Pärilikud ja Mittepärilikud haigused Koostas: Freddy Valliste Tallinn 2010 Pärilikud haigused on tingitud mutatsioonidest ehk muutustest raku geneetilises materjalis. Vastavalt ulatusele jagatakse mutatsioonid järgnevalt: Geenmutatsioonid - väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid Kromosoommutatsioonid - muutused kromosoomide pikkuses ja/või struktuuris Geenmutatsioonid - väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid Pärilikud haigused Geenihaigused Kromosoomhaigused (geenmutatsioonide tagajärjel) (kromosoom- ja genoommutatsioonide
Uriiniga eritub alla 100 – 150 mg ööpäevas VALKUDE STRUKTUURITASANDID - Primaarstruktuur aminohappejääkide kindel järjestus antud valgu jaoks, kus aminohappejäägid on seotud polüpeptiidiks kovalentse peptiidsidemega. AH-te kindel järjestus polüpeptiidis (AH-d seotud kovalentse peptiidsidemega), mis sisaldab info valkude kõrgemate struktuuritasemete kujunemiseks, sh. valkude funktsioonide tagamiseks Primaarstruktuuris esineb ka ahelasiseseid tugevdavaid kovalentseid disulfiidseid sidemeid (tekivad endoplasmaatilises retiikulumis – esinevad sekreteerivates ja membraanvalkudes) Olulisus: Määrab ära valkude spetsiifilisuse – on aluseks valkude biofunktsioonidele, nt ensüümvalk seostub substraadispetsiifiliselt.Geneetiliselt määratletud AH-line järjestus ja koosseis on baasinformatsiooniks kõrgemate struktuuritasemete moodustumisele (ja seega fn- dele)
hapnik moodustavad sideme · Heeliksi sisemuses aatomid tihedalt pakitud · Mitu heeliksit võivad valgus omakorda kokku keerdunud olla heeliks on paremakäeline heeliks Regulaarsete (korduvate) ja väärtustega sekundaarstruktuurid II struktuur: Paulig ja Corey 1951 volditud leht H sidemed ei moodusta sama ahela vaid külgneva ahela rühmitustega. Stabiliseerivad H sidemed tekivad primaarstruktuuris üksteisest kaugel asuvate aminohappe jääkide vahel. 1. Antiparalleelne leht külgnevate ahelate N C suunalisus vastupidine 2. Paralleelne leht külgnevate ahelate suunalisus sama lehed koosnevad 2..12 ahelast, iga ahel keskmiselt 6 aminohappe jääki Paralleelsed lehed alla 5 ahela haruldased, nende stabiilsus väiksem. Sageli esinevad paralleelne ja antiparalleelne struktuur segamini. Lehed tihti pöördes
*mutatsioon muutus raku geneetilises materjalis *mutant pärilike muutustega isend Mutageenid võivad olla: 1.FÜÜSIKALISED (kiirgused) 2.KEEMILISED (olmekeemia, torusiil, Fairy) 3.BIOLOOGILISED (hallitusseened, bakterid ja nende poolt toodetud mürgid) Mutatsioonilise muutlikkuse vormid ulatusest lähtuvalt 1.Geenmutatsioonid ehk punktmutatsioonid (muutused DNA primaarstruktuuris) Näiteks: vead replikatsioonil(nukleotiidide kadu, naukleotiidide juurdetulek, nukleotiidi asendumine teisega) Tulemuseks: uute alleelide teke Näited: varane raukumine, juuste täielik väljalangemine 2.Kromosoommutatsioonid (muutused kromosoomide pikkuses või ehituses) Nad tekivad vigadest meioosis ja mitoosis Näited: kassikisa sündroom 3.Genoommutstsioonid (homoloogiliste kromosoomide arvu muutus) Näiteks: Downi sündroom (21.kromosoomipaaris 3kromosoomi =47kr-i)
ei oska vastata, aga hüpotees on oletatav vastus püstitatud probleemile. Kuidas jõuda teadusliku faktini? Eksperimenti on vaja mitu korda korrata. Miks ei leia hüpotees alati kinnitust? Võib-olla on viga katse korralduses või hüpoteesi püstitamises. Millest koosnevad valgud? Aminohapetest. Miks nimetatakse valke biopolümeerideks? Kuna valgud moodustuvad vaid elusorganismides. Millest tulenevad valkude omadused? Aminohapete järjestusest primaarstruktuuris + ka teistest struktuuridest. Mida nimetatakse valgu primaarstruktuuriks? Valkude aminohappelist järjestust. Kuidas tekib valgu teist järku struktuur? Polüpeptiidi keerdumisel kruvikujuliseks heeliksiks. Mis on gloobul? Molekuli edasine kokkukeerdumine keraks. Mis on denaturatsioon? Valgu kõrgemat järku ruumiliste struktuuride hävitamine. Mis on renaturatsioon? Valgu kõrgemat järku ruumiliste struktuuride taastumine, denaturatsiooni pöördprotsess. Mis on ensüümid?
