(Molekulaarbioloogia) Võrreldavatel organismidel määratakse mõne geeni nukleotiidijärjestus või vastava valgu aminohappejärjestus. Praegu elavate liikide kõrval on õnnestunud DNA primaarstruktuur kindlaks teha ka mõnedel väljasurnud liikidel, näiteks mammutil. Uurimised näitavad, et nii nagu erinevatel organismidel võib olla sarnase ehitusega elundeid, võib neil olla ka sarnase koostisega valke. 7. Kuidas aitab pseudogeenide nukleotiidse järjestuse võrdlemine uurimist? Need on normaalsete, talitlevate geenide vigased ja mitteavalduvad koopiad. Osa neist on tekkinud ammu, kümneid miljoneid aastaid tagasi ja eri liikide genoomides säilinud. Nende võrdlusi eri organismidel näitab aga ka nende järjestuste sarnasuse määra, mis on kooskõlas vastavate organismide klassifikatsiooniga muude tunnuste järgi. See on seletatav ainult põlvnemisega ühistest eellastest. 8
organismid eksisteerisid varem, millised hiljem. Absoluutne vanus näitab kivististe tegeliku vanust, seda kui kaua aega tagasi vastavad organismid elasid. Geograafiline skaala on saadud maailma eri piirkondade kivististe järjestuse võrdlemisel ning nende kõrvutamisel isotoopide põhjal tehtud vanusemäärangutega. 8.Kuidas aitab pseudogeenide nukleotiidse järjestuse võrdlemine evolutsiooni uurimist? Pseudogeenide võrdlus eri organismidel näitab aga ka nende järjestuste sarnasuse määra, mis on kooskõlas vastavate organismide klassifikatsiooniga muude tunnuste järgi. 16.Mida tähendab ,,Kambriumi plahvatus"? · nn. Kambriumi plahvatus ~500 miljonit aastat tagasi (elukeskkonnas toimus tohutu areng; loomade põhiliste ehitustüüpide väljakujunemine). Tigude, karpide,
1.Mis on evolutsioon, bioloogiline evolutsioon? 2.Kuidas seletas Lamarck elu evolutsiooni? 3.Millest tuletas Darwin loodusliku valiku? 4.Milline on Darwini evolutsiooniteooria tähtsus? 5.Mis on fossiilid ja kuidas nad tekivad? 6.Kuidas võimaldab kivististe vanuse määramine selgitada elu evolutsiooni? 7.Mida näitab loomade lootelise arengu võrdlus? 8.Kuidas aitab pseudogeenide nukleotiidse järjestuse võrdlemine evolutsiooni uurimist? 9.Milliseid tõendeid liikide muutlikkuse kohta annab aretus? 10.Mida tõestas Louis Pasteur? 11.Milliseid etappe pidi elu keemiline evolutsioon läbima? 12.Milles seisneb RNA-maailma hüpotees? 13.Millised probleemid seisavad elutekke nüüdisaegse käsituse ees? 14.Milliseid elu tõendeid on teada Kambriumi-eelsest perioodist? 15.Millised ja kui vanad on vanimad hulkraksete loomade kivistised? 16.Mida tähendab ,,Kambriumi plahvatus"
Selgroogsete genoom on arenenud läbi ploidsuse kasvu duplikastioonide teel. *Enamik tänapäevaseid liike omavad degenereerunud polüploidiat või on polüploidsed. *Selgroogsete evolutsioonis toimunud ürgsed tetraploidiseerumise kahe duplitseerumise tagajärjel (2R hüpotees, Ohno 1993). Paljud Drosophilageenid ja geeniklastrid esinevad selgroogsetel 3-4 ekvivalentse klastrina (Hox, MHC jne.). *Selgroogsetel umbes 2x rohkem geen kui selgrootutel. Seletatav pseudogeenide tekke ja deletsioonidega. Duplikatsioon toimus umbes 450 ja 550 milj a. tagasi Imetajate genoomi evolutsioonis on toimunud palju kromosomaalseid ümberkorraldusi. *Segmentaalsed duplikatsioonid on järjestuste (1-100 Mb) ülekanne genoomi ühest regioonist teise (umbes 5% inimgenoomist duplikatsioonid). Nii intra-kui ka interkromosomaalsed. ·Sagedased inversioonid, harvemad translokatsioonid, muutuda võib ka tsentromeerida asukoht
