaid splaissimise variante. algul 3 eksonit, 2 intronit, 1 premRNA – sellelt 5 erinevat spliced mRNA-d. 5 erinevat varianti ühendamiseks. Intronid on võrdlemisi pikad ja splaissimise äratundmiskohad üsna lühikesed, seetõttu selliseid järjestusi, mis sobivad, on olemas küll. Mõni intron võib osutuda natukene pikemaks mõnes kohas, sest lõigatud on erinevas kohas. Posttranslatsiooniline geeniregulatsioon eukarüootides – alternatiivne splaissimine valgugeenide arv ei ole otseses sõltuvuses organismi keerukusest sireussil (C. elegans) on 20 060 geeni inimesel (H. sapiens) on 21 888 geeni Alternatiivne splaissimine äädikakärbse soomääramise geenidel. Sugu on määratud mitte ainult sugukromosoomidega, vaid autosoomsete kromosoomidega. Sugukromosoomide suhe autosoomidesse. Sugu määratakse geenidoosiga. Isase äädikakärbse puhul (X ja A suhe) 0,5 ja emase puhul 1
annaabi.ee 