Pärilikud haigused Koostas: Martin Pentson Juhendas: Ly Valdmaa Suure- Jaani, veebruar 2001 Pärilikud haigused on tingitud mutatsioonidest ehk muutustest raku geneetilises materjalis. Vastavalt ulatusele jagatakse mutatsioonid järgnevalt: · Geenmutatsioonid - väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid · Kromosoommutatsioonid - muutused kromosoomide pikkuses ja/või struktuuris · Genoommutatsioonid - muutused homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuses Pärilikud haigused Kromosoomhaigused Geenihaigused (kromosoom- ja genoommutatsioonide (geenmutatsioonide tagajärjel) tagajärjel)
Tallinn 2010 Mis on pärilikud haigused ? Pärilikud haigused on haigused, mis kanduvad edasi vanematelt järglastele. Päriliku haiguse aluseks on geenidefekt, mis kandub edasi põlvest põlve. Pärilikud haigused on tingitud mutatsioonidest ehk muutustest raku geneetilistes materjalis . Vastavalt ulatusele jagatakse mutatsioonid järgnevalt : · Geenmutatsioonid - Väikesed muutused DNA primaarstruktuuris , mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid · Kromosoommutatsioonid - Muutused kromosoomide pikkused ja/või struktuuris · Genoommutatsioonid Muutused homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuses Haiguste jaotus 1. mittepärilikud haigused ei ole seotud geenidega näit. gripp, mumps jt. nakkushaigused, traumad, mürgitused jne. 2. päriliku eelsoodumusega haigused avalduvad geenide ja keskkonnategurite koosmõjul näit
(kääbuslus, huulelõhe, liigsõrmsus) ning kasvajaid (retinoblastoom). Enamik pärilikke haigusi kandub suguvõsas järgpõlvkondadesse. Pärilik haigus on ilmne kohe pärast sündi või avaldub lapse- või täiseas. Osa pärilikke haigusi avaldub mitme elundi haigusliku muutusena. Pärilikud haigused on tingitud mutatsioonidest ehk muutustest raku geneetilises materjalis. Vastavalt ulatusele jagatakse mutatsioonid järgnevalt: *geenmutatsioonid väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid. *Kromosoommutatsioonid muutused kromosoomide pikkuses ja/või struktuuris. *genoommutatsioonid muutused homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuses. Pärilikud haigused jagunevad: 1)Geenihaigused(geenmutatsioonide tagajärjel). Geenihaigusi tekitavad defektsed geenid,kas üks (monogeenne pärilik haigus) või mitu (polügeenne pärilik haigus). Monogeenseid geenhaigusi tuntakse üle 2000, päritavusviisi järgi jaotatakse nad
15. Miks on hemofiilia ja daltonism sagedasemad meeste hulgas? · Kuna neid haigusi määrab retsessiivne X kromosoom vaid ja Y ei mõjuta seda. 16. Oska lahendada ülesandeid suguliitelise pärandumise kohta. 17. Miks on inimese pärilikkuse uurmine raskem võrreldes teiste organismidega? · Paljuneb aeglaselt, katsed ei ole lubatud. 18. Mutatsioonide liigiid ja nende olemus, tagajärjed? · Geenmutatsioonid muutused DNA primaarstruktuuris (muutub 1 nukleotiidipaar), võivad tekkida uued alleelid põhjuseks vead replikatsioonil kui avalduvad, siis võivad tekkida mitmesugused ainevahetushaigused. · Kromosoommutatsioonid muutused kromosoomi pikkuses ja struktuuris põhjuseks vead mitoosil või meioosil mitmesugused pärilikud haigused ja väärarengud. · Genoommutatsioonid muutub homoloogiliste kromosoomide arv (üksikute
paremini kuulda, kolmas silmalaug kaitseb silma näiteks öökullil, õndraluu saba. 19.Nimeta ja selgita geneetilise muutlikkuse vorme- Geneetiline muutlikkus e pärilik muutlikkus jaguneb kaheks: mutatsiooniliseks ja kombinatiivseks muutlikkuseks. Mutatsiooniline muutlikkus juhuslikud muutused raku geneetilises materjalis. Esineb kolme tüüpi mutatsioone: geenmutatsioon (muutused DNA primaarstruktuuris- nukleotiidides replikatsioonil), kromosoommutatsioon (kromosoomide pukkuses ja struktuuris toimuvad muutused- kromosoomilõik võib kaduda e deletatsioon või mitmekordistuda e duplikatsioon) ja genoommutatsioon (kromosoomide arvu muutus sugurakkudes). Kombinatiivne muutlikkus alleelide kombineerumine sugulisel paljunemisel (meioosis kromosoomide ristsiire, viljastumisel alleelide kombineerumine)
1. Pärilik (jaguneb kombinatiivseks ja mutatsiooniliseks) ja mittepärilik 2. Kombinatiivne muutlikkus (päriliku muutlikkuse vorm, mis tuleneb vanemate erinevate geenialleelide ümberkombineerumisest järglaste genotüüpideks) 3. Mutatsiooniline muutlikkus (olemasolevates geenides tekivad mutatsioonid) 2. Mutatsioonide liigid ja nende olemus, tagajärjed Geenmutatsioonid - muutus nukleotiidide tasandil TAGAJÄRG: muutused DNA primaarstruktuuris, tekivad uued alleelid, vead replikatsioonil (vaata mõistet) Kromosoommutatsioonid - muutused kromosoomi sees (pikkus ja struktuur), geenide tasandil TAGAJÄRG: võib muutuda geenide järjestus ja asukoht, kaduda või lisanduda kromosoomi lõik Genoommutatsioonid - muutused kromosoomide arvus, sõltub ema vanusest! TAGAJÄRG: vead mitoosis või meioosis, keharakkudes 47 kromosoomi (21. kromosoomi on 3 = (Downi sündroom) vaimne alaareng, väike kasv, mehed steriilsed 3