mõnedel väljasurnud liikidel, näiteks mammutil. Uurimised näitavad, et nii nagu erinevatel organismidel võib olla sarnase ehitusega elundeid, võib neil olla ka sarnase koostisega valke. Kuidas aitab pseudogeenide nukleotiidse järjestuse Need on normaalsete, talitlevate geenide vigased ja võrdlemine evolutsiooni uurimist? mitteavalduvad koopiad. Osa neist on tekkinud ammu, kümneid miljoneid aastaid tagasi ja eri liikide genoomides säilinud. Nende võrdlusi eri organismidel
pöördtranskriptaasi vahendusel ja liiguvad iseseisvalt genoomi ühest piirkonnast teise 18. Pseudogeeni mõiste, tekkimisest ja mõni näide? Ekspresseeruva geeniga homoloogne (sarnane) geen, mis ei ekspresseeru. Funktsiooni kadumise põhjuseks on üks või mitu inaktiveerivat mutatsiooni, mis: termineerivad translatsiooni, blokeerivad mRNA protsessingu. Pseudogeenid EI OLE kahjulikud, seetõttu säilivad genoomis. Pseudogeenide arv inimese genoomis ~ 14 427. Ühel geenil võib olla mitmeid pseudogeene. Tõenäoliselt on pseudogeen tekkinud duplikatsiooni teel (geen duplitseerub kord 100 milj. aasta jooksul) ja seejärel muteerunud. Näide geeniperekondadest: hemoglobiini geenide 2 klastrit. Mõisted 5: - Faag bakteriviirus - Transformatsioon - doonori DNA satub retsipienti väliskeskkonnast - Komplementaarsus - lämmastikaluste võime omavahel seonduda ja moodustada
n. kordusdomäänid kollageenis ja teistes strukturaalsetes molekulides, Mitmekesisuse teke tänu domäänide divergentsile. Viib sarnaste, mitte samaste funktsioonide tekkeni, Mitmekesisuse teke tänu alternatiivsele splaisingule. Kuna eksisteerib lõplik arv (paar tuhat) võimalikke valgudomääne, siis eksonite vahetus (shuffling) võimaldab unikaalset lisakombinatoorikat. Geeniduplikatsioonid võivad viia kas erinevate funktsioonidega geenide või pseudogeenide tekkeni. Geen duplitseerub kiirusega keskmiselt kord 100 milj. a. jooksul. 22. Intronite grupid ja nende päritolu. Intronite grupid ja splaisosomaalsete (SP) intronite päritolu: SP intronid n.ö. tavalised eukarüootsed intronid. Splaisosoomid on valkude ja RNA kompleksid, pärinevad grupp II intronitest. SP intronitel kindel, tihti konserveerunud struktuur. Võivad vahendada eksonite vahetust, kuna aktsepteerivad mobiilsete elementide insertsioone. Mõnikord väga pikad (>1Mb).
Seda tuleb teada pragmaatilistel kaalutlustel: kui meid huvitab näiteks periood 1 000 000 000 aastat tagasi, siis tuleb pöörata tähelepanu teatud lõikudele, kui 1 000 000 at, siis hoopis teistele jne. Miks ? Kui kasutada kiiresti muteeruvate alade mutatsioonide andmeid väga vanade fülogeneetiliste lahknemiste rekonstrueerimiseks, siis teostame arvutusi tegelikult müra, mitte info alusel: paljud kohad on muutunud juba korduvalt - sellest aga ei säilu ühtki jälge. Pseudogeenide kiire evolutsioon on vesi NT veskile. Pseudogeenid on normaalsete geenide analoogid, mis on kaotanud oma funktsiooni. Nad võivad olla tekitatud pöördtranskriptsiooniliselt - st. vastava geeni mRNAst on mingil kombel tekkinud pöördtranskriptaasi (RNA-sõltuv DNA-polümeraas) abil jupike DNAd, mis siis on uuesti inkorporeerunud kuhugi raku DNAsse ja säilub seal. Neid pseudogeene kutsutakse protsessitud pseudogeenideks. Teine sort pseudogeene (nn. protsessimata) on mingi mutatsiooni tõttu
