Rakubioloogia (2)

36
Sissejuhatus
1.) Gram + ja Gram- bakterite rakuseina ehitus ja esindajad: Gram pos rakusein koosneb peptidoglükaanide kihist . Omane on teihoiinhape, ioonide liikumine ning kaitse, antigeenne spetsiifilisus. Gram pos rakuseinaga on nt Bacillus anthracis , Lactobacillus sp. jne.
Gram neg bakterite rakusein koosneb peptidoglükaanist. Olemas on välismembraan. LPS= endotoksiin. Kaitse. Poriinid .
2.)Prokarüoodi raku ja genoomi suurus: Rakk on 1-10 mikromeetrit. Genoomi suurus (bp)
mükoplasma
3×105
batsill
3×106
E.coli
4×106
3.)Eukarüoodi raku ja genoomi suurus: Rakk on 5-100 mikromeetrit. Genoomi suurus (bp)
Seened:
pärm
2×107
Loomad:
Drosophila
2×108
kana
2×109
inimene
3×109
Taimed:
uba
9×109
Trillium
1× 1011
4.)Nimetage prokarüoodi (eubakter) ja eukarüoodi raku peamised erinevused: Prokarüootidel on organelle vähe või puuduvad üldse. Eukarüoodil on tuum, mitokonder , kloroplast . Prokarüoodil puudub tuum, eukarüoodil on olemas. Ehituslikud erinevused rakumembraanides. Eukarüoodil esineb mitoos ning meioos, kuid prokarüoodil puudub. Prokarüoodi metabolism on aeroobne ja anaeroobne, kuid eukarüoodi metabolism on ainult aeroobne.
5.)Esimesed prokarüootsed organismid tekkisid ~ aastat tagasi: Arvatakse, et arhed on suhteliselt sarnased oma 3-4 miljardit aastat tagasi Maal elanud esivanematele, nad on aeglaselt evolutsioneerunud.
6.)Esimesed eukarüootsed organismid tekkisid ~aastat tagasi: Tänapäevased eukarüootsed rakud on endosümbioosi tulemus. Esimesed tuumaga rakud võisid moodustuda ca 1.7 miljardit aastat tagasi.
7.)Millised sümbiontsed bakterid on seotud õhulämmastiku assimileerimisega? Õhulämmastiku assimileerimisega on seotud selts Rhodospirillales. Azospirillum. (?)
8.)Millised tunnused näitavad et mitokondrid on tekkinud endosümbioosi teel: Mitokondris on olemas oma ribosoomid (70S), ja rõngaskromosoom. Mitokondri genoom kodeerib rRNA-sid, t-RNA-sid ja mõningaid mitokondriaalse hingamisahela valke. Paljud mitokondri algse genoomi geenid on üle kolinud tuumagenoomi. Nad on ära tuntavad järjestuse analüüsil, kuna nendega kodeeritavad valgud on sarnased prokarüootide valkudega. Mitokondri eellane oli ilmselt üks ürgne alfa-proteobakter (Rhodospirillum rubrum?)
9.)Millised tunnused näitavad et kloroplastid on tekkinud endosümbioosi teel: Eukarüootide kloroplasti eellaseks peetakse ürgset tsüanobakterit. Kloroplastis on oma ribosoomid (70S tüüpi) ja rõngaskromosoom.
Membraanid
1.Raku membraani paksus: 7,5-10 nm
2.Millise membraani komponendi struktuurvalem on esitatud (fosfoglütseriid, sfingolipiid, etanoolamiin, koliin , inositool): Fosfoglütseriidid - glütserool-3-fosfaadi derivaadid , kus kaks rasvhappejääki on esterifitseeritud glütseroolile, polaarne peaosa . Fosfatidüülkoliin, kus estersidemega võivad olla erinevad rasvhapped (moodustavad hüdrofoobse osa). Hüdrofiilse osa moodustavad glütserool, fosforhappejääk ning koliin / etanoolamiin / seriin / inositool. Plasmalogeenid-fosfoglütseriidid, , kus üks rasvhappejääk on liidetud eetersidemega, muudab need lipiidid keemiliselt stabiilsemaks (ajus, südames).
Sfingolipiid. On sfingosiini derivaadid, millele on lisatud 1 rasvhappejääk. Sfingolipiidid võivad olla fosfosfingolipiidid (sfingomüeliin) ning glükosfingolipiidid. Glükolipiidid (2-10%) - polaarne peaosa koosneb suhkrujäägist (närvid).
Etanoolamiin.
Koliin.
Inositool.
3. Nimetage vähemalt kolm tegurit mis mõjutavad membraanide dünaamilisust (voolavust): Membraane iseloomustab faasiüleminek- temperatuur, mille juures membraan kristalliseerub (geeli-sarnasest vedeliku-sarnaseks).Sõltub: membraanide lipiidsest koostisest- Rasvhapete küllastumusaste- mida vähemküllastunud, seda madalam- teiste lipiidide olemasolust (kolesterool, glükolipiidid). (midagi on kindlasti veel) Sõltub, kas küllastamata RH-sid on. Lühema ahelaga on voolavamad. Steroolide (kolesteroolide) ahel mõjutab voolavust.
4. Milliseid rasvu nimetatakse trans- rasvadeks : Trans-rasvadeks nimetatakse taimeõlisid, millele on tööstuslikus protsessis lisatakse vesinik . Eesmärgiks on muuta õli tahkeks .
5. Mis on lateraalne difusioon : Osa väikeseid molekule difundeeruvad iseeneslikult läbi membraani-passiivne transport. Difusiooni kiirus- määratud ära molekuli suuruse, laengu ja polaarsusega. Membraanid töötavad selektiivse barjäärina. Difusiooni suund- määratud ära entroopiliste faktoritega, st kontsentratsioonide erinevustega kahel pool membraani.(joonised!) Difusioon- toimub kontsentratsiooni alanemise suunas, kiirus on võrdeline gradiendi suurusega ning sõltub konkreetse molekuli omadustest ( steroidid , hapnik, vesi…)
6. Mis on hübridoom ja kuidas ning milleks neid tekitatakse: Hübridoom on rakuliin, mis on saadud antikehasid tootva B-lümfotsüüdi ja lümfotsütaarsest kasvajast pärineva raku ühendamisel. Kasutatakse monoklonaalsete antikehade tootmiseks.
7. Mida nim membraani sulamistemperatuuriks: Liposoomide lahuse kuumutamisel membraanid lähevad hästi korrapärase geelisarnase struktuuri faasist üle mobiilsemasse vedelasse faasi. Seda nähtust nim faaside üleminekuks. Mida lühema ahelaga ja vähem küllastunud on lipiidid, seda madalamal temperatuuril üleminek toimub. See on tingitud sellest, et geeli struktuur tagatakse põhiliselt van der Waalsi jõududega, mis lühemate ahelate puhul on väiksemad. Temperatuuri, mille juures üleminek toimub, nim sulamistemperatuuriks.
8. Millised on valkude membraanidesse kinnitumise viisid? Valkude seondumine membraaniga:• 1. Transmembraansed valgud.• 2. Kovalentselt seotud rasvhappe molekuli (näit. prenüülgrupp) abil seostuvad valgud.• 3. Kovalentselt seotud fosfatidüülinositooli (glükosüül-fosfatidüül-inositool ankur ) abil seostuvad valgud.• 4. Mittekovalentselt teiste membraanivalkudega seotud valgud (konspekt!)
9. Nimetage membraanivalkude funktsioone.: ainete transport läbi membraani• ioongradiendi tekitamine• signaalide vastuvõtt ja edasiandmine• vahendab tsütoskeleti kinnitumist membraanidele • võimaldab kontakte teiste rakkude ja ekstratsellulaarse maatriksiga
10. Kirjutage lahustunud ühendi elektrokeemilise potentsiaali võrrand ja milliseid suurusi võrrandi liikmed tähistavad. Millistes ühikutes elektrokeemilist potentsiaali mõõdetakse.: Aine ( elektro )keemiline potentsiaal
μ = μo + 2.3 RT log a + zFE
μo - aine standartne (elektro)keemiline potentsiaal;
a - aine kontsentratsioon (aktiivsus);
E - aine elektriline potentsiaal;
R - gaasikonstant (8.3 J mool -1 K-1);
F - Faraday konstant (96 kJ V-1 mool-1);
z - aine osakese laeng (valents)
11. Defineerige membraanipotentsiaal , millistes ühikutes mõõdetakse. Membraanipotentsiaal on põhjustatud ainete elektrokeemiliste potentsiaalide erinevusest (katioonide ja anioonide kontsentratsioonide erinevusest) rakus ja rakuvälises ruumis. Reeglite järgi võrreldakse tsütosooli väliskeskkonnaga. Ühik peaks olema mV (neg väärtus?)
12. Nimetage membraanipotentsiaali tekkimise põhjusi. Kuigi kõigi loomarakkude ümber on stabiilsed potentsiaalide erinevused,suudavad ainult teatud tüüpi mebraanid vastata potentsiaalide muutumisele aktsioonipotentsiaalide genereerimisega. Iga kord, kui laetud osakesed liiguvad membraani ühelt küljelt teisele, tekib elektrivool . Selliseid voole saab peenete meetoditega registreerida, paigutades elektroodid mõlemale poole membraani. Membraanipotentsiaal tekib difusiooni tõttu. (rohkem!)
13. Rakumembraani, kloroplasti tülakoidi, mitokondri sisemembraani membraanipotentsiaali väärtused. : Rakumembraan on -15 mV. Kloroplastides on -30 mV. Mitokondrites ioonide tasakaalustus suur, seega -180 mV. (Vakuoolis nt -15 mV)
14.Defineerige aktiivne ja passiivne transport elektrokeemilise potentsiaali vahendusel ja nimetage passiivset ja aktiivset transporti teostavad valgud. Et otsustada, kas antud aine puhul on tegemist aktiivse või passiivse transpordiga läbi membraani, tuleb elektrokeemilise potentsiaali erinevuse võrrand lahendada elektrilise potentsiaali suhtes:
µ = µs - µv = RTln (Cs/Cv) + zF (Es – Ev) = RTln (Cs/Cv) + zF Vm
(Vm – membraanipotentsiaal)
Indeksid s ja v tähistavad aine kontsentratsiooni/ elektrilist potentsiaali vastavalt raku sees ja välislahuses. Kokkuleppeliselt elektrokeemilise potentsiaali erinevuse leidmisel rakusiseste parameetrite väärtus antakse rakuväliste suhtes. Konkreetse kindla membraanipotentsiaaliga membraani puhul on keemiline potentsiaal iga iooni suhtes erinev sõltuvalt tema kontsentratsioonist, aga elektriline potentsiaal on kõikide ioonide jaoks ühesugune.
. ioonide aktiivtransport tekitab ebavõrdse ioonide kontsentratsioon üle membraani,• see ebavõrdne ioonide kontsentratsioon tekitab üle rakumembraani elektrokeemilise gradiendi mis on potentsiaalse energia allikaks,• spetsiifiliste ioonkanalite avanemine on kontrollitud elektrokeemilise gradiendi poolt. (kiirem on konspekti lugeda) Transort läbi NPC on kas passiivne difusioon ( ioonid , väikesed valgumolekulid) või aktiivne transport, mis vajab energiat ning teatud lubava signaali olemasolu. Iga üksik NPC toimetab nii importi kui eksporti. (in making)
15.Kirjutage Nernsti võrrand ja selgitage selle tähtsus. Kui eeldada, et valitseb tasakaal rakulahuse ja välislahuse vahel ( sisenemine =väljumine), siis µ = 0. Membraanipotentsiaali väärtust tasakaaluseisundis nimetatakse Nernsti potentsiaaliks ja tähistatakse kui EN.
EN = - (2.3RT)/zF*log(Cs/Cv) Nernsti võrrand näitab, et kontsentratsioonide erinevus kahes kompartemendis (raku sees ja välislahuses) on tasakaalustatud elektrilise potentsiaali erinevusega nende kompartementide vahel.
16. Kirjeldage akvaporiinide ehitust, millise aine transpordiks vajalikud. Poriinid on transmembraansed valgud, mille struktuur erineb teiste integraalsete valkude omast. On homotetrameerid ja kanal moodustub 16-st -struktuuri kihist mis kokku moodustavad silindrikujulise toru. Veekanaleid moodustavaid poriine nim akvaporiinideks. Iga akvaporiini molekul läbib membraani 6 korda ja moodustab ühe veekanali. Külgahelad, mis on silindri sissepoole pööratud, on hüdrofiilsed, väljapoole pööratud hüdrofoobsed. Seega poriinid sobivad hästi väikeste vee molekulide transpordiks.
17. Nimetage 2 tegurit mis mõjutavad kanalivalkude avatust. : Kanalist läbimineku kiirust on võimalik reguleerida poori avanemise ja sulgumisega. Põhilisteks kanali avatust reguleerivateks faktoriteks on membraanipotentsiaal ja teatud ühendite (hormoonid, inositooltrifosfaat, cAMP , Ca2+ jne.) seostumine kanali valguga.Ka kanalivalkude fosforüülimine mõjutab nenede avatust.