(Grandberg, 1979: 357) Sellest lähtuvalt on valgumolekulises kindlaks tehtud nelja struktuuri olemasolu. Primaarstruktuur on aluseks valkude spesiifilisusele, kõrgemate struktuuritasemete kujunemisele ja tema muutused põhjustavad mitmeid nn. molekulaarseid haigusi. Võib öelda, et geneetiliselt determineeritud primaarstruktuur määrab ära antud valgu kõrgemad struktuuritasemed. Seega nn. "molekulaarseks haiguse" põhjuseks on tihti mõne AH- jäägi asendumine normaalses primaarstruktuuris. (Zilmer, Karelson, Vihalemm 1993: 31) Sekundaarstruktuur on sisuliselt nõrkade vesiniksidemete abil fikseeritud konfiguratsioon. See tekib polüpeptiidi keerdumisel kruvikujuliseks heeliksiks või kõrvuti asetsevate ahelate voltumisel. Näiteks juuste ja küünte valkude ning ämblikuniidi ja siidi koostises olevate valkude lõplikuks tasemeks ongi sekundaarstruktuur. (Zilmer, Karelson, Vihalemm 1993: 33) Tertsiaarstruktuur on kerajas-ellipsoidne ning moodustab stabiilse taseme
Geenmutatsioonide peamiseks põhjuseks on nukleotiidide paiknemise muutus DNA ahelas või üksikute nukleotiidide väljalangemine. Geenmutatsioonid ei ole mikroskoobi all nähtavad. (Poljanski 1987). See, millise geenmutatsiooni vormiga on tegemist, oleneb nukleotiidipaarist. Nukleotiidipaar kas lisatakse, see kaob või see vahetatakse ümber. Sealt tulenevalt võivad tekkida uued alleelid või hoopis väikesed muutused DNA primaarstruktuuris. On olukorrad, kui geenmutatsioonid ei avaldu mingil juhul. Kui vähemalt ühe nukleotiidi asendumine teisega ei põhjusta valgu molekulis ühe aminohappe asendumist teisega, geenmutatsioon ei avaldu. Samuti ei piisa ainult ühe aminohappe asendumisest, sest see ei muuda sünteesitava valgu ülesannet. Kindlasti ei avaldu geenmutatsioon fenotüübis ka juhul, kui moodustunud mutatante alleel on retsessiivne ning tema kõrval on samal ajal homoloogiline dominante alleel. (Einma 2009)
tuumas on 46 kromosoomi. DNA-molekulid on jagatud kahte omavahel seotud ahelasse teineteise ümber, mis kokku keerdudes moodustavad kaksikheeliksi- nimelise struktuuri. Kaksikheeliksi ahelaid hoiavad koos neli erinevat keemilist ühendit, mida nimetatakse nukleotiidalusteks. DNA-molekulide täpne järjestus annab kodeeritud juhised raku ehitamiseks ja tööks. 2.1 DNA struktuuri bioloogiline tähtsus Elusorganismides esineval DNA struktuuril on suur bioloogiline tähtsus. Kuna DNA primaarstruktuuris võivad nukleotiidid paikneda suvalises järjestuses, võimaldab DNA nende järjestuste kaudu talletada bioloogilist informatsiooni (seda võimaldab ka RNA, kuid DNA on oma suurema keemilise stabiilsuse tõttu pikaajalisemaks info säilitamiseks märksa sobivam ühend). Kuna DNA koosneb peamiselt nelja sorti nukleotiididest (A,T,C,G), võib n nukleotiidi pikkune DNA molekul esineda 4n erinevas järjestuses . Väga oluline on ka DNA komplementaarne kaksikahelalisus
ühte transmembraanset heeliksit Bakteriorodopsiinil, valguse energial töötaval prootoni pumbal on 7 ca 25 ah jäägi pikkust membraani läbivat heeliksit Transmembraansetele heeliksitele vastavad piirkonnad primaarstruktuuris on ennustatavad valgu hüdrofoobsuskaardilt Liikuvus bioloogilistes membraanides Membraanid ei ole staatilised. Sõltuvalt lipiidsest koosseisust iseloomustab membraane suurem või väiksem liikuvus. Lipiidide liikumine võib olla: * lateraalne * flipflop Lateraalne difusioon Flipflop Membraanivalkude lateraalne difusioon on aeglasem kui lipiididel.
järglaste genotüüpideks (kombinatiivne muutlikkus) või muutustest raku geneetilises materjalis (mutatsiooniline muutlikkus). 2. Tooge fenotüübilise muutlikkuse näiteid. Isenditel on vaid neile omased tunnusemuutused (värvus, kasv, väärarengud). 3. Milliseid organisme nimetatakse mutantideks? Isend, kellel esineb mutatsioon. 4. Mille poolest erinevad geenmutatsioonid kromosoommutatsioonidest? Geenmutatsioonid on väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, kromosoommutatsioonid seisnevad aga kromosoomide pikkuse ja struktuuri muutustes. 5. Kirjeldage genoommutatsioonide tekkepõhjusi. Seisnevad homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuse muutustes. Tekkepõhjusteks võivad olla häired meioosis (kromosoomide mittelahknemine nt). 6. Mille poolest erinevad indutseeritud mutatsioonid spontaansetest? Organismi normaalses elukeskkonnas „iseeneslikult“
kasutati ka lühendit DNH) on enamikus elusorganismides pärilikku informatsiooni säilitav aine, keemiliselt desoksüriboosist, lämmastikalustest ja fosforhappejääkidest koosnev polümeer. Puhas DNA on happeline, toatemperatuuril tahke, suhteliselt pehme, värvitu või õrnalt violetja varjundiga, vees hästi lahustuv aine. DNA struktuuri bioloogiline tähtsus Elusorganismides esineval DNA struktuuril on suur bioloogiline tähtsus. Kuna DNA primaarstruktuuris võivad nukleotiidid paikneda suvalises järjestuses, võimaldab DNA nende järjestuste kaudu talletada bioloogilist informatsiooni (seda võimaldab ka RNA, kuid DNA on oma suurema keemilise stabiilsuse tõttu pikaajalisemaks info säilitamiseks märksa sobivam ühend). Kuna DNA koosneb peamiselt nelja sorti nukleotiididest (A,T,C,G), võib n nukleotiidi pikkune DNA molekul esineda 4n erinevas järjestuses (põhjalikumalt vt geneetiline kood). Väga oluline on ka DNA