(Molekulaarbioloogia) Võrreldavatel organismidel määratakse mõne geeni nukleotiidijärjestus või vastava valgu aminohappejärjestus. Praegu elavate liikide kõrval on õnnestunud DNA primaarstruktuur kindlaks teha ka mõnedel väljasurnud liikidel, näiteks mammutil. Uurimised näitavad, et nii nagu erinevatel organismidel võib olla sarnase ehitusega elundeid, võib neil olla ka sarnase koostisega valke. 7. Kuidas aitab pseudogeenide nukleotiidse järjestuse võrdlemine uurimist? Need on normaalsete, talitlevate geenide vigased ja mitteavalduvad koopiad. Osa neist on tekkinud ammu, kümneid miljoneid aastaid tagasi ja eri liikide genoomides säilinud. Nende võrdlusi eri organismidel näitab aga ka nende järjestuste sarnasuse määra, mis on kooskõlas vastavate organismide klassifikatsiooniga muude tunnuste järgi. See on seletatav ainult põlvnemisega ühistest eellastest. 8
Esineb ~60000 koopiat LINE (ingl long interspersed nuclear element) tüüpi L1, moodustab ~15% genoomist. LINE-d on pikad (~5000bp) DNA järjestused mis kujutavad endast RNA polümeraas II poolt tekkinud mRNA pöördtranskribeeritud molekule. Seega on ilma introniteta ja promootoriteta ja seetõttu need geenid ei ekspresseeru = pseudogeenid ja elemendid ei liigu. Mõnedel on säilunud liikumisvõime (kodeerivad funktsionaalse pöördtranskriptaasi ja/või integraasi) ja võimaldavad pseudogeenide liikumist. Lülitumine näiteks verehüübimist kontrollivate geenide sisse põhjustab teatud hemofiilia vormi. SINE-d on lühikesed DNA järjestused (100-500bp) mis on pöördtranskribeeritud RNA polümeraas III vahendusel tekkinud tRNA, 5S rRNA-lt. Kõige levinumad SINE-d on nn Alu elemendid. Inimese genoomis on neid umbes miljon koopiat ja nad moodustavad 11% genoomist. Ei kodeeri funktsionaalseid molekule. On signaali äratundva partikli (SRP) koostisesse kuuluva RNA pöördtranskriptid
alguse saavad, lõigatakse ära ja asendatakse pikeneva DNA ahelaga. Fragmendid ühendatakse DNA ligaasi poolt. Pseudogeen - funktsionaalse geeniga homoloogiline järjestus, mida ei transkribeerita. Evolutsiooni käigus on lisandunud neisse geenidesse geneetilise triivi (genetic drift) tulemusena rida muutusi, mis translatsiooni enneaegselt termineerivad või inhibeerivad mRNA protsessingut, nii et need alad on muutunud mittefunktsionaalseks ehkki neilt transkribeeritakse RNAd. Teine võimalus pseudogeenide tekkeks on RNA pöördtranskriptsioon cDNAks ja viimase integratsioon genoomi intron-vaba DNAna. Transformatsioon geneetilise informatsiooni ülekandumine ühest rakust teise rakust isoleeritud DNA abil. Pärilik muutus raku omadustes. Võõras DNA satub raku koosseisu ja sellelt hakatakse geene eksprsesseerima. SEKUNDAARSED VAHENDAJAD rakusisesed molekulid, mille struktuur muutub pärast mingi
– Või ka mittekodeerivate geenide eksonites • miRNA transkriptsiooni viib läbi enamasti RNAP II, kuid harvemini ka RNAP III. • • MikroRNAde seondumiskohad – paiknemine, omadused, ennustamine • Paiknevad praktiliselt alati valku kodeerivate geenide mittekodeerivates alades, 3’-UTR-des, võivad asuda ka nt kodeerivas alas, aga see on väga erandlik. Võivad paikneda ka mittekodeerivate geenide transkriptides, pseudogeenide või lncRNAde järjestustes. miRNAde seondumiskohad on peamiselt intron kodeeritavas alas, kuna degradatsioon takistab miRNAde seondumist mRNAl, sp on need seondumiskohad 3’UTR, kuna ribosoom ei läbi seda. Küpse miRNA järjestuse nukleotiidid 2-7 moodustavad seed regiooni, mis paarduvad komplementaarsuse alusel sihtmärk mRNA 3’UTR-ga ning selle piirkonnaga on määratud mRNAde seondumise spetsiifilisus. Kui seed ja 3’UTR vaheline seondumine on täielikult