18 Mida mõistetakse sekundaaraktiivse transpordina. Nimetage transportvalgu tüüp, tooge näiteid milliste ainete transpordiks kasutatakse? Transportiv valk transpordib kahte ühendit samas suunas (sümport) või vastassuundades (antiport). Nii sümportijad kui ka antiportijad seostavad ühe aine molekuli (iooni) transpordi vastu kontsentratsiooni (elektrokeemilise potentsiaali) gradienti teise aine (iooni) transpordiga kontsentratsiooni gradiendi suunas. Seega toimub nn. sekundaaraktiivne transport, mis otsest ATP hüdrolüüsi transpordiks ei vaja, kuid kasutab pumpade poolt ATP hüdrolüüsi energia arvel tekitatud ioonide kontsentratsiooni gradienti. Seni identifitseeritud kandjavalgud on enamikus monomeersed 40-50 kD suure hulga (~12) hüdrofoobsete piirkondadega. Geenide ekspresseerumine on raku- ja koespetsiifiline. Loomsetes organismides transporditav ioon on enamasti Na+.
18. Iseloomustage K/Na- ATPaas -i ja nimetage mõni protsess, mille läbiviimisel on oluline. Loomsetes organismides on sümpordis transporditavaks iooniks tavaliselt Na, sest Na+/K+-ATPaas tekitab suure Na gradiendi (vähe rakus ja palju väliskeskkonnas). Näiteks glükoosi transport rakkudesse toimub sümpordis Na+-ga. Taimedes konkreetse aine (iooni) transport kandjate vahendusel toimub sageli sümpordis või antipordis prootonitega, mis on rakkudest välja viidud H+-ATPaasi vahendusel.
19 Millise membraanipotentsiaali juures avanevad pingesõltuvad K kanalid närvirakkudes?K-kanalid avanevad, kui membraanipotentsiaal on positiivne.
20. Loetlege närviimpulsside tekkimises ja edasiliikumises osalevad transportvalgud. Neurotransmitteriteks võivad olla keemiliselt struktuurilt suhteliselt erinevad ained, üheks enimlevinumaks on atsetüülkoliin. Ergastavad neurotransmitterid avavad Na kanalid ja põhjustavad Na sisenemist ning seega membraani depolariseerumist. Inhibeerivad neurotransmitterid avavad Cl või K kanalid ja tavaliselt tekitavad kerge hüperpolarisatsiooni.Tüüpilisemad virgatsained on: atsetüülkoliin, glutamaat, dopamiin, norepinefriin, epinefriin, serotoniin , histamiin, -aminobutüürhape, glütsiin. . On leitud, et lämmastikoksiid (NO) ja CO võivad olla neurotransmitteriteks
21. Milline on närviimpulsi edasiliikumise kiirus? Ülekandumise kiirus on väga suur~100m/s.
22. Milline on aktsioonipotentsiaali kestvus? 1-2 ms
23. Mida nimetatakse aktsioonipotentsiaaliks? Aktsioonipotentsiaal on kiire membraani depolariseerumine, millele järgneb repolariseerumine ja puhkeseisundile omase membraanipotentsiaali taastumine .
24. Kuidas tagatakse närvi-impulsi ühesuunaline liikumine? Sünapsiteks nim kahe neuroni ühenduskohta kus toimub impulsi edasiliikumine ühelt rakult teisele. Sünapsites toimub signaali liikumine ainult ühes suunas – sünapsieelse raku aksoni terminalilt sünapsijärgse raku dendriidile.
25 Milleks on vajalik müeliinikiht aksonite ümber ja kuidas see moodustub? Aksonid on ümbritsetud müeliinikihiga, mida toodavad neuronite ümber paiknevad rakud (Schwanni rakud). Need rakud on mitmekordselt keerdunud ümber neuronite ja moodustavad isoleeriva kihi.
26 Defineerige signaalmolekul (sünonüümid - neuromediaator, neurotransmitter, virgatsaine ).  Signaalaine e. mediaatori e. transmitteri toimimise põhimõtted: mediaatori interaktsioon retseptoriga, interaktsiooni ülekanne raku sisemusse ( ioonkanalid , G-valgud, cAMP, IP3, DAG, Ca2+), raku funktsionaalse aktiivsuse muutumine. Rakud ekspresseerivad oma membraanis signaalmolekule, mis toimivad rakkude otsesel kokkupuutel. Kui signaalmolekul (neurotransmitter, valguline hormoon) on seostunud rakupinnal temale spetsiifilise retseptoriga, siis selle tagajärjel tekitatakse üks või mitu rakusisest signaali, mis muudavad selle sihtraku käitumist
27. Kuidas toimub signaalmolekuli sekreteerimine sünapsisse ja kuidas indutseeritakse sünapsijärgses neuronis närvi-impulsi teke.: Mingi stiimuli mõjul (näiteks neurotransmitterite seostumisest sünapsijärgse raku kanalite valguga) toimub membraani lokaalne nõrk depolariseerumine, avanevad pingest (membraanipotentsiaalist) sõltuvad Na+ kanalid ja Na+ siseneb ja tagajärjeks on membraanipotentsiaali tugev depolariseerumine st aktsioonipotentsiaali teke. stiimuli toimel vabanevad neurotransmitterid ja seostuvad järgneva neuroni pinnaga. lokaalne sünapsijärgse neuroni membraani depolarisatsioon
membraanipotentsiaalist sõltuvate Na kanalite avanemine, Na+ sisenemine, membraani tugev depolariseerumine = aktsioonipotentsiaali teke, Na kanalite sulgumine avanevad membraanipotentsiaalist sõltuvad K+ kanalid, K+ väljub, taastub esialgne puhkeseisundi membraanipotentsiaal, pingetundlikud K kanalid sulguvad membraanipotentsiaalist sõltuvatel Na kanalitel esineb refraktsiooniperiood, mille jooksul sulgunud Na kanalid ei avane ka stiimuli toimel. See põhjustab närviimpulsi liikumist ühes suunas piki neuronit edasi. (loe üle!) neurotransmitterit sisaldavad vesiikulid sulavad eksotsütoosi protsessis kokku rakumembraaniga ja virgatsaine vabaneb ning difundeerub järgmise raku pinnal paikneva retseptorini, milleks võib olla ka teatud kanalivalk, ja seostub sellega. (konspekt)
28 Nimetage ajutegevust toetavaid signaalmolekule. Mutatsioonid K+ ja Na+ kanalite valkudes ajus võivad põhjustada epilepsiat. Serotoniin ja dopamiin on aktiivsed ajus, mõjutades und, tähelepanu, õppimisvõimet.
29 Nimetage lihaste kokkutõmbeid reguleerivaid signaalmolekule. Näiteks atsetüülkoliin indutseerib skeletilihasrakus kontraktsiooni, südamelihasrakkudes aga hoopis aeglustab kontraktsioonide sagedust, pankrease atsinaar-rakkudes põhjustab atsetüülkoliin aga seedeensüümide eksotsütosi. Piltlikult öeldes tähendab see seda, et erinevates rakkudes on ühe ja sama lüliti külge ühendatud erinevad juhtmed . Prostaglandiine toodetakse paljude rakkude poolt; põhjustab silelihaste kontraktsiooni.
30 Nimetage sclerosis multiplex ( hulgiskleroos ) tekkimise põhjusi. Põhjuseks kas autoantikehade produktsioon müeliini valgu suhtes või vastavate proteaaside produktsioon. Demüeliniseerunud närvides on aktsioonipotentsiaali edasiliikumine aeglane.
31. Nimetage ja iseloomustage transportvalkude häiretest sõltuvaid haigusi. Mootorneuronite probleemid: Na+ kanalid. Tsüstiline fibroos : Cl-kanalid. Bipolaarsed häired: Na+/K+-ATPaas. Südametegevuse häired: Na+/K+-ATPaas. Resistentsus ravimite suhtes ja kemoteraapiale: ABC pump (multi-drug resistance). Värvipimedus: [H+] gradient kui pump (rodopsiin).
ÜLESANDED!
32. Rakumembraan on läbitav K+ jaoks. [K+] raku sees on .....M ja väljaspool rakku ......M. Kui suur ja millise märgiga on tasakaaluline membraanipotentsiaal? R - gaasikonstant (8.3 J mool-1 K-1);F - Faraday konstant (96 kJ V-1 mool-1); z - aine osakese laeng (valents),T- temperatuur Kelvini kraadides (toatemperatuur 20oC).
33. Kui membraanipotentsiaal on .......V ja [K+] väljaspool on .........M, siis milline on [K+] rakkude sees tasakaaluseisundis ? R - gaasikonstant (8.3 J mool-1 K-1);F - Faraday konstant (96 kJ V-1 mool-1); z - aine osakese laeng (valents),T- temperatuur Kelvini kraadides (toatemperatuur 20oC).
34. Millest on tingitud membraani depolariseerumine aktsioonipotentsiaali tekkel? Mingi stiimuli mõjul (näiteks neurotransmitterite seostumisest sünapsijärgse raku kanalite valguga) toimub membraani lokaalne nõrk depolariseerumine, avanevad pingest (membraanipotentsiaalist) sõltuvad Na+ kanalid ja Na+ siseneb ja tagajärjeks on membraanipotentsiaali tugev depolariseerumine st aktsioonipotentsiaali teke.
35. Millest on tingitud membraani repolariseerumine esialgsele membraanipotentsiaali väärtusele (~ - 60 mV) närvi-impulsi tekkel? Peab toimuma membraani repolariseerumine avanenud K+ kanalite vahendusel. (rohkem?)
36. Kui rakumembraan on hüperpolariseerunud, siis milliste protsesside/ainete liikumise vahendusel võiks toimuda membraani depolariseerumine? Tegelikult aga rakkudes säilub pidevalt negatiivne membraanipotentsiaal, mis teatud tingimustes võib muutuda veel negatiivsemaks (hüperpolarisatsioon), teatud tingimustes positiivsemaks (depolarisatsioon). Taimede rakkude membraanis on peamiseks elektrogeenseks (laengute tasakaalustamatust tekitavaks) pumbaks H+-ATPaas, mis transpordib ühe ATP molekuli hüdrolüüsi arvel ühe prootoni rakust välja. Loomarakkude membraanipotentsiaal on tingitud K+ liikumisest läbi K+ kanalite raku seest välja. K+ sisenemine rakkudesse toimub K+/Na+-ATPaasi toimel. (Pumpab ühe ATP molekuli hüdrolüüsi energia arvel 3 Na iooni välja ja 2 K iooni sisse).
Endomembraanid (ER/Golgi)
1.)Nimetage vähemalt 5 rakkudest ER/Golgi vahendusel sekreteeritavat valku: ER-i membraanis paiknevad ensüümid, mis sünteesivad kõikide teiste rakuorganellide membraanides vajaminevaid lipiide ja kolesterooli. Samuti toimub seal steroidhormoonide süntees, detoksifitseeritakse mitmeid kahjulikke aineid, modifitseeritakse sünteesitud valke. ER-i membraan ja valkude süntees on omavahel olulisel määral seotud, nimelt ER-i membraan seob ühe osa ribosoomidel sünteesitud valke. (pole õige)
2.)Kirjeldage SRP (signaali äratundja partikkel ) struktuuri ja milleks vajalik. Liiderjärjestuse tunneb ära ja seostub sellega signaaliäratundja partikkel e. SRP ( signal -recognition particle ). SPR kujutab endast valgu ja RNA kompleksi. Selles osaleb 6 erinevat valku ja 1 väike RNA. SRP omakorda seostub ER-i membraanis oleva SRP retseptoriga. Kuna SRP seondumise ajal oma retseptoriga valgu tagumist otsa alles sünteesitakse ribosoomide poolt, siis tulemuseks on see, et ka ribosoomid kinnituvad ER-i membraani külge. (sünteesitava valgu, SRP ja SRP-retseptori vahendusel). Kui liiderjärjestus on SRP-ga seostunud, siis valgusüntees e. translatsioon peatatakse ajutiselt . Ilmselt on see oluline selleks, et oodata, kuni SRP seostub oma retseptoriga ja valk ei satuks tsütoplasmasse. Seda võib käsitleda kui julgestussüsteemi, sest ER-i valendikku sattuvatest valkudest paljud on hüdrolüütilised ensüümid, mis on määratud töötama lüsosoomides. 
3.)Kirjeldage signaaljärjestust valgu liikumiseks tsütosoolist ER-i, milliste teiste valkudega signaaljärjestus komplekseerub? Kus paikneb selle järjestuse retseptor ? ER-i membraan on barjääriks luumeni ja tsütosooli vahel, ta vahendab teatud kindlate molekulide liikumist ühest kompartmendist teise. Vesiikulid moodustuvad tsütosooli poolt teatud valkudega kaetud endomembraanide piirkondadelt.
Selliste kesta valkude funktsioonid on:

kindlatüübiliste membraanis esinevate (ja ka lahustuvate) valkude kontsentreerimine membraani kindlasse piirkonda

punguva vesiikuli pinna deformeerimine kattevalkudest võrgustiku vahendusel mis võimaldab vesiikuli moodustumist
Kolme tüüpi valgulise kestaga vesiikulid osalevad valkude transpordil ühest organellist teise:

• klatriiniga ümbritsetud vesiikulid moodustuvad rakumembraanidest endotsütoosi protsessis ja trans-Golgi vesiikulitena mis liiguvad endosoomidesse;
  
• COP II kaetud vesiikulid liiguvad karedapinnaliselt ER-ilt Golgi kompleksi;
  
• COP I kestaga vesiikulid transpordivad valke cis Golgist ER-i ja Golgi tsisternide vahel retrograadses suunas.
  

Kaveoolide vahendusel sageli sisenevad rakku viirused (näit papillooomiviirused), mis kaveoolidest liiguvad ER-i ja läbi ER membraani tsütosooli, kus toimub nende paljunemistsükkel. Ei ole teada, kuidas on kaveoolide liikumine erinevatesse raku piirkondadesse määratud. (loe miskit)
4.)Nimetage pöördtranskriptaasi (RNA sõltuv DNA polümeraas) osavõttu vajavaid protsesse eukarüoodi rakus. RNAst sõltuv DNA polümeraas; ensüüm, mis sünteesib üheahelalise RNA järgi kaheahelalise DNA-koopia. On omane retroviirustele.
5.)Nimetage ER-is ja Golgis sekreteeritavate valkudega toimuvad modifikatsioonid. ER-s: Disulfiidsidemete teke, Valkude kokkukeerdumine, Valkude oligomeeride teke. Golgis Glükosüleerimine , Osaline proteolüüs .
6.)Kirjeldage antikehade struktuuri. Milliste sidemete vahendusel selline struktuur moodustub ja millises raku piirkonnas? Kuidas antikehasid kasutatakse kindla valgu lokalisatsiooni määramiseks rakus? Peamiseks humoraalse immuunsuse kandjaks on  antikeha  e. immunoglobuliini molekulid (Ig). Ig-d moodustavad kuni 20% vereseerumi valkudest. Humoraalse immuunsuse alla kuuluvad ka komplemendi valgud. See kujutab endast mitmest valgust koosnevat süsteemi, mille aktiveerimisel toimub organismi sattunud bakterite hävitamine. Ig-sid toodavad rakud, mida kutsutakse B-lümfotsüütideks. Nende peamine ülesanne on seonduda antigeeniga . Selles seondumises osalevad hüdrofoobsed jõud, ioonsed jõud ja van der Waals’i jõud. Antikehad koosnevad kahest identsest kergest (L) ja kahest identsest raskest (H) ahelast , mis on omavahel disulfiidsildadega seotud. Ühel antikeha molekulil on 2 seostumise kohta antigeeniga. Antikeha on seegabivalentne. Igat antikeha iseloomustab peale spetsiifilisuse ka afiinsuskonstant reageerimises antigeeniga. See võib olla väga varieeruv ning jääb vahemikku 105-1011 liiter/mool.
7.)Kuidas pannakse kokku valgu Asn jäägile seotav oligosahhariidne kompleks . . ER luumenis paiknevad ensüümid lisavad sahhariidsed jäägid Asn, Ser ja Thr jääkidele. Kui valgu ahel on sünteesitud, ribosoomid vabanevad. N – seoselised oligosahhariidid on seotud üle lämmastiku, valgu Asn jäägi amiidrühmale atsetüülglükoosamiini (GlcNac) vahendusel, sahhariidses ahelas on palju mannoosijääke ja hargnemisi, ahel lõpeb siaalhappe (N-atsetüülneuramiinhape - NANA) jäägiga, ahela süntees algab 14 suhkrujääki sisaldava oligosahhariidse kompleksi seostumisega. Seda tüüpi on vereseerumi valgud imetajatel. Sahhariidse kompleksi seostumine valgule Asn aminorühma kaudu on rohkem levinud kui seostumine –OH rühma vahendusel.
8.)Miks on sekreteeritavate valkude glükosüülimine vajalik. ABO vererühmad illustreerivad valkude (lipiidide) glükosüülumise tähtsust. Vererühmad on määratud sahhariidsete jääkide poolt vere glükolipiidides ja glükoproteiinides erütrotsüütide ja mõnede teiste rakkude pinnal.
9.)Mis määrab A, B, O vererühmad. : Inimese veregrupid O, A, B – sfingolipiidid rakkude molekulaarses äratundmises. OAB süsteemi antigeenid erinevad suhkru-jääkide osas oligosahhariidi mitteredutseerivas otsas. Erinevused tingitud teatud glükosüültransferaasi
spetsiifika erinevusest
10.)Tähistage tabelis milliste doonor ja aktseptorvererühmade vahel võib vereülekandeid teha.
Vastavasse kohta lisada +
DOONOR
A
B
AB
O
AKTSEPTOR
A
B
AB
O
11.)Mida tuleb ette võtta, et reesuskonflikti puhul (Rh negatiivne ema, Rh positiivne laps) vältida teise lapse sündimisel loote kahjustamist reesusvalgu antikehadega? Reesuskonflikti ärahoidmiseks süstitakse Rh- negatiivsetele naistele profülaktiliselt Rh-immunoglobuliine. Need ained vähendavad antikehade kontsentratsiooni tõusu riski sünnituseelses perioodis ja sünnituse ajal. Raseduse ajal saab väga tugeva reesuskonflikti tagajärjel tekkinud aneemia raviks teha emakasisest vereülekannet. 
12.) Millisesse raku piirkonda liikuvad valgud korjavad kokku vesiikuli kesta valgud COPI, COP II ja klatriin. klatriiniga ümbritsetud vesiikulid moodustuvad rakumembraanidest endotsütoosi protsessis ja trans-Golgi vesiikulitena mis liiguvad endosoomidesse;
COP II kaetud vesiikulid liiguvad karedapinnaliselt ER-ilt Golgi kompleksi;
COP I kestaga vesiikulid transpordivad valke cis Golgist ER-i ja Golgi tsisternide vahel retrograadses suunas. Seega vesiikulite kesta valgud (klatriin, COP I ja II ning adaptervalgud on vajalikud selleks, et konkreetsesse vesiikulisse lülituksid teatud kindlad valgud. Nad Ei ole vajalikud märklaudorganellide äratundmiseks ja nendega seostumiseks.
Pärast vesiikuli moodustumist kestavalgud depolümeriseeruvad ja eralduvad.
13.)Milline tähtsus on järjestustel KDEL ja Man-6-P sekreteeritavatel valkudel. KDEL järjestust nimetatakse ka ER-i hoidmissignaaliks (ingl ER-retention signal). Mutatsioonid selles järjestuses põhjustavad valgu sekreteerimist. Sama retseptor tagab nende residentsete valkude milledel on õnnestunud KDEL retseptorit vältida, tagasi transpordi Golgist ER-i.
14.)Millised valgud ja milleks on vajalikud tagamaks vesiikuli membraani ja õige märklaudmembraani ühildumist. : Rab valgu seostumisel Rab effektoriga saab võimalikuks vesiikuli membraani integraalse valgu V-SNARE seostumine märklaudmembraani T-SNARE valguga.(SNARE ingl Soluble NSF Attachment Protein ). V-SNARE valk lülitub vesiikuli membraani koostisesse pungumisel doonororganellilt (17-58 lk 741) V-SNARE tüüp on iga transportvesiikuli tüübi puhul spetsiifiline ja tagab kokkusulamise õige märklaudorganelliga, millel esineb üldine ühildumist tagav valk SNAP 25 ja üks või mitu spetsiifilisust tagavat valku T-SNARE. Rab valgud seostuvad märklaudmembraani Rab effektoriga, mis vajalik membraanide kokkusulamiseks. Rab effektoriks võivad olla mootorvalgud , mis transpordivad vesiikulid piki mikrotorukesi või mikrofilamente märklaudmembraaninimembraani. (lisa!)
15.)Millistesse membraanidesse võib sekretoorne rada vesiikuleid toimetada? Vesiikulite liikumine on täpselt organiseeritud, see toimub ER-st Golgi suunas ja sealt edasi raku välispinnale. (i sure hope so)
16.)Nimetage organelle mis on ümbritsetud poolega lipiidsest kaksikkihist. Kuidas ja kus sellised kompleksid tekivad, mis on nende ülesanded? Lipiidse kestaga viiruste (gripiviirus, HIV) sisenemine inimese rakkudesse tagatakse SNARE ja Rab valkude sarnaste ühildumisvalkude (ingl. fusion )olemasoluga viiruses . Need valgud on viiruse kesta integraalsed valgud, mis sisenevad märklaudmembraani lipiidsesse kaksikkihti, mis põhjustab viiruse ja rakumembraani lipiidse kihi lähenemist ja kokkusulamist. Maksarakud produtseerivad peamiselt VLDL (ingl very low density lipoprotein) lipoproteiinseid komplekse, mis struktuurilt on sarnased taimede oleosoomidega (ümbritsetud poolega lipiidsest kaksikkihist).
17.)Kuidas tagatakse valkude õige konformatsiooni teke ER-is. Kuidas märgistatakse ja parandatakse/kõrvaldatakse vales konformatsioonis valgud? ER-i valendikus töötavad mitmed nn. chaperon-valgud, mille ülesanne on tagada ER-i sisenevate valkude õige kokkupakkimine. Ülalnimetatud disulfiidi isomeraas kuulub samuti nende hulka, sest disulfiidsildade õige moodustumine on samuti eelduseks õige konformatsiooni saavutamisele. Tuntud on ka nn. Bip- valk (binding protein), mis seostub pöörduvalt valgumolekuli hüdrofoobsete osadega ning takistab vale konformatsiooni ning agregaatide teket. Valkude õige kokkupakkumine ER-is on eeltingimuseks valkude edasitoimetamiseks Golgi kompleksi. Kui valk pole mingil põhjusel saavutanud õiget konformatsiooni, siis ta pumbatakse läbi ER-i membraani tagasi tsütosooli, kus ta lagundatakse proteosoomides. Kalneksiini ja kalretikuliini osa.: Kalneksin ja kalretikulin on lektiinisarnased chaperonid – seostuvad valkude sahhariidsete jääkidega. Kalneksin on ~67kDa valk ER-s
18.)Nimetage millised reaktsioonid (milliste ensüümide vahendusel) peavad toimuma membraanide lipiidide sünteesil. Kus toimub selliste lipiidide süntees? Lipiidide sünteesi läbiviivad ensüümid paiknevad ER-i membraanis, nende aktiivtsentrid aga on suunatud tsütoplasma poole, kus leiduvad vajaminevad metaboliidid. Süntees toimub 3- etapiliselt. Esimesena liidetakse ensüüm atsüültransferaasi poolt kaks rasvhappemolekuli glütseroolfosfaadile, tekkiv fosfatiidhape on vees lahustumatu ning jääb membraani bilipiidkihti. Sellega suureneb ER-i membraani lipiidse kaksikkihi välimise (tsütoplasmapoolse) kihi pindala. Järgnevates etappides modifitseeritakse tekkinud fosfatiidhapet, vastavalt sellele tekivad eri tüüpi fosfolipiidid . Bilipiidse kaksikkihi pindala suurenemine ainult ühelt poolt aga pole võimalik, sest siis tekiks lõpuks monolipiidne kiht. Lipiidimolekulide spontanne ülekanne ühest kihist teise (ehk nn.  flip -flop ) on energeetiliselt väga ebasoodne ja see toimub äärmiselt väikese tõenäosusega. ER-i membraanis on aga ensüümid  fosfolipiidi translokaasid e.flipaasid mis võimaldavad sünteesitud lipiidimolekulidel "hüpata" ka bilipiidkihi valendikupoolsesse külge. Prokarüootsetes rakkudes fosfolipiidide süntees toimub rakumembraani tsütoplasma poolsel küljel. Maksarakkudes on suures hulgas siledat ER, mis osaleb lipiidide ja lipoproteiidide sünteesil, mida transporditakse vere vahendusel teistesse keha osadesse. Membraanide lipiidide süntees
Fosfolipiidide moodustumiseks on vajalik:

koostisesse kuuluvate molekulide (glütserool, sfingosiin, rasvhapped) süntees

rasvhapete liitmine glütseroolile või sfingosiinile (atsüülitransferaasid)

hüdrofiilse ‘pea’ liitmine
19.)Järjestage VLDL, HDL, LDL partiklid vastavalt neutraalrasvade kontsentratsioonile ( suuremalt kontsentratsioonilt väiksema suunas).Millest on tingitud neutraalrasvade kontsentratsiooni muutus nendes partiklites. VLDL- IDL(kus sa oled?)- LDL- HDL. Maksarakud produtseerivad peamiselt VLDL (ingl very low density lipoprotein) lipoproteiinseid komplekse, mis struktuurilt on sarnased taimede oleosoomidega (ümbritsetud poolega lipiidsest kaksikkihist). Algselt sisaldavad apolipoproteiini B, hiljem veres saavad juurde apovalgud C ja E (HDL partiklitest). Kompleksid moodustuvad ER-s ja vabastatakse eksotsütoosi käigus veresoontesse. Apovalk C aktiveerib veresoonte seinas oleva lipaasi. Lipaas hüdrolüüsib rasvad rasvhapete ja glütserooli vbanemisega, mis absorbeeritakse keharakkude poolt. VLDL modifitseeritakse väiksema rasvasisaldusega IDL-iks (ingl intermediate-density lipoproteins) ja siis LDL-iks (ingl low density lipoprotein), mis sisaldavad protsentuaalselt vähem TAG-i aga rohkem kolesterooli ja on suurema tihedusega.
20.)Milline haigus on hüperkolesteroleemia ja millest on tavaliselt tingitud haiguse avaldumine noores eas. Kolesterooli rakkudesse transpordi häiretega inimestel esineb pärilik haigus – hüperkolesteroleemia, süptoomiks on kõrge kolesteroolitase veres ja ateroskleroosist tingitud infarktid varases nooruses. Madala kolesterooli sisaldusega toidu kasutamine ei tarvitse tagada kolesterooli madalat taset veres, sest sellistes tingimustes intensiivistub endogeense kolesterooli süntees. Haiguse põhjuseks võib olla LDL retseptori sünteesi puudumine või mutatsioonid LDL retseptoris. Esineb mutatsioon , mille tagajärjel LDL seostumine retseptoriga on normaalne, aga LDL-retseptor kompleks ei sisene rakkudesse.
21.)Kuidas toimub LDL partiklite sisenemine lipiide vajavatesse rakkudesse? . LDL partiklid osalevad peamiselt kolesterooli ja rasvhapete transpordis maksarakkudest teistesse kudedesse. Rakud, millede pinnal on retseptorid LDL osakeste jaoks, neelavad need partiklid klatriiniga kaetud vesiikulitesse. Klatriini eraldumisel moodustuvad endosoomid, mille happelises keskkonnas retseptorid eralduvad ja liiguvad vesiikulite membraani koostises eksotsütoosi protsessis tagasi rakumembraani. Hiliste endosoomide seostumisel lüsosoomidega kolesterooli estrid hüdrolüüsitakse vabaks kolesterooliks, mis on vajalik uute membraanide moodustumiseks. Endotsütoosile järgnevalt lüsosoomides hüdrolüüsitakse LDL-is esterside rasvhapete ja kolesterooli vahel.
22.)Mis on androgeenne tundetus ja millest põhjustatud? Esineb genotüübiga XY inimestel, Fenotüüp on XX. Põhjuseks mutatsioon X kromosoomis AR geenis, mis kodeerib testosterooni retseptorit. Testosteroon kontrollib nii primaarsete kui ka puberteedis avalduvate sekundaarsete sugutunnuste arengut. Kui ei seostu muteerunud retseptoriga, need tunnused ei teki. Suguliiteline retsessivne haigus 1:20 000, mis naistel ei esine, sest neil 2X, aga võivad olla kandjad . Tuntud ~100 mutatsioonitüüpi, mis annavad erineva raskusega sümptomeid. 1/3 juhtudest pole tekkinud pärilikul viisil.
23.)Millised võimalused on lipiidide liikumiseks rakus ühest membraanist teise, nimetage lipiide transportivaid valke.: ER membraanides sünteesitud lipiidid lülituvad kohe membraanide koosseisu ja/või liiguvad teistesse raku membraanidesse, pungudes ER membraanist transportvesiikulite moodustamisega, mis sulavad kokku märklaudmembraanidega (Golgi kompleks, lüsosoomid, rakumembraan jne. Valmis lipiidi molekul paikneb alguses ER membraanse kaksikkihi tsütoplasma poolses kihis (tingitult atsüülitransferaaside lokalisatsioonist), hiljem liigub luumeni poolsesse kihti. Liikumine võib toimuda aeglaselt, näiteks ööpäeva jooksul erütrotsüütide molekulides. Seda katalüüsivad membraanis esinevad valgud nn fosfolipiidide translokaatorid e skramblaasid, mis sageli tagavad minutite jooksul ER membraani tsütosooli poolse ja luumenipoolse lipiidikihi koostise ühtlustumise. Esineb ka ABC tüüpi transportvalk lipiididele nn flipaas, mis peamiselt transpordib luumenipoolsest kihist fosfatidüülseriini ja fosfatidüületanoolamiini tsütosooli poolsesse külge, tekitades ebasümmeeetria kahe lipiidikihi koostises.
Fosfolipiidide üksikute molekulide liikumine võib toimuda ka fosfolipiide transportivate valkude (ingl phospholipid exchange proteins) abil.
24.)Milline transpordisüsteem peaks endosoomi membraanis olema, et pH endosoomis muutuks happeliseks ? . Hilisteks endosoomideks nim. happelisema pH-ga (5) endotsütoosi vesiikuleid mis paiknevad Golgi kompleksi ja tuuma läheduses.
25.)Kuidas lüsosoomi madal pH tagab tsütosooli komponentide kaitse hüdrolaaside eest lüsosoomi lõhkemisel: On teada, et lüsosoomide membraanide valgud on tugevalt glükosüleerunud ja nendes organellides esinevad proteaasid seetõttu ei hüdrolüüsi lüsosoomide membraanide koostisesse kuuluvaid valke. Membraan sisaldab ka H+- pumpa , mis kasutab ATP energiat, et hoida lüsosoomide sees kōrgemat H+ kontsentratsiooni (madal pH).  Lüsosomaalsed ensüümid satuvad pärast sünteesi ER luumenisse, sealt edasi Golgi kompleksi, kus nende Man-jääk fosforüleeritakse. M6P-rühm tuntakse ära trans-Golgi retiikulumis vastava retseptori poolt. See võimaldab lüsosoomidesse määratud valke pakkida eraldi transportvesiikulisse ning toimetada nad õigesse kohta.
26.)Nimetage ja kirjeldage endotsütoosi variante . endotsütoos – rakumembraani teatud osa sopistub sisse koos väliskeskkonna materjaliga ja moodustab uue membraaniga ümbritsetud organelli , endosoomi (0,05 –0,1 µm). pinotsütoos (rakumembraan ebaspetsiifiliselt ümbritseb väliskeskkonnas paikneva vesilahuse osa, vesiikul 0,1 um. retseptorseoseline selektiivne endotsütoos – raku membraanis paikneva retseptoriga seostub väliskeskkonna teatud aine (ligand) ja retseptor-ligand kompleks assimileeritakse endotsütoosi teel ja moodustub transportvesiikul.
27.)Mis on transtsütoos? Transtsütoos – RA lahustub rakus ja liigub lahusena sidekoesse, kus asuvad veresooned. Mõningad epiteelirakkude retseptorid kannavad endotsüteeritud molekule rakkude ühest ekstratsellulaarsest ruumist teise transtsütoosi abil. Nii satuvad emapiimas olevad antikehad lapse verre, ilma et neid lüsosoomide poolt lagundatakse. Antikeha sisaldav transportvesiikul satub sooleepiteeli raku endosoomi, seal tekib uus transportvesiikul, mis eksotsüteeritakse raku teises- basolateraalses küljes. Ema piimanäärmes toimub asi vastupidi - transtsütoosi abil satub antikeha ema verest piima. Samal moel pääsevad immuunoglobuliinid ka läbi platsenta ema vereringest loote ringesse.
28.)Millised on erinevused rakumembraani ja tuumamembraani vahel? Milline raku organell on tuumaümbrisega ühendatud? Tuum on ümbritsetud kaksikmembraaniga, millest välimine membraan on otseses ühenduses tsütoplasmavõrgustiku membraaniga ja seda vōib vaadelda kui tsütoplasma võrgustiku spetsialiseeritud osa.
Rakutsükkel
1.)Defineerige rakutsükkel, nimetage ja iseloomustage peamised rakutsükli etapid. Rakutsükkel on protsesside kogumik, mis tagab DNA kahekordistumise ja selle täpse jaotumise kahe tütarraku tekkimisega. On oluline hulkraksete organismide kasvus, vigastuste parandusel, rakulise materjali tekitamisel diferentseerumisprotsessi toimumiseks.
Rakutsükkel koosneb kahte erinevat tüüpi protsessidest:
raku jagunemine – DNA replikatsioon ja kromosoomide lahknemine ;
raku kasv, sest jagunevad ainult kindla suurusega rakud. Rakutsükkel jagatakse faasideks :