Aminohappe ülejäänud osad varieeruvad kõigil 20 aminohappel, millest tulenevad nende mitmesugused keemilised omadused. Kahe aminohappe omavahelisel reageerimisel moodustub ribosoomis nende vahele kovalentne side, mida nimetatakse peptiidsidemeks. Valgu molekulis on peptiidsidemetega ühendatud sadu või tuhandeid aminohappejääke. (Viikmaa, Hein 2003: 33) 4 2. VALKUDE STRUKTUURITASEMED 2.1. Primaarstruktuur Primaarstruktuuris seob aminohappejääke polüpeptiidahelaks kovalentne peptiidside. Paljud valgud sisaldavad ka kahe tsüsteiinjäägi baasil formeerunud kovalentseid disulfiidsidemeid (disulfiidsildu), mis on kas ahelasisesed või ahelatevahelised. Disulfiidsidemed esinevad enamikes sekreteeritavates ja membraansetes valkudes. Primaarstruktuur on aluseks valkude põhifunktsioonidele. (Zilmer jt 2001: 44-46) Joonis 2.1 Primaarstruktuuri mudel. 2.2. Sekundaarstruktuur
fosfaatrühm riboos (sahhariidid) lämmastikalus Kolm RNA lämmastikalus on samad, mis DNA koostises, viimane on erinev: adeniin (A) guaniin (G) tsütosiin (C) uratsiil (U) > uridiinfosfaat CG A=C Erinevatel RNA molekulide on erinev ülesanne Informatsioon RNA (mRNA) DNAs oleva info toomine tuumast tsütoplasmasse, primaarstruktuuris transport RNA (tRNA) transpordib aminohappeid valgu biosünteesiks, sekundaarstruktuuris, heeliks ribosoom RNA (rRNA) koht, kus toimub valgu biosüntees · selles moodustub ribosoom (raku organell) · on sekundaarstruktuuri organismis RNA DNA erinevused · Nii primaar-, kui sekundaarstruktuur · Ainult sekundaarstruktuur
seda rohkem elab kollageeni molekul, seda rohkem ristsidemeid tekib -> kollageen muutub tugevamaks aga ka hapremaks -> venitus väheneb. · Glükosüülimine - süsvuvesiku liitumine valkude molekuli. Muutuvad kollageeni konformatsioon ja funktsioonid. Liigglükolüüsil areneb diabeet, ilmnevad sidekoe nõrkuse sümptomid. 4.2 Elastiinid annab suurte arterite seinte, kopsude, elastsete ligamentide, naha mitmesuunaline venivus/kokkutõmbumine. · Primaarstruktuuris ei ole korduvjärjestust. Gly rikkad osad vahlduvad Ala ja Lys lühilõikedega. · Nad ei sisalda Hyl ja süsivesikuid · On vaid üks geneetiline tüüp Ehitus. 4 polüpeptiidseid ahelaid. Enmasti sisaldab Gly, Ala, Pro, Lys ja Hyp. Elastiinid sünteesitakse tropoelastiini monomeeridena, milles Pro hõdroksülaas tekitab Hyp. Tropoelastiin on ebakorrapäraselt keerdunud struktuur, mis võimaldab venimist. Tropoelastiini rakust tekitab Lys oksüdaas
geenidefekt, mis kandub edasi põlvest põlve. Pärilikke haigusi tuleb eristada looteeas tekkinud geenimutatsioonidest tingitud haigustest, mis manifesteeruvad näiteks väärarengutena ja pärilikust eelsoodumusest. Pärilikud haigused on tingitud mutatsioonidest ehk muutustest raku geneetilises materjalis. Vastavalt ulatusele jagatakse mutatsioonid järgnevalt: · Geenmutatsioonid - väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid · Kromosoommutatsioonid - muutused kromosoomide pikkuses ja/või struktuuris · Genoommutatsioonid - muutused homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuses Pärilikud haigused Geenihaigused Kromosoomhaigused (geenmutatsioonide tagajrjel) (kromosoom- ja
sisemusse. Kaksikheeliksit stabiliseerivad omavahel komplanaarselt paiknevate lämmastikaluste vahelised elektrostaatilised jõud ja fosfaatrühmadega ioonilisi sidemeid moodustavad katioonid. Kuna igas nukleotiidis on kuus üksiksidet, mille ümber võib toimuda molekuli osade pöörlemine, esineb DNA mitme strukturaalse isomeerina. DNA struktuuri bioloogiline tähtsus Elusorganismides esineval DNA struktuuril on suur bioloogiline tähtsus. Kuna DNA primaarstruktuuris võivad nukleotiidid paikneda suvalises järjestuses, võimaldab DNA nende järjestuste kaudu talletada bioloogilist informatsiooni. Kuna DNA koosneb peamiselt nelja sorti nukleotiididest (A,T,C,G), võib n nukleotiidi pikkune DNA molekul esineda 4n erinevas järjestuses. Väga oluline on ka DNA komplementaarne kaksikahelalisus. See võimaldab DNA replikatsioonil sünteesida mõlemale ahelale uue, teise ahelaga identse ahela. Ka on
Toimub iga kord enne raku jagunemist (interfaasis), tekib ühest DNA molekulist 2 identset DNA molekuli. transkriptsioon - DNA molekuli sünteesitakse (ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne) RNA molekul (rna süntees). Toimub rakutuumas, tuumapiirkonnas, mitokondrites ja kloroplastides interfaasi ajal. Geeni ekspressiooni esimene etapp. tekib kolm rnad: mRNA, tRNA, rRNA translatsioon - protsess, mille tulemus on valk primaarstruktuuris. Toimub ribosoomidel, raku tsütoplasmas, interfaasis. Geeni ekspressiooni teine etapp. 8. Komplementaarsusprintsiip: mõiste ja millised nukleotiidid on komplementaarsed. Komplementaarsus - kui tead ühe DNA ahela ehitust, tead ka teise oma. On kaksikahelaliste nukleiinhapete ehitusprintsiip. Selle kohaselt põhineb kindlate lämmastikaluste paardumine nukleiinhapete molekulides vesiniksidemete moodustumisel. Komplementaarsed on: o DNA: A-T ja C-G