Evolutsiooniline tähtsus. Transpositsioon võib esile kutsuda mutatsioone ja geenide duplikatsioone. 6. Kuidas tekkisid pseudogeenid? Eellasgeeni korduvate duplikatsioonide tulemusena, samas on aga evolutsiooni käigus lisandunud neisse geenidesse geneetilise triivi tulemusena rida muutusi, mis transkriptsiooni enneaegselt termineerivad või inhibeerivad mRNA protsessingut, nii et need alad on muutunud mittefunktsionaalseks ehkki neilt transkribeeritakse RNAd. Teine võimalus pseudogeenide tekkeks on RNA pöördtranskriptsioon cDNAks ja viimase integratsioon genoomi intron-vaba DNAna. 7. Organellide DNA. Mitokondritel ja kloroplastidel on oma DNA. mtDNA: suurus 16 kb, struktuur rõngasmolekul, ei sisalda introneid, kodeeriv potentsiaal 37 geenist 13 kodeerivad valke, 22 tRNAsid ja 2 rRNAsid, geneetiline kood loomade ja pärmide puhul kodeerivad paljud koodonid alternatiivseid aminohappeid või stoppkoodoneid, mutatsioonid
asendatakse pikeneva DNA ahelaga. Fragmendid ühendatakse DNA ligaasi poolt. 7. Kuidas tekkisid pseudogeenid? Pseudogeen- funktsionaalse geeniga homoloogiline järjestus, mida ei transkribeerita. Evolutsiooni käigus on lisandunud neisse geenidesse geneetilise triivi (genetic drift) tulemusena rida muutusi, mis translatsiooni enneaegselt termineerivad või inhibeerivad mRNA protsessingut, nii et need alad on muutunud mittefunktsionaalseks ehkki neilt transkribeeritakse RNAd. Teine võimalus pseudogeenide tekkeks on RNA pöördtranskriptsioon cDNAks ja viimase integratsioon genoomi intron-vaba DNAna. 8. Missugused molekulaarsed mehanismid tagavad selle, et inimese genoomi 30,000-40,000 geeni kodeerivad 100,000 ndeid erinevaid valke? Alternatiivne splaissing kui tava-arusaama järgi kleebitakse küpse RNA saamiseks eksonid lihtsalt kokku, siis alternatiivse splaissingu käigus kasutab rakk erinevaid eksonite kombinatsioone, et teha erinevaid küpseid mRNA-sid ja valke.
viitab seosele koloniaalsete eluvormidega, süda pulseeriva torukesena (rõngussid), kõhreline seljakeelik, suure varba vastandumine teistele viitab seosele inimahvidega). Biogeograafilised tõendid- lähedastes piirkondadaes on loomastiku ja taimestiku liigiline koostis sarnane ja isoleeritud piirkondades on väga omalaadne liigiline koosseis. Nt: Austraalia. Molekulaarbioloogilised- eriorganismirühmadesse kuuluvate organismide valkude aminohappelise koostise, geenide ja pseudogeenide nukleotiidse järjestuse võrdlemine. NT inimesel ja inimahvidel on nukleotiidide järjestuse erinevus ca 1,6%; inimesel ja hiirel ca 10%. Taimesortide ja loomatõugude vahelised erinevused. Erinevad koeratõud, erinevad õunasordid. Riigieksamil on kõigi tõendite kohta olnud küsimusi. Sünteetiline evolutsiooniteooria Mikroevolutsioon käsitleb evolutsiooniprotsesse kuni liigitekkeni (kaasa arvatud), põhiline mikroevolutsiooniline üksus on populatsioon
elemendid, Alu tsiooni järjestus (endonukleolüütiline) Kui transposoon läheb raku sisse, on geen rikutud. Poly (A) retrotransposoonide 3’ on AT rikas ala ja 5’ otsas ala, mida ei transleerita, kodeerivad valke, RNA siduv valk ja pöördtranskriptaas. Retrotransposoonide geenid ei sisalda introneid. Ilma introniteta pseudogeenide teket seostatakse retrotransposoonidega. Lõika ja kleebi Transpositsiooni algus: transposoon lõigatakse DNA-st välja ja hakkab sihtmärk DNA- d otsima → ühendatakse transposooni DNA 3’ otsad märklaud DNA-ga → tekib 2-st 89 kohast katkestatud DNA molekul → katked sünteesitakse täis ja ligeeritakse kokku reparatsiooni ensüümiga → transposoon uues kohas ja transpositsiooni käigus
annaabi.ee 