S faas – DNA kahekordistumine, histoonide süntees

G2 faas – vahemik S faasi ja mitoosi vahel

M faas – mitoos

G1 faas – vahemik M ja S faasi vahel
2.)Mis tüüpi valgud on tsükliinid? Mis on nende funktsiooniks? Millist tüüpi tsükliine võite nimetada? Tsükliin- valk, mille kontsentratsioon rakutsükli vältel muutub perioodiliselt. Tsükliinid aktiveerivad kriitilisi proteiin -kinaase (tsükliinsõltuvaid proteiinkinaase) ning kontrollivad sellega üleminekut rakutsükli ühest etapist teise. . Tsükliine on 2 põhilist klassi: mitootilised tsükliinid , mis seostuvad CDK-dega G2- faasis ja mis on vajalikud rakkudes M-faasi käivitamiseks, ning G1-tsükliinid, mis seostuvad CDK-dega G1-faasis ja on vajalikud S-faasi käivitamiseks.

3.)Nimetage tsükliinidest sõltuvate kinaaside omadusi, nimetage vähemalt kolm viisi nende aktiivsuse regulatsiooniks. Tsükliinidest sõltuvate kinaaside (CDK) omadused:

aminohappeline järjestus kõrgelt konserveerunud
N –terminaalses otsas piirkond ATP sidumiseks
PSTAIRE regioon tsükliini sidumiseks
Katalüütilise tsentri aminohapped laiali üle kogu ahela ja satuvad kõrvuti tertsiaarstruktuuri moodustumisel
Esineb nn. T – ling, aminohappeline järjestus, mis võib katta katalüütilise tsentri. Katalüütiline tsentrum on avatud kui Thr 161 on fosforüülitud, mis toimub pärast seostumist tsükliiniga. Fosforüülimist teostab proteiini kinaas (CAK). Katalüütiline aktiivsus kasvab 100 – 300 korda.
CDK aktiivsus lisaks tsükliinidele on reguleeritud kinaaside, fosfataaside ja spetsiifiliste inhibiitorite (CKI) poolt. DNA vigastusel rakutsükkel peatatakse CKI-de poolt. Kui on fosforüülitud lisaks Thr 161-le ka Tyr 15, siis kompleks on inhibeeritud, sest on takistatud seostumine ATP-ga. Fosfataas , mis eemaldab fosforhappe jäägi Tyr 15 küljest, aktiveerib kompleksi, mis muutub võimeliseks seostuma substraadiga.
Erinevad CDKd tagavad erinevate rakutsükli faaside läbimise:
CDK-1 – üleminek G2 faasist mitoosifaasi
CDK-2 – üleminek S faasist G2 faasi
CDK-4 ja 6 – üleminek G1 faasist S faasi jne
4.)Nimetage tsükliinidest sõltuvate kinaaside substraate rakutsüklis. ???????  See baseerub kahele peamisele valkude perekonnale : tsükliin-sõltuvad kinaasid(CDK - cyclin dependent kinase). Need indutseerivad kindlate valkude seriini ja treoniini jääkide fosforüleerimist; ning tsükliinid, mis seostuvad CDK-dega ja kontrollivad nende aktiivsust. CDK-de ja tsükliinide komplekside moodustumine toimub tsükliliselt, need tekivad ja lagunevad igas rakutsüklis.
5.)Mis on MPF (maturation promoting factor , sün mitose promoting factor), kuidas tekib, millest koosneb, kuidas laguneb. : MPF (mitoosi tekitav faktor) – tsükliini ja proteiinkinaasi sisaldav kompleks, mis põhjustab raku sisenemise M faasi. Mitootilise tsükliini kontsentratsioon tõuseb järk-järgult ning seostub CDK-ga, moodustades kompleksi, mida nimetatakse ka MPF (M-phase promoting factor). Teatud kriitilise MPF-i kontsentratsiooni juures käivituvad sündmused, mis on vajalikud mitoosi alustamiseks ( kromatiin kondenseerub, tuumaümbris laguneb). MPF ise aga laguneb metafaasi- anafaasi jooksul. MPF laguneb seetõttu, et ta käivitab proteolüütilise aktiivsuse, mis teda ennast lagundab . MPF-i lagunemine on vajalik, et rakk saaks mitoosist väljuda.
6.)Milline on valk p53 osa rakutsükli kontrollis , kuidas see realiseerub? Kui DNA on kahjustatud, kuhjub p53 ( tuumor supressor protein) transkriptsioonifaktor, aktiveerib BH3 kodeerivad geenid Puma ja rakk siseneb apoptoosi . Teine sarnane kontrollsüsteem toimib imetajate rakkudes, mis peatab kahjustatud DNA-ga rakkudel rakutsükli G1 faasis. See kontrollsüsteem sõltub valgust p53, mille hulk tõuseb rakus, kui DNA on kahjustatud ja peatab rakutsükli. p53 on valk, mille funktsiooni häirumine on ka üheks tekkepõhjuseks väga paljudele vähkkasvaja juhtudele.
7.)APC (anaphase promoting complex ) roll metafaasist anafaasi üleminekul (M pärssimine).: Metafaasist anafaasi üleminek tagatakse APC (ingl anaphase promoting complex) fosforüleerimisega CDk-de poolt. Märgistab ubikvitiiniga valgud proteolüüsiks. Kui ei funktsioneeri, ei toimu mitootiliste tsükliinide lagunemist ja anafaasi. (M pärssimine). APC aktiveerumisel aktiveerub ka valk Cut 1p, mis lagundab valgulised sidemed õdekromatiidide vahel ja kromosoomid saavad eralduda.
8.)Nimetage 4n kromosoomistikuga rakutsükli faasid .: S faasi lõpust kuni mitoosi anafaasini on rakul neljakordne kromosoomistik (4n diploidsetes organismides).
9.)Nimetage vähemalt kolm protsessi raku/organismi elutegevuses mis vajavad apoptoosi toimumist .: Vajalik organismi normaalseks arenguks, toimub kudede diferentseerumisel, embrüogeneesis. Näiteks sõrmi ja varbaid ühendavate rakkude hävimine. Vakuooli membraani (tonoplast) lagunemisest põhjustatud ksüleemirakkude sisalduse DNA ja valgu hävimine. Vajalik kahjustatud, vigase DNA-ga, vales kohas paiknevate, mittefunktsioneerivate rakkude kõrvaldamiseks. Näiteks B ja T lümfotsüüdid, mis tekitavad antikehi oma rakkude vastu.
10.)Iseloomustage apoptoosi etappe : Apoptoosil eristatakse mitut faasi:
1.Morfoloogilisi muutusi pole näha, suureneb transglutaminaasi transkriptsioon ning aktiveeritakse kaspaasid;
2.Hakkab kondenseeruma kromatiin, aktiveeritakse nukleaasid, mis lagundavad kromatiini nukleosoomi suurusteks fragmentideks, tuum fragmenteerub;
3.Kondenseerub tsütoplasma, kuna desmosoomsed kontaktid ja intermediaarsed filamendid lagundatakse; raku membraanis toimuvad muutused, mis markeerivad apoptootilise raku fagotsüütidele (fosfatidüülseriin eksponeerub plasmamembraani eksoplasmaatilisele poolele, rakk laguneb membraaniga ümbritsetud vesiikuliteks.
11.)Iseloomustage kaspaase ja kaspaaside kaskaadi: Kaspaasid on apopotoosile iseloomulikud valke lagundavad ensüümid. Aktiivtsentris on tsüsteiin. Peptiidsiidemed lagundatakse Asp jäägi kohalt. Kaspaase on palju, kõigepealt aktiveerub prokaspaas, mis osalise proteolüüsi teel aktiveerib järgmise prokaspaasi jne. Seega aktiveerub kaspaaside kaskaad. See nimi on tuletatud sellest, et kaspaasid on nn. tsüsteiin-proteaasid (c- cysteine), mis lõikavad valku peale aminohapet aspartaati (asp). Kaspaase on terve perekond ja nende iseloomulikuks omaduseks on see, et nad on ülispetsiifilised aspartaadi suhtes, selle aminohappe olemasolu on absoluutselt vajalik kaspaasile äratundmiseks. Kaspaasid aktiveeruvad kaskaadselt, kõigepealt aktiveerub kaspaas 8, see omakorda aktiveerib teisi. Kaspaaside toimel aktiveeruvad ka nukleaasid, mis asuvad lõikama DNA-d. Nukleaas on rakus seotud inhibitoorse valguga, mille kaspaas lagundab ning seejärel toimubki nukleaasi aktiveerumine. 
12.)Kirjeldage mitokondritega seotud apoptoosi (Apaf valgud, tsütokroom c, Bcl valgud): Cyt c vabaneb, kui Bcl valgud ei takista kanali teket  mitok  membraani ja seostub Apaf valguga,  mis aktiveerib kaspaasid –tekib nn apaptosoom. Kaspaaside kaskaadi aktiveerumine- Seesmine aktiveeriv rada ( rakusisesed signaalmolekulid mis tekivad stressiolukorras, seotud Bcl valkudega ja mitokondritest vabaneva tsütokroom c-ga). Bcl 2 - anti-apoptootilised valgud, pidurdavad apoptoosi seesmise raja. Evolutsioonis konserveerunud valgud. Pidurdavad tsütokroom c vabanemist mitokondritest. Bax (Bcl2-ga seostuv valk X) normaalses rakus on tsütosoolis, apoptootilises rakus mitokondrite membraanis. Moodustavad oligomeerid mitokondrite välismembraanis, mis soodustab cyt C vabanemist. Samuti vabaneb pro-apoptootiline valk Smac/DIABLO, mis on apoptoosi inhibiitorvalkude antagonist. Pro-apoptootilised BH3 valgud (BAD, BIM,PUMA) –Bcl2-ga seostuv nn death promotor – osaleb apoptoosi algatamises. Pärast aktiveerimist (defosforüülimine) vabaneb seosest 14-3-3 valguga ja seostub anti-apoptootiliste valkudega (Bcl2), inaktiveerib need ja takistab neil apoptoosi pidurdamast. Ja võimaldab seega Bax/Bac poolt apoptoosi. Tekitavad poori mitokondri membraani , cyt c vabaneb ja seostudes Apaf1 valguga aktiveerib kaspaaside kaskaadi. BAD fosforüülimine on anti- apoptootiline ja defosforüülimine apoptootilise toimega. /lihtsam on konspektist lugeda/
13.)Nimetage kasvufaktoreid (välisfaktoreid) mis olulised apoptoosi pärssimises: Apoptoosi mittetoimumine omab tavaliselt raskeid tagajärgi organismile, näiteks kasvajad , autoimmuunhaigused, arenguhäired. Kasvajates on sageli apoptoos pärsitud, näiteks liigse anti apoptootilise valgu Bcl2 hulga tõttu (Bcl- B-lymphocyte lymphoma). ~50% kasvajatest on muteerunud p53 valk, mis pidurdab rakutsükli DNA kahjustumisel. Mutatsiooni korral jagunevad ka kahjustatud DNA-ga rakud. mutatsioonid välise apoptoosiraja valkudes (Fas ligand, Fas retseptor jne) võivad põhjustada lümfotsüütide hulga kasvu, mis omakorda põhjustab autoimmuunhaiguste (antikehade produtseerimine lümfotsüütide poolt omaenese valkude vastu) tekkimist.
14.)Nimetage apoptootiliste rakkude avastamise meetodeid : 1. DNA fragmenteerumisel DNA ahelasse tekkivaid katkemiskohti on võimalik tuvastada spetsiaalse ensüümi - terminaalse desoksünukleotidüüli transferaasi (TdT) abil. (nn TUNEL reaktsioon ).See ensüüm tunneb ära vabad 3'-OH otsad ning pikendab neid nukleotiididega. Kui reaktsioonikeskkonda lisada radioaktiivse või fluorestsmärgisega nukleotiide, siis sisestuvad need märgistatud nukleotiidid sünteesitavasse DNA-sse.2. Normaalsetes rakkudes on plasmamembraan ebasümmeetriline fosfolipiidide suhtes. Fosfatidüülseriin paikneb membraani tsütoplasmaatilises pooles . Apoptootilises rakus fosfatidüülseriin eksponeerub ka membraani ekstratsellulaarsele poolele. On olemas valk (anneksiin V), mis seostub fosfatidüülseriiniga. Kasutades märgistatud anneksiini, võib apoptootilisi rakke nähtavaks muuta.3. Kuna apoptootilises rakus DNA fragmenteerub, siis rakust eraldatud DNA analüüsimisel geel -elektroforeesil annab spetsiifilise redelitaolise mustri, mis on tingitud paljudest erineva pikkusega fragmentidest. 4. Mitokondrite sisemembraani membraanipotentsiaal muutub positiivsemaks. Seetõttu teatud negatiivse laenguga fluorestseeruvad värvid , mis kogunevad mitokondrites ja muudavad need mikroskoobis nähtavaks, enam ei liigu mitokondritesse.