(Grandberg, 1979: 357) Sellest lähtuvalt on valgumolekulises kindlaks tehtud nelja struktuuri olemasolu. Primaarstruktuur on aluseks valkude spesiifilisusele, kõrgemate struktuuritasemete kujunemisele ja tema muutused põhjustavad mitmeid nn. molekulaarseid haigusi. Võib öelda, et geneetiliselt determineeritud primaarstruktuur määrab ära antud valgu kõrgemad struktuuritasemed. Seega nn. "molekulaarseks haiguse" põhjuseks on tihti mõne AH- jäägi asendumine normaalses primaarstruktuuris. (Zilmer, Karelson, Vihalemm 1993: 31) Sekundaarstruktuur on sisuliselt nõrkade vesiniksidemete abil fikseeritud konfiguratsioon. See tekib polüpeptiidi keerdumisel kruvikujuliseks heeliksiks või kõrvuti asetsevate ahelate voltumisel. Näiteks juuste ja küünte valkude ning ämblikuniidi ja siidi koostises olevate valkude lõplikuks tasemeks ongi sekundaarstruktuur. (Zilmer, Karelson, Vihalemm 1993: 33) Tertsiaarstruktuur on kerajas-ellipsoidne ning moodustab stabiilse taseme
Pärilikud haigused. Pärilikud haigused on haigused, mis kanduvad edasi vanematelt järglastele. Päriliku haiguse aluseks on geenidefekt, mis kandub edasi põlvest põlve. Pärilikke haigusi tuleb eristada looteeas tekkinud geenimutatsioonidest tingitud haigustest, mis manifesteeruvad näiteks väärarengutena ja pärilikust eelsoodumusest. Geenmutatsioonid on väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, mille tulemusena võivad tekkida uued alleelid Kromosoommutatsioonid - muutused kromosoomide pikkuses ja/või struktuuris Genoommutatsioonid - muutused homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuses Pärilikud haigused Geenihaigused Kromosoomhaigused (geenmutatsioonide tagajrjel) (kromosoom- ja
Alaniin, isoleutsiin, leutsiin, fenüülalaniin, valniin, proliin, glütsiin, trüptofaan. 54. Mis on domeen? a) iseseisvalt kokkupakkuv polüpeptiidahela osa Domeen on kompaktne, lokaalselt kindla korrapära järgi kokkupakitud piirkond valgu tertsiaarstruktuuris. 55. Millises valgu struktuuri tasandis sisaldub valgu kokkupakkumiseks vajalik informatsioon? Valgu ruumilist struktuuri määrav informatsioon sisaldub valgu aminohappelises järjestuses ehk primaarstruktuuris. 56. Kas denatureerunud valk on funktsionaalne? Põhjendage. Denatureerunud valk ei ole funktsionaalne, sest ta on kaotanud oma natiivse ruumilise struktuuri ja koos sellega oma spetsiifilised omadused. 57. Millised faktorid soodustavad valgu kokkupakkumist? a) konformatsiooniline entroopia - soodustab denaturatsiooni b) polüpetiidahela siseste vesiniksidemete moodustumine c) hüdrofoobne efekt d) polüpeptiidahela ja solvendi vaheliste vesiniksidemete moodustumine 58
väävelsildade lõhkumiseks. Uurea e. karbamiid – H2N – C(=O)- NH2; ühend, mille koostis viiakse organismist välja üleliigne lämmastik; kasutatakse ka valkude denatureerimiseks? Anfinseni eksperiment – Anfinsen tõestas eksperimentaalselt, et denatureeritud natiivsed valgud taastavad iseeneslikult(!) oma natiivse konformatsiooni, kui denatureerivad ained eemaldada. Järeldus: info valkude õigete sekundaar- ja terstiaalstruktuuride moodustamise kohta peab sisalduma juba primaarstruktuuris e. primaastruktuuri järgi peab olema võimalik tuletada valgu ruumilist struktuuri (aga ei osata...veel). Müoglobiin ja hemoglobiin – mõlemad on heemi prosteetilise rühmana sisaldavad valgud ja füsioloogiline tähtsus seisneb võimes siduda hapnikku (heem otseselt seotud hapnikuga). Müoglobiin esineb lihasrakkudes, hemoglobiin erütrotsüütides. Hemoglobiinis on neli heemi, müoglobiinis üks. Iga heem seob ühe O2 molekuli.
N: Haugid Saadjärves Populatsiooni geenifond selle moodustavad populatsiooni isendite kõik geenid ja nende alleelid. Geneetiline struktuur erinevate alleelide ja genotüüpide arvuline suhe (sagedus) Mutatsioon muutus raku geneetilises materjalis - geneetilise muutlikkuse allikas (kasulikud ja kahjulikud) tekivad uued geenid või alleelid. Vastavalt muutuste ulatusele jaotatakse: * geenmutatsioonid väikesed muutused DNA primaarstruktuuris. * kromosoommutatsioonid muutused kromosoomi pikkuses ja struktuuris * genoommutatsioonid- muutub kromosoomide kordsus (Downi sündroom 21 kromosoom kolmekordne)) Geenisiire erinevatesse populatsioonidesse kuuluvate isendite ristumine Geenitriiv juhuslikud muutused populatsiooni geneetilises struktuuris (muutub geneetiline struktuur). Individuaalne muutlikkus tekib geenide muteerumise, geenisiirde ja geenide
ja seda paremini kuulda kolmas silmalaug kaitseb silma näiteks öökullil õndraluu - saba 31) Nimeta ja selgita geneetilise muutlikkuse vorme? Geneetiline muutlikkus e pärilik muutlikkus jaguneb kaheks: mutatsiooniliseks ja kombinatiivseks muutlikkuseks. Mutatsiooniline muutlikkus juhuslikud muutused raku geneetilises materjalis. Esineb kolme tüüpi mutatsioone: geenmutatsioon (muutused DNA primaarstruktuuris- nukleotiidides replikatsioonil), kromosoommutatsioon (kromosoomide pukkuses ja struktuuris toimuvad muutused- kromosoomilõik võib kaduda e deletatsioon või mitmekordistuda e duplikatsioon) ja genoommutatsioon (kromosoomide arvu muutus sugurakkudes). Kombinatiivne muutlikkus alleelide kombineerumine sugulisel paljunemisel (meioosis kromosoomide ristsiire, viljastumisel alleelide kombineerumine) 32) Selgita mõisteid:
füüsikalised - * erinevad kiirgused (radioaktiivne gammakiirgus, röntgenkiirgus, UV-kiirgus, kõrge elektromagnetkiirgus kõrgepingeliinide ristumiskohad) Supermutageen mutageen, mis 100% tõenäosusega põhjustab mutatsiooni tekke (putukamürgid, keemilised relvad. Kantserogeen mutageenide eritüüp, mis põhjustab halvaloomulisi kasvajaid (keskkonna saastumine+lisaained toitudes) Mutant pärilike muutuse kandja kellel esineb mutatsioon. 1.Geenmutatsioonid- muutused DNA primaarstruktuuris (nukleotiidides replikatsioonil) - tekivad uued alleelid: · Nukleotiidipaar langeb välja. · Nukleotiidipaar kahekordistub. · Nukleotiidipaar paikneb ümber · Nukleotiidipaar asendub teisega · Nukleotiidipaar muutub keemiliselt (N-alus muutub). Tulemus: a) 80% neist mutatsioonidest nõrgalt kahjuliku toimega. b) 10% neutraalse toimega c) 10% surmavad d) Alla 1% kasulikud (bakterite vastupidavus antibiootikumidele, piimasuhkru omastamisvõime
G.Mendel pärilikkuse uurimise hübridoloogilise meetodi looja, pärandumise seaduspärasused, tegi katseid hernestaimedega T.H. Morgan avastas geeniahelduse, tegi katseid äädikakärbestega Pärilik muutlikus ehk generatiivne Mittepärilik ehk modifikatsiooniline Pärilik jaguneb: · Kombinatiivsed vanemate geenialleelide ümberkombineerumine järglaste genotüübis · Mutatsiooniline muutlikus: Geenmutatsioonid väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, võivad tekkida uued alleelid Kromosoommutatsioonid kromosoomide pikkuse ja struktuuri muutused (väljalangemine, kahekordistumine, järjestuse muutus, ümberpaiknemine) Genoommutatsioonid homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuse muutus H. de Vries mutatsiooni mõiste Mutatsioonid muutused raku geneetilises materjalis Mutageenid mutatsioone tekitavad keskkonnategurid (nt.kiirgused, viirused,
tümiin(pürimidiin) Urasiil(pürimidiin) DNA A,G,C,T RNA A,G,C,U N-alus +suhkur = nukleosiid Adeniin adenosiin; guaniin guanosiin; tsütosiin tsütidiin; tümiin tümidiin; urasiil uridiin. 7. Kas nukleotiidides on lämmastikalus suhkrujäägi külge ühendatud: a) glükosiidse sidemega b) estersidemega c) vesiniksidemega 8. Nimetage üks adenosiinil põhinev kofaktor? 9. Kas geneetiline informatsioon säilitatakse DNA: a) primaarstruktuuris b) sekundaarstruktuuris c) tertsiaarstruktuuris 10. Kirjutage antud järjestusega komplementaarne järjestus (võivad olla erinevad järjestused) ACCTCGAAG TGGAGCTTC 11. Millisel interaktsioonil põhineb geneetilise materjali kopeerimine? a) van der Waalsi interaktsioon b) vesinikside c) elektrostaatiline interaktsioon 12. Millise lämmastikalusega moodustab DNA ahelas aluspaari tsütosiin ja mitme vesiniksideme vahendusel? V: moodustab aluspaari guaniiniga. Kolme H-sideme vahendusel
6.(102.) Kas joonisel toodud nukleotiidis esineb puriin või pürimidiin lämmastikalus? (kokku 5 erinevat). Joonisel toodud nukleotiididis esineb pürimidiin lämmastikalus 7.(103) Kas lämmastikalus on suhkrujäägi külge ühendatud: a) glükosiidse sidemega b) estersidemega c) vesiniksidemega 8.(104) Nimetage üks adenosiinil põhinev kofaktor? koensüüm A ehk siis CoA 9.(105) Kas geneetiline informatsioon säilitatakse nukleiinhappe _ a) primaarstruktuuris b) sekundaarstruktuuris c) tertsiaarstruktuuris primaarstruktuuris ehk nukleotiidide järjestusena 10.(106) Kirjutage antud nukleotiidiga komplementaarne nukleotiid (võivad olla erinevad järjestused) ACCTCGAAG TGGAGCTTC (paarid: AT, AU, GC) 11.(107) Millisel interaktsioonil põhineb geneetilise materjali kopeerimine? a) van der Waalsi interaktsioon b) vesinikside c) elektrostaatiline interaktsioon vesiniksidemel, sest lämmastikaluste komplementaarsus baseerub vesiniksidemetel 12
muutub rakkude vajadus sünteesitavate valkude järele. Koos sellega muutub geenide avaldumine. Seega on esimene regulatsioonitasand transkriptsioon. Järgmine valgusünteesi regulatsioonivõimalus on mRNA molekulide lagundamise kiirus. (raku tsütoplasmas on alati RNAd lagundavad ensüümid, ribonukleaasid, mis lõhustavad RNA molekuli erineva pikkustega tükikesteks või nukleotiidideks. 31. Geenmutatsioon, kromosoommutatsioon. Geenmutatsioon: on väikesed mutatsioonid DNA primaarstruktuuris. Geenmutatsiooni tulemusena võivad tekkida uued alleelid. Nukleotiidi paar võib juurde tulla, kaduda või ümbervahetuda. Kromosoommutatsioonid: seisnevad kromosoomide pikkuse ja struktuuri muutustes, mis on nähtavad mitoosi või meioosi kromosoomide mikroskoopilisel uurimisel. Kromosoommutatsioonil võib mõni kromosoomi lõik kaduma minna või mitmekordistuda, muutuda võib ka kromosoomisisene geenide järjestus või asukoht.