!!!!!!15.)Mõõdeti suure hulga rakkude DNA sisaldus. See kõikus vahemikus............ pikogrammi tuuma kohta. Ühe konkreetse raku tuumas oli DNA sisaldus ...........pikogrammi. Millises rakutsükli faasis see rakk on?
!!!!!!16.)Kirjutage, milline on kromosoomistik (n, 2n, 3n või 4n) rakutsükli erinevates faasides.
!!!!!!!17.)Rakk sisaldab mitoosi alguses .........kromatiidi. Mitoosi lõppedes moodustub 2 rakku, milles kromosoomide arv on.............
!!!!!18.)Raku keskosas algab fragmoplasti moodustumine ja raku vastasotstes on moodustunud tuumad . Millise rakuga on tegemist?
1. loomarakk metafaasis
2. loomarakk telofaasis
3. loomarakk tsütokineesis
4. taimerakk metafaasis
5. taimerakk tsütokineesis
Mitokondrid
1.)Mitokondrite suurus:  0,25-0,5 µm./1-2 mikrom pikk ja 0,5 mikrom diameeter .
2.)Iseloomustage mitokondrite DNA-d (% raku DNAst, molekuli suurus, struktuur, geneetiline kood, geenide paiknemine , millised valgud kodeeritud): Endosümbioosi tõttu organellide DNA on säilitanud mitmed prokarüootide DNAle iseloomulikud omadused (rõngasjas struktuur, histoonide puudumine, operonide sarnaste struktuuride esinemine (ühe ainevahetusrea struktuursed geenid tandeemselt). Genoomi suurus ja geenide organiseeritus on eri organismidel väga erinev. Inimese mitokondriaalne DNA ( mtDNA ) on täielikult sekveneeritud, koosnedes 16 569 bp. (on üks väiksemaid mitokondrite genoome). See kodeerib 2 rRNA-d, 22 tRNA-d, tsütokroom c subühikuid , ATPaasi subühikuid. mtDNA poolt kodeeritud valgud lokaliseeruvad põhiliselt mitokondri sisemembraanis.Vastavaid valke sünteesivad mitokondri enda ribosoomid. Need on seotud mitokondri sisemembraani sisemise poolega tõenäoliselt samamoodi, kui ribosoomid ER-i membraaniga, s.t. kotranslatsiooniliselt.Enamik ensüüme, mida vajatakse oksüdatiivse fosforüleerimise juures, on kodeeritud tuumas olevate geenide poolt. Isegi mtDNA ja RNA polümeraasid on tuuma poolt kodeeritud. Mitokondri sisemembraanil töötavates multiensüümkompleksides on osa subühikuid kodeeritud tuuma poolt, osa aga mtDNA poolt. See tähendab, et komponente tuleb sünteesida õigetes vahekordades. Kuidas see reguleeritud on, pole teada.Kuid mitokondrite jagunemine toimub ka teistel rakutsükli etappidel , mitte ainult S faasis. Eukarüootsete rakkude iga mitokonder sisaldab mitmeid (1-50) rõngas mitokondriaalse DNA molekule. Seega mtDNA hulk rakus sõltub mitokondrite arvust, mtDNA suurusest ja mtDNA koopiate arvust ühe mitokondri kohta.
3.)Kuidas mitokondrid liiguvad eellasrakkudelt tütarrakkudele? Uued mitokondrid tekivad jagunemise teel, kusjuures nende jagunemine ja kasv ei ole seotud tuuma jagunemisega. . Kuid mitokondrite jagunemine toimub ka teistel rakutsükli etappidel, mitte ainult S faasis. Eukarüootsete rakkude iga mitokonder sisaldab mitmeid (1-50) rõngas mitokondriaalse DNA molekule. Seega mtDNA hulk rakus sõltub mitokondrite arvust, mtDNA suurusest ja mtDNA koopiate arvust ühe mitokondri kohta.
4.)Mis on tsütoplasmaatiline pärilikkus? Kuna mitokondrites on autonoomne DNA, siis on seal oma valgusünteesi süsteem. Sugurakkudes on ka mitokondrid, munarakus on neid rohkem. Mitokondrite pärandumistüüp on ainult emapoolne. Sugulisel paljunemisel organismi mitokondrid pärinevad põhiliselt emasorganismilt ja väga vähe (alla1%) isasorganismilt. (Spermatosoidid ei liida munarakusse tsütoplasma osa). Sama kehtib ka taimede kohta – tolmuterade tsütoplasma ei sisene munarakku. Seega mtDNA pärandub praktiliselt uniparentaalselt munaraku kaudu.
5.)Nimetage vähemalt viis madalmolekulaarseid ühendeid transportivaid valke mitokondrite membraanis ja mille jaoks nad on vajalikud.: Välimine membraan sisaldab palju transportvalku - poriini; see moodustab kanaleid, mis lasevad läbi valke molekulmassiga kuni 10 kD ja muid madalmolekulaarseid molekule. Need molekulid sisenevad intermembraansesse ruumi, kuid enamik neist ei läbi sisemist membraani. Seega intermembraanne ruum on väikeste molekulide suhtes ekvivalentne tsütoplasmaga, maatriks sisaldab aga selekteeritud molekulide komplekti. Transportsüsteemid mitokondrite membraanis Püruvaadi importsüsteem (Püruvaat/OH- antiport), ADP/ATP(antiport) ja Pi/OH-(antiport) transportsüsteemid. ADP/ATP transportija moodustab ~10-15% sisemembraani valgust, koosneb kahest dimeerist a 30 000 Da. Tsütosoolis sünteesitud NADH ei transpordita otseselt mitokondritesse vaid süstiksüsteemi vahendusel liiguvad elektronid tsütosoolis paiknevalt NADHlt mitokondris olevale NADle. Enamlevinud süstiksüsteemiks on malaadi süstik. (veel miskit?)
6.)Mis on vahetu sama energiaallikas ATP sünteesil nii mitokondrites kui kloroplastides elektronide transpordi ahelas.: ATP süntees, mis toimub mitokondrite sisemembraanis paikneva FoF1 kompleksi vahendusel prootonite kontsentratsiooni gradiendi ärakasutamisel.
7.)Defineerige pmf ja kirjutage valem. Millises mitok piirkonnas on prootoneid rohkem, millises vähem, kust kuhu prootonid liiguvad ATP sünteesil. : ATP sünteesiks kasutatakse elektronide liikumisel tekkinud prootonite liikumapanevat jõudu (ingl proton motive force, pmf). Prootonite liikumapanev jõud on prootonite elektrokeemilise potentsiaali erinevus kahel pool mitokondrite sisemembraani, järelikult pmf suurus sõltub pH gradiendist ja membraanipotentsiaalist. Prootonite liikumapanev jõud on avaldatav valemiga
pmf =  - [(RT/F) * ΔpH] =  - 59 ΔpH
R – gaasikonstant 8,315 J/( kraad mool)
T – temperatuur Kelvini kraadides
F – Faraday konstant (96.5 kJV-1mol-1)
 - membraanipotentsiaal
ATP süntees toimub nn.kemoosmootse protsessi abil: kõrge energiaga elektronid, mis on saadud NADH ja FADH2 vesiniku aatomitelt, transporditakse piki hingamisahela ensüüme, elektronide ülekandega ühelt valgult teisele vabanevat energiat kasutatakse vesiniku aatomite pumpamiseks mitokondri maatriksist intermembraansesse ruumi. Selle tulemusel tekib elektrokeemiline  prootonite gradient läbi sisemembraani, prootonite (H+) tagasiliikumine piki gradienti omakorda käivitab ATP-süntetaasi kompleksi.
8.)Kuidas mitokondrites pmf tekib? Kui palju prootoneid transporditakse 2 elektroni liikumisel hapnikule? Prootonite liikumapanev jõud on prootonite elektrokeemilise potentsiaali erinevus kahel pool mitokondrite sisemembraani. Prootonite liikumapanev jõud tekib elektronide liikumisel fotosünteetilises (fsETA) ja mitokondriaalses elektronide transpordi ahelas ( mETA ), millega kaasneb prootonite liikumine mitokondrites maatriksist kahe membraani vahelisse piirkonda ja kloroplastides stroomast tülakoidide luumenisse.(wild guess , 2?)
9.)Milline valguline kompleks mitokondrites kasutab prootonite kontsentratsiooni erinevuses peituvat energiat ATP sünteesiks? Kus see kompleks mitokondris paikneb? Millises mitokondri piirkonnas ATP sünteesitakse? Kuidas ATP transporditakse mitokondrist tsütosooli? ATP süntees, mis toimub mitokondrite sisemembraanis paikneva FoF1 kompleksi vahendusel prootonite kontsentratsiooni gradiendi ärakasutamisel. ATP süntaasi (FoF1) kompleksid paiknevad sisemembraanis.  Osades rakkudes on mitokondrid fikseeritud teatud kindlas kohas, kus nad toodavad ATP-d just selles kohas, kus rakk seda intensiivselt tarbib (näit. südamelihase rakus on mitokondrid tihedalt pakitud müofibrillide vahele, spermis aga ümbritsevad nad viburi basaalset osa. Prootonite gradiendina akumuleeritud energiat kasutatakse ka Pi ja ADP transpordiksmitokondri maatriksisse ning ATP ekspordiks tsütosooli.
10.)Mitu prootonit kannab suktsinaat-CoQ reduktaas membraani ühelt küljelt teisele? Suktsinaat-CoQ reduktaasne kompleks katalüüsib kahe e- liikumist suktsinaadilt FAD-le ja lõpuks CoQ-le. ( shoot me)
11.)Milline erinevus on substraatsel ja pmf põhisel ATP sünteesil? Glükolüüsi protsessis toimuv ATP süntees erineb ATP sünteesist mitokondrites ja kloroplastides (ei osale prootonite kontsentratsiooni gradient kahel pool membraani) ja kannab nime substraatne fosforüülumine (substraadi oksüdeerumine ja kõrge energiaga sidet omava vaheühendi kasutamine ATP sünteesiks). Glükolüüsi käigus moodustunud püruvaat võib lülituda anaeroobsetesse oksüdeerumise radadesse (alkoholkäärimine, piimhappeline käärimine jne) või liikuda mitokondritesse, kus toimub edasine püruvaadi aeroobne oksüdeerumine püruvaadi dehüdrogenaasse kompleksi poolt ja tsitraaditsüklis.
12.)Mis põhjustab elektronide liikumise mitokondriaalses ETA-s, nimetage peamised elektronide transpordis osalevad valgulised kompleksid.: Elektronide liikumisel NADH/FADH2 –lt hapnikule iga vaheülekandja kõigepealt redutseerub omandades elektroni ja seejärel oksüdeerub, andes elektroni järgmisele vaheühendile. Seega iga ülekandja esineb vaheldumisi oksüdeerunud ja redutseerunud vormis, mida nim redokspaariks. Mis määrab redokspaaride järjekorra elektronide ülekandes, sõltub redokspaari afiinsusest elektroni suhtes. Väiksema afiinsusega redokspaar annab elektronid suurema afiinsusega redokspaarile. Afiinsuse mõõduks on redokspotentsiaal, mida väljendatakse voltides. Mida negatiivsem on redokspotentsiaal, seda väiksem on afiinsus elektroni suhtes ja seda parem elektroni doonor redokspaar on. mtETAS-s seega elektronide liikumine toimub negatiivsema redokspotentsiaaliga redokspaaridelt positiivsema redokspotentsiaaliga paaridele. NADH-CoQ reduktaasne kompleks (nn kompleks I),