Mutatsioonide tekkepõhjused: Spontaansed mutatsioonid nn iseeneslikud, tekivad siiski keskkonna toimel (UV, hapnik). Indutseeritud mutatsioonid esile kutsutud mutageenide toimel. Mutageenid (ained või kiirgus) tekitavad vigu DNA-s tuhandeid kordi kõrgema sagedusega tavalisest keskkonnast. Organismisisesed vead replikatsioonil, mitoosil, meioosil Geenmutatsioonid muutused DNA primaarstruktuuris tekivad uued alleelid Nukleotiidide juurdetulek- dublikatsioon Nukleotiidide kadumine- deletsioon Nukleotiidide vahetumine- inversioon Kromosoommutatsioonid- muutub kromosoomide pikkus ja struktuur Kromosoomi lõigu kadumine- deletsioon Kromosoomi lõigu lisandumine- duplikatsioon Geeni asukoha muutumine- translokatsioon Geenide järjestuse muutumine- inversioon Genoommmutatsioonid- muutub homoloogiliste kromosoomide arv
Monomeerid on omavahel ühendatud ühe monomeeri suhkrujäägi 5`C hüdroksüüli ja teise monomeeri suhkrujäägi 3`C hüdroksüüli ühendava fosfordiestersideme kaudu. 4.(100.) Kas DNA on füsioloogilise pH juures: c) negatiivse laenguga 7.(103) Kas lämmastikalus on suhkrujäägi külge ühendatud: a) glükosiidse sidemega 8.(104) Nimetage üks adenosiinil põhinev kofaktor? koensüüm A ehk siis CoA 9.(105) Kas geneetiline informatsioon säilitatakse nukleiinhappe a) primaarstruktuuris ehk nukleotiidide järjestusena 10.(106) Kirjutage antud nukleotiidiga komplementaarne nukleotiid paarid: AT, AU, GC 11.(107) Millisel interaktsioonil põhineb geneetilise materjali kopeerimine? b) vesiniksidemel, sest lämmastikaluste komplementaarsus baseerub vesiniksidemetel 12.(108) Millise lämmastikalusega paardub tsütosiin ja mitme vesiniksideme vahendusel? DNAs adeniin (A), guaniin (G) (puriinid) ning tsütosiin (C) ja tümiin (T) (Pürimidiinid) A=T ja G
kromosoomide ja geenide struktuur ei muutu ; tekib meioosiprotsessis (sugurakkude moodustumisel) ristsiirde käigus ja viljastumisel.) · Mutatsiooniline muutlikus - olemasolevates geenides tekivad mutatsioonid; muutuvad genoomi, kromosoomide ja geenide struktuur; Tekib iseeneslikult organismisisestel põhjustel või mutageenide mõjul . Geenmutatsioonid väikesed muutused DNA primaarstruktuuris, võivad tekkida uued alleelid Kromosoommutatsioonid kromosoomide pikkuse ja struktuuri muutused Deletsioon- väljalangemine- kassikisa sündroom ; duplikatsioon- kromosoomi piirkonna kahekordistumine ; translokatsioon ümberpaiknemine ; inversioon info järjestuse muutus Genoommutatsioonid homoloogiliste kromosoomide arvu kordsuse muutus 3. Ülesanne dihübriidse ristamise kohta
funktsionaalsete rühmadena nii aluselisi aminorühmi kui ka happelisi karboksüülrühmi. Aminohappe ülejäänud osad varieeruvad kõigil 20 aminohappel, millest tulenevad nende mitmesugused keemilised omadused. Kahe aminohappe omavahelisel reageerimisel moodustub ribosoomis nende vahele kovalentne side, mida nimetatakse peptiidsidemeks. Valgu molekulis on peptiidsidemetega ühendatud sadu või tuhandeid aminohappejääke (Viikmaa, Hein 2003: 33). 1.1.3. Valkude struktuuritasemed Primaarstruktuuris seob aminohappejääke polüpeptiidahelaks kovalentne peptiidside. Paljud valgud sisaldavad ka kahe tsüsteiinjäägi baasil formeerunud kovalentseid disulfiidsidemeid (disulfiidsildu), mis on kas ahelasisesed või ahelatevahelised. Disulfiidsidemed esinevad enamikes sekreteeritavates ja membraansetes valkudes. Primaarstruktuur on aluseks valkude põhifunktsioonidele. (Zilmer jt 2001: 44-46). Sekundaarstruktuur on peamiselt vesiniksideme abil fikseeritud ruumikujund
nimetetakse ka nonsensskoodoniteks. See nimetus ei ole aga päris õige, kuna nimetatud koodonid toimivad märgina valgusünteesi lõpetamiseks, umbes nagu punkt lause lõpus. Stoppkoodoneid e terminaatorkoodoneid tunnevad ära teatud ensüümid, nn. terminatsioonifaktorid, mis osalevad valgusünteesi lõpetamisel. 5. Millised on peamised erinevused DNA ja RNA vahel? DNA sisaldab endas pärilikku informatsiooni ning RNA osaleb päriliku info realiseerimises -- valgu biosünteesis. Kuna DNA primaarstruktuuris võivad nukleotiidid paikneda suvalises järjestuses, võimaldab DNA nende järjestuste kaudu talletada bioloogilist informatsiooni (seda võimaldab ka RNA, kuid DNA on oma suurema keemilise stabiilsuse tõttu pikaajalisemaks info säilitamiseks märksa sobivam ühend) 6. Kolm põhilist RNA-de klassi rakkudes, nende funktsioonid. mRNA(informatsioon) RNA, mille molekulilt toimub translatsioon: informatsiooni-RNA nukleotiidijärjestuse põhjal sünteesitakse polüpeptiid.