• suktsinaat-CoQ reduktaasne kompleks (kompleks II),
  
• CoQH2 - cyt c reduktaasne kompleks (kompleks III)
  
• tsütokroomi c oksüdaasne kompleks (kompleks IV)
  

13.)Mis toimub elektronide transpordi ja oksüdatiivse fosforüleerumise lahutamisel?
Tooge näiteid. Mitmed ühendid toimivad lahutajatena (uncouplers) hajutades prootonite elektrokeemilise gradiendi (s.t. mitokondrite sisemembraani pindade erinevat laadumist), transportides prootoneid või teisi katioone läbi sisemembraani:• ATP sünteesiks vajalikud tingimused ei saa kujuneda, s.t. nad lahutavad oksüdatiivse fosforüleerimise elektronide transpordist hingamisahelas• Hingamisahel toimib normaalselt, kuid ADP fosforüleerimist ATP-ks ei toimu:• Oksüdatsiooni kogu energia vabaneb soojusena. (+ radikaalide teke?)
14.)Kuidas toimub tsütosoolis sünteesitud valkude liikumine mitokondrisse, milline on mitokondrisse liikuva valgu signaaljärjestus? Transport toimub translatsioonijärgselt. Erinevatesse organellidesse ja rakuvälisesse ruumi liikumise signaalid paiknevad valgu aminohappelises järjestuses tavaliselt ahela N-terminaalses otsas, aga ka C-terminaalses otsas (peroksüsoomide signaal ) ja ka valguahela sees (rakutuuma signaal). (17-1 lk.678). Mitokondrite signaal paikneb ahela N-terminaalses otsas 3-5 Arg või Lys jääki (mitte üksteise kõrval), sageli Ser ja Thr, mitte kunagi Glu ja Asp, tavaliselt 20-60 aminohapet sisaldav piirkond, aga võib olla ka lühem. Neid piirkondi nim transiitjärjestuseks.
ÜLESANDED! KOLMAPÄEVANE NOLIFE!
15.)Eeldades, et ühe ATP tekkimiseks peab läbi ATP süntaasi minema mitokondrites 4 prootonit, mitu ATPd on võimalik saada steaarhappe (18 süsinikku molekulis) oksüdeerumisel.
Põhjendada arvutuskäik.
16.)Mitokondriaalses elektronide transpordi ahelas (mETA) liigub NADH oksüdeerumisel vabanenud 2 elektroni. Kui palju prootoneid liigub läbi mitokondri sisemembraani 2 elektroni liikumisel? Põhjendage. Milliste mitokondri piirkondade vahel ja kust kuhu prootonid liiguvad? Miks tehakse prootonite liikumise arvutused kahe, mitte ühe elektroni liikumise kohta?
17.Loomaraku hingamisel neelduvat hapnikku kasutatakse otseselt (Õige variant alla kriipsutada).
a) Glükolüüsis
b) elektronide aktsepteerimiseks mitokondriaalse ETA lõpus?
c) tsitraaditsüklis, NADPH genereerimise reaktsioonides
d) tsitraaditsüklis, püruvaadi oksüdeerimisel atsetüülCoA-ks.
18.)Tsitraaditsükkel produtseerib kõrge energiasisaldusega ühendeid, mis transpordivad energia mitokondriaalsesse elektronide transpordi ahelasse (mETA), sest neid oksüdeeritakse mETAs. Need ühendid on: (õige variant alla kriipsutada)
a. ATP ja CO2
b. CO2 ja FADH2
c. FADH2 ja NADH
d. NADH ja ATP
e. FADH2, NADH ja ATP
Kloroplastid
1.)Kloroplastide suurus.: 7-10µm
2.)Kloroplastide peamised kompartmendid ja membraanid.: Ka kloroplastidel on topeltmembraan. Kloroplastide sisemuses paiknevad membraansed kettad, mida nimetatakse tülakoidideks. Tülakoidid paiknevad kloroplastide keskosas, mida nimetatakse stroomaks. Tülakoidides asub valgust siduv pigment klorofüll.
3.)Fotosünteesi valgusstaadiumi reaktsioonid ja produktid , millises kloroplasti osas toimuvad.: 2H2O valguse toimel O2+4H(+)+4e tekib klorofüll
H(+)+ADP3-+Pi2- tekib ATP4-+H2O
2H2O+2NADP+ tekib 2H(+)+2NADPH+O2
Valgusreaktsioon tülakoidis.
4.)Vee fotooksüdatsiooni valem, millises kloroplasti piirkonnas toimub, tekkinud produktide kasutamine. : 2H2O + 4 h  4H+ + 4e- + O2
Vee fotooksüdatsioonil vabanevad prootonid jäävad tülakoidide luumenisse, elektronid liiguvad oksüdeerunud klorofülli kaudu kinoonile ja lõpuks NADP-le NADPH tekkega. ei liigu mitte ergastatud elektronid vaid energia
5.)Fotosüsteemi ehitus, mis toimub fotosüsteemis, kus paikneb. Milline protsess toimub fotosüsteemi tsentris ? Valgusenergia neeldumine ja selle muutmine keemiliseks energiaks
Toimub pigment-valk kompleksides, mida nimetatakse fotosüsteemideks ja mis paiknevad tülakoidide membraanides. Iga fotosüsteem koosneb kahest osast – antennist (valkudega seotud valgust neelavad pigmendid ) ja reaktsioonitsentrumist (valkude kompleks + 2 klorofüll a molekuli+seos elektroni doonori ja aktseptoriga). Antenn sisaldab ühe või mitu valgust koguvat kompleksi (ingl – light harvesting complex, LHC) mille pigmendi molekulid absorbeerivad valguskvante. Valgusenergia (mitte elektronid!) liigub antennist reaktsioonitsentrumis paiknevatele klorofüll a molekulidele, millede vahendusel toimub valgusenergia konverteerimine keemiliseks energiaks. Antennide koostisesse lisaks klorofüll a molekulidele kuulub juhtkudedega taimedes klorofüll b ja karotinoidid, bakterites karotinoidid. Et klorofüllide poolt neelatud valgus osaleb fotosünteesis, tõestab klorofülli neeldumisspektri ja fotosünteesi aktsioonispektri (fotosünteesi intensiivsuse sõltuvus valguse spektraalsest koostisest) kokkulangevus.
6.)Kuidas tagatakse elektronide liikumine fotosünteetilises ETA-s, millised valgulised kompleksid osalevad.: Elektronide liikumise teed veelt NADP-le mitmete vaheülekandjamolekulide vahendusel nimetatakse fotosünteetiliseks elektronide transpordi ahelaks (fsETA). Kui plastokinoon (QB) võtab 2e- P680 -lt, siis ta vabaneb reaktsioonitsentrumist ja difundeerub tülakoidi membraanis kuni puutub kokku cytb/f kompleksi luumenipoolse küljega ja seotakse (cytb/f kompleks on sarnane mitokondrite CoQ – cytc reduktaasiga). Kaks prootonit, mis võeti stroomast plastokinooni redutseerumisel, antakse ära luumenisse. (kaks e- liiguvad kinooni ja tsütokroomide vahel kaks korda ringi - nn Q tsükkel - ja seetõttu transporditakse stroomast luumenisse kokku 8 prootonit – iga elektroni kohta 2 prootonit). Redutseerunud cytb/f kompleks annab oma elektronid plastotsüaniinile (väike vaske sisaldav valk), mis on lahustuv ja võib liikuda kahe fotosüsteemi vahel. Kui PSI reaktsioonitsentri klorofüll P700 oksüdeerub, võtab ta elektroni redutseerunud plastotsüaniinilt. Samal ajal P700 eraldunud elektron liigub membraani stroomapoolsel küljel ferredoksiinile (Fe-S valk) läbides vahepeal rea teisi e- ülekandjaid (vit K, teised Fe-S valgud). Ferredoksiinilt elektronid liiguvad NADPle redutseerides selle koos stroomast võetud prootonitega. Reaktsiooni katalüüsib ferredoksiin-NADP reduktaas (koensüümiks on FAD). Kirjeldatud e- liikumine moodustab lineaarse fs ETA. .) Vee oksüdeerumist taimedes PSII juures katalüüsivad kolm valku mida kokku nim hapnikku tootvaks kompleksiks (ingl oxygen evolving complex, OEC), mis on lokaliseerunud tülakoidi membraani luumenipoolsel küljel. PSI ja PSII töötavad kooskõlastatult
Et toimuks elektronide liikumine veelt NADP-le, on vajalikud mõlemad fotosüsteemid. Ainult PSII ergastumisel footoni energiast suur osa kulub süsteemisisesteks muutusteks ja elektroni energiast ei piisa NADP-le liikumiseks. Täiendava footoni neelamine PSI poolt tõstab elektroni energia nii kõrgeks, et NADP redutseerumine muutub võimalikuks. (pigem konspekt)
7.)Kuidas ja kus valgusenergia muutub keemiliseks energiaks fotosünteesi protsessis? Valgusenergia neeldumine ja selle muutmine keemiliseks energiaks Toimub pigment-valk kompleksides, mida nimetatakse fotosüsteemideks ja mis paiknevad tülakoidide membraanides. Iga fotosüsteem koosneb kahest osast – antennist (valkudega seotud valgust neelavad pigmendid) ja reaktsioonitsentrumist (valkude kompleks + 2 klorofüll a molekuli+seos elektroni doonori ja aktseptoriga). Antenn sisaldab ühe või mitu valgust koguvat kompleksi (ingl – light harvesting complex, LHC) mille pigmendi molekulid absorbeerivad valguskvante. Valgusenergia (mitte elektronid!) liigub antennist reaktsioonitsentrumis paiknevatele klorofüll a molekulidele, millede vahendusel toimub valgusenergia konverteerimine keemiliseks energiaks.