6. . Kas joonisel toodud nukleotiidis esineb puriin või pürimidiin lämmastikalus? (kokku 5 erinevat). Pürimidiin(tsütosiin) püriin(adeniin) püriin(guanosiin) püridimiin(tsümiin) (urasiil)pürimidiin 7. Kas nukleotiidides on lämmastikalus suhkrujäägi külge ühendatud? Glükosiidsidemega 8. Nimetage üks adenosiinil põhinev kofaktor?CoA ehk koensüümA 9. Kas geneetiline informatsioon säilitatakse DNA? Primaarstruktuuris 10. . Kirjutage antud järjestusega komplementaarne järjestus. ACCTCGAAG TGGAGCTTC 11. . Millisel interaktsioonil põhineb geneetilise materjali kopeerimine? Vesiniksidemel, sest N-aluse komplementaarsus põhineb vesiniksidemel 12. Millise lämmastikalusega moodustab DNA ahelas aluspaari tsütosiin ja mitme vesiniksideme vahendusel? Guaniin ning kolme vesiniksidemega. 13. . Kas DNA esineb eukarüootses rakus reeglina ühe- või kaheahelalise molekulina? Kaheahelaline. RNA on
nukleotiidipaaride kindla järjestusega DNA-lõigud. Lämmastikaluste komplementaarse paardumise printsiip tegi kohe mõistetavaks nukleiinhapete matriitssünteesi olemuse DNA replikatsioonil (DNA-->DNA) ja transkriptsioonil (DNA-->RNA), kuid näitas ka, et peab eksisteerima mingi kodeerimisprintsiip (geneetiline kood), mille vahendusel toimub info translatsioon (mRNA --> valk) nukleiinhapete 4-nukleotiidilisest järjestusest 20-aminohappelisse järjestusse valkude primaarstruktuuris. Mõistetavaks sai ka geenmutatsioonide olemus -- nukleotiidse järjestuse mingi muutus geeni piirides -- ning see, et iga geen võib alluda arvukatele erinevatele mutatsioonidele ja anda rohkesti erinevaid alleele.F. Crick formuleeris 1958. a. molekulaargeneetika ühe keskse teoreetilise printsiibina nn 'molekulaarbioloogia tsentraaldogma', mille kohaselt geneetilise info ülekanne matriitssünteesidel võib toimuda nukleiinhapetelt
kui valk on viidud oma lõplikule kohale rakus. Chaperonid suunavad enamuse valkude voltumist sünteesi käigus. Mõnede (peamiselt väiksemate, alla 150 aminohappe jäägist koosnevate) valkude ruumiline struktuur tekib iseeneset sünteesi käigus ja ei vaja 8 lisafaktoreid. Sel juhul on kogu ruumilse struktuuri tekkeks vajalik informatsioon olemas valgu primaarstruktuuris. Üks hästiuuritud näide on ribonukleaas A (RNaas A). Kui RNaas A molekul denatureerida st. lõhkuda tema ruumiline struktuur kas kuumutamise või keemiliste ainetega, siis jääb valguahela primaarstruktuur muutumatuks ja lagunevad ainult nõrgad sidemed, mis hoiavad valgu ruumilist struktuuri. Sobivates keskonnatingimustes tema aktiivne konformatsioon taastub. Seda protsessi nimetatakse valgu renatureeumiseks. Mõnede valkude renatureerimiseks on
teise koesse sattumisel esile antikehade tekke Juba ühe aminohappejäägi asendus muudab valgu spetsiifilisust. Primaarstruktuur on ,,baasinformatsiooniks" kõrgemate struktuuritasemete kujunemisel See tähendab, et aminohappejääkide kindel järjestus antud valgus on baasiks antud valgu kõrgemate struktuuritasemete kujunemisele. Primaarstruktuur ja molekulaarhaigused Geneetilise päritoluga haiguste põhjuseks on enamasti mõne aminohappejäägi asendumine primaarstruktuuris. Sel puhul räägitakse molekulaarhaigustest ehk geneetilistest haigustest. Primaarstruktuuri määramine annab ka kliiniliselt olulist informatsiooni Primaarstruktuuri selgitamine annab informatsiooni valgu võimalike kõrgemate struktuuritasemete kohta, annab informatsiooni valgu võimalike aktiivalade ehituse kohta, võimalike molekulaarhaiguste kohta, näitab liitvalkude puhul mittevalgulise komponendi seostumiskohti. 6. Valgumolekulide ruumiline ehitus, kõrgemat järku struktuurid.
organisatsiooni muutuse läbi geeni inaktivatsiooni. § Trasposoonid on üheks olulisemaks ravimiresistentsuse levikufaktoriteks. Mikroorganismide muutlikus § Modifikatsiooniline muutlikus ainult fenotüübis, olemasoleva reaktsiooninormi piirides. § Mutatsiooniline muutlikus seotud DNA primaarstruktuuri muutustega, rakku ei tuua infot väljastpoolt. Enamus mutatsioone on kahjulikud, mõningad on neutraalsed ja väga väike osa on kasulikud! § Kombinatiivne muutlikus muutused DNA primaarstruktuuris, rakku tuuakse uus geneetiline informatsioon väljast. Eluslooduse kaks info levitamise strateegiat § Elusorganismides esineb kaks info ülekande strateegiat vertikaalne ja horisontaalne. § Vertikaalne ülekanne informatsiooni ülekanne toimub põlvkonnalt põlvkonnale. § Horisontaalne ülekanne ülekanne toimub geneetiliselt sõltumatute isendite vahel. § Horisontaalseks ülekandeks peab eksisteerima kaks osapoolt: § doonor, s.o
valgu sees, detergendid aga stabiliseerivad ka denatureerunud olekus valke. Kaotroopsed ühendid mood vesiniksidemeid 63 Pöörduv denaturatsioon- esineb tasakaal natiivse ja denatureerunud oleku vahel. Näidatud on, et valgu denaturatsioon on pöörduv, kui tingimused tagasi viia loomulikku vahemikku, siis valk omandab natiivse struktuuri. ND Valgu kolmemõõtmelise struktuuri kohta käiv info sisaldub valgu primaarstruktuuris. Esineb seos valgu primaarstruktuuri ja ruumilise struktuuri vahel. Enamasti denatureeruvad pöördumatult väikesed valgud. Pöördumatu denaturatsioon enamasti suured valgud. Pöörduvus ja pöördumatus võib sõltuda keskkonnast. Kui valgud denatureerunud olekus, hüdrofoosed osad kompenseerivad pakitust sellega, et omavahel interakteeruvad erinevad peptiidahelad, sadenevad välja ja see on pöördumatu. Valkude stabiilsus Valgud on kergesti denatureeritavad. 100 am
tekib teistsugune ruumiline struktuur. Ruumilise struktuuri teket suunab ja mõjutab chaperoni valgud. Suunavad valkude voltumist sünteesi käigus – aitavad sünteesile kaasa või katkestavad lõpliku ruumilise struktuuri teket enne kui valk on oma sihtkohta viidud. Väiksemate valkude ruumiline 7 struktuur tekib iseenesest sünteesi käigus ja ei vaja lisafaktoreid (ruumilise struktuuri tekkeks vajalik info valgu primaarstruktuuris). Ribunukleaas A (RNaas A) – denatureerida (kuumutamise, keemiliste ainetega), jääb primaarstruktuur muutumatuks, lagunevad vaid nõrgad sidemed, mis ruumilist struktuuri kinni hoidsid. Renatureerub kui on sobivad kofaktorid – valgu ligandid, mis stabiliseerivad tema struktuuri. Nt metalli ioonid (moodustavad valgu struktuuris koordinatiivseid sidemeid). Renatureerimist kiirendavad ensüümid – valgu disulfiidi
annaabi.ee 