8.)Mitu H+ transporditakse 2H20 oksüdeerumisel vabanenud elektronide liikumisel fs ETA-s, kui palju ATP-d on võimalik selle arvel sünteesida? 3 ATP-d. KOLMAPÄEV!!!
9.)Pmf suurus kloroplastides.: Prootonite liikumapanev jõud (pmf) Prootonite elektrokeemilise potentsiaaali erinevus tülakoidide membraani külgedel.
10.)Fotosünteesi biokeemiline staadium, millised faasid eristatakse. Millises faasis on vajalik ATP ja NADPH, milleks? Neljas staadium ei vaja otsest valguse juuresolekut vaid valguses moodustunud ATP ja NADPH, seetõttu nimetatakse teda ka pimestaadiumiks. Õigem oleks nimetada fotosünteesi biokeemiliseks (CO2 redutseerumise) staadiumiks, sest pimedas CO2 redutseerumine suhkruteks lakkab mõni minut pärast valguse väljalülitamist. Calvin - Benson-Bassham’i tsükkel.Reduktiivne pentoosfosfaatide tsükkel.
Calvini tsükli üldvõrrand: 3CO2 + 6NADPH + 9ATP ® GAP + 9ADP + 9Pi + 6NADP. Stabiilsed produktid – tärklis ja sahharoos . CO2 sidumise biokeemilist tsüklit e. nn. Calvini tsüklit võib mõtteliselt jagada kolmeks osaks: CO2 aktseptori karboksüülimine (CO2 sidumine), taandamine (suhkru moodustamine) ja aktseptori regeneratsioon.
11.)Millises kloroplastide osas CO2 sidumise ja redutseerumise reaktsioonid toimuvad? Esimene etapp toimub lehtede mesofülli rakkudes (mesofülliks nimetatakse lehtede parenhüümseid rakke kahe katterakkude kihi e. epidermi vahel). CO2 ja PEP reaktsioonis moodustub oksaaloatsetaat. . Reaktsiooni katalüüsib PEP-i karboksülaas. Moodustunud oksaloatsetaat redutseeritakse malaadiks, mis transportijate abil liigub lehe juhtkimpe ümbritsevatesse rakkudesse (ingl. bundle sheath cells), mida nimetatakse ka pärja (saksa Kranz) rakkudeks. Pärja rakkudes malaat dekarboksüülitakse dekarboksüüliva malaatensüümi poolt ja vabanev CO2 lülitub Calvini tsüklisse.
12.)Millist reaktsiooni katalüüsib ensüüm Rubisko .: Rubisco on CO2 siduv ensüüm. CO2 ainevahetus fotosünteesis (fotosünteesi biokeemilised CO2 taandamise reaktsioonid)
CO2 redutseerimine ja sahhariidide süntees toimub kloroplastide stroomas Calvini tsüklis. (16-49 lk. 666). Süsihappegaas seostub ribuloos 1,5-difosfaadile (RubP) ensüüm ribuloos 1,5-difosfaadi karboksülaasi e. Rubisko vahendusel.
13.)Kloroplasti DNA ehitus, suurus, milliseid valke kodeerib Kloroplastid sisaldavad mitmeid kuni mitmeid kümneid rõngas DNA molekule suurusega 120000 –160 000 bp. Kloroplasti enda genoom kodeerib ca 10% temas vajaminevatest valkudest. Ülejäänud kodeeritakse tuuma DNA poolt, sünteesitakse tsütoplasmaatilistel ribosoomidel ning imporditakse organelli. Tuuma poolt kodeeritud ja kloroplasti määratud valkude N- terminuses on 30-100 aminohappest koosnev järjestus, nn. transiit- peptiid , mis on hädavajalik ja küllaldane valgu organelli sisenemiseks ja ka tema õigeks sisemiseks lokaliseerumiseks. Näit. tülakoidi sisemusse määratud valgu transiitpeptiid koosnab kahest osast: selle N-terminuse poolne osa on oluline välismembraanide läbimisel ja see lõigatakse stroomas ära kindla ensüümi poolt. Järelejäänud osa sarnaneb ER- ga seostumist määravale liiderjärjestusele ja see võimaldab tülakoidi membraani läbimist. . Sisaldab ~120 geeni, 60 neist on seotud RNA transkriptsiooni ja translatsiooniga (rRNA, tRNA, RNA polümeraasi, ribosoomide valkude geenid) ~20 geeni kodeerivad fsETA valke. Kloroplastides on kodeeritud ka Rubisco suur subühik. Esineb ~40 geeni, mille funktsioonid pole teada. Paljud kloroplastide valgud sealhulgas ka ribosoomide valgud, on kodeeritud rakutuumas ja pärast sünteesi tsütosooli ribosoomidel peavad liikuma kloroplasti.
14.)Fotosünteesi protsessis ..............................oksüdeeritakse ja ..........................redutseeritakse. Kirjutada sisse õige variant.
a) Sahharoos-hapnik
b) Süsihappegaas-vesi
c) Vesi-süsihappegaas
d) Vesi-hapnik
e) Sahharoos-süsihappegaas KOLMAPÄEVANE RÕÕM 
15.)Nimetage kloroplastis funktsioneerivaid subühikutest koosnevaid valke, mille mõned subühikuid on kodeeritud tuuma genoomis , mõned kloroplasti genoomis.: Tuuma genoomi kontrolli all sünteesitakse näiteks Rubisco väike subühik ja teised Calvini tsükli ensüümid. . Kloroplastides on kodeeritud ka Rubisco suur subühik. Esineb ~40 geeni, mille funktsioonid pole teada. Paljud kloroplastide valgud sealhulgas ka ribosoomide valgud, on kodeeritud rakutuumas ja pärast sünteesi tsütosooli ribosoomidel peavad liikuma kloroplasti. Kui valk koosneb tuuma ja kloroplasti genoomi poolt kodeeritud subühikutest, siis multimeerse valgu õige struktuuri tekkeks on vajalikud toruja struktuuriga chaperonin’id, mille sisemuses on vajalik keskkond valgu õige konformatsiooni tekkeks. Näiteks Hsc60 chaperonin’id võimaldavad Rubisco subühikute (8L8S) kokkukeerdumist gloobuliks ja aktiivse ensüümi teket.
Mikrofilamendid
1.) Aktiini omadused. Aktiinimolekuli polaarsus ja seotus ATP/ADP-ga, + ja – ots. Aktiin on mittefotosünteesiva eukarüootse raku kõige levinumaks valguks, moodustades 1-5% koguvalgust (~0.5mM), aga lihasrakkudes võib aktiini kontsentratsioon olla kuni 10 korda kõrgem. kodeeritud geenide perekonna poolt (Inimesel on 6 geeni, taimedel võib olla kuni 60 geeni) Selgroogsetes aktiinide geenide produktid erinevad ainult 4-5 aminohappe poolest, kuid erinevate aktiinimolekulide funktsioonid on erinevad .geenid on konserveerunud. molekulis ~375 aminohappe jääki (42 kDa).esineb kahel kujul: globulaarne monomeer (G-aktiin) G-aktiini molekul on polaarne - molekuli jaotab kaheks osaks vagumus , millesse seostuvad ATP ja Mg . niitjas polümeer G- aktiinist (F-aktiin) Polümeer on samuti polaarne. (-) otsana tähistatakse ATPd siduvuva vagumusega otsa, vastaspiirkonda tähistatakse (+) otsana. Subühikute liitumine toimub eelkõige (+) otsa.
2.)Kriitilise kontsentratsiooni mõiste ja suurus.: Aktiini polümeriseerumist on võimalik jälgida viskosimeetriliselt lahuse viskoossuse tõusu (läbivoolukiiruse kahanemise) alusel.
Aktiini polümeriseerumisel saab eristada 3 etappi

• lag faasi vältel (polümeriseerumistsentri teke) G aktiin polümeriseerub lühikesteks ebastabiilseteks oligomeerideks. Kui oligomeerid saavutavad teatud suuruse (3-4 monomeeri) nad muutuvad stabiilseteks tsentriteks järgmisele faasile
  
• kiire monomeeride lisandumine mõlemisse otsa (ahela pikenemine) ja F aktiini filamentide teke
  
• statsionaarne ( steady -state) faas (tasakaal polümeriseerumise ja depolümeriseerumise vahel) – filamentide pikkus on konstantne
  

Monomeeride arv, mis ajaühikus seostub polümeeriks sõltub vabade subühikute kontsentratsioonist (C) ja polümeriseerumise kiiruskonstandist (Von) = (kon) * C
Polümeerist eralduvate monomeeride hulk sõltub depolümeriseerumise kiiruskonstandist ja ei sõltu vabade monomeeride arvust Voff = koff . Kui toimub polümeriseerumine, keskkonnas olevate monomeeride hulk väheneb kuni konstantse väärtuseni mida nim kriitiliseks kontsentratsiooniks (Kk). Selle kontsentratsiooni juures polümeriseerumisel liituvate subühikute arv võrdub dissotsieerumisel vabanevate subühikute arvuga. (kon) * C = koff ja Kk = koff/ kon= 1/K kui K on subühikute liitumise tasakaalukonstant . Kk on in vivo tingimustes ~ 0.1µM. Monomeerid võivad liituda mõlemile otsale, kuid liitumine +otsale on alati kiirem kui – otsale, seega ka dissotsieerumine + otsalt on kiirem kui –otsalt, sest Kk ja seega ka koff/ kon on sama mõlemi otsa jaoks, sest polümeriseerumiseks ATP (GTP) ei ole vaja.
Kui C>kui Kk, siis filament kasvab mõlemist otsast, kui C