RakubioloogiaI kordamine 2012 (0)

Sissejuhatus
1. Gram + ja Gram- bakterite rakuseina ehitus ja esindajad
Gram+ - peptidoglükaanide kiht, teihoiinhape (ioonide liikumine, kaitse, antigeenne
spetsiifilisus); 1 membraan +paks sein, Bacillus polymyxaLearn more
Gram- - peptidoglükaanide kiht, teihoiinhape puudub; välismembraanil on LPS (lipopolüsahhariidid)
(endotoksiin), poriinid ja see kaitseb ksea; 2 membraani+õhuke sein, E. coli
2. Prokarüoodi raku ja genoomi suurus
Prokarüoodi rakk on 1μm - 10μm. 400-4000 geeni
3. Eukarüoodi raku ja genoomi suurus
Eukarüoodi rakk on 5μm - 100μm.10000- 40000 geeni
4. Nimetage prokarüoodi (eubakter) ja eukarüoodi raku peamised erinevused
Prokarüoot ( Bakterid +arhed)
Eukarüoot (Taimed, loomad, seened, protistid)
Raku suurus
Organellid
Tuum
Rakumembraan
Mitokondrid
Ribosoomid
Tsütoskelett ( mikrofilamendid , mikrotorukesed )
Mitoos +meioos
DNA struktuur
RNA ja valk
Metabolism
Rakuline organiseeritus
1-10 μm
Puuduvad või vähe
Puudub
Esineb (ei sisalda steroole, vaid hepanoide)
Puuduvad (oksüdeerumist katalüüsivad ensüümid seotud rakumembraaniga)
Esinevad (70S)
Puudub
Puuduvad
Rõngas, ( kromosoom ja plasmiidid) tsütoplasmas
Süntees samas kohas
Anaeroobne+ aeroobne
Peamiselt üherakuline
5-100 μm
Tuum, mitokonder, kloroplast
Esineb
Esineb
Esinevad
Esinevad (80S)
Esineb
Esinevad
Lineaarne, erinevad kromosoomid , histoonid , paiknevad tuumas
RNA tuumas, valgud tsütosoolis
Aeroobne
Peamiselt hulkraksed
5. Arhede ja eubakterite peamised erinevused
Arhede membraanilipiidides on eetersidemed, eubakteritel estersidemed ning rakuseinas
peptidoglükaanid ka. Arhedel on intronid , eubakteritel neid pole. rRNA ja ribosoomide valgud erineva koostisega (eubakterite ribosoomid on tundlikud klooramfenikooli suhtes). Valkude sünteesil esimene n- terminaalne aminohape arhedel metioniin, eubakteritel formüülmetioniin. Arhede viburid paneb liikuma ATP hüdrolüüs, eubakteritel [H+] erinevus membraani külgedel.
6. Esimesed prokarüootsed organismid tekkisid ~ aastat tagasi
3.5miljardit
7. Esimesed eukarüootsed organismid tekkisid ~aastat tagasi
1-1.5miljardit
8. Millised sümbiontsed bakterid on seotud õhulämmastiku assimileerimisega?
Nt tsüanobakterid, Rhizobium
9. Millised tunnused näitavad et mitokondrid on tekkinud endosümbioosi teel
Kahekordne membraan, sisaldab mitokondriaalset DNA’d mis on koostiselt sarnane bakteri DNA’le. Sisemise membraani koostis on sarnane bakteriraku membraani koostisega. Paljunevad jagunemise teel, mitoos puudub. DNA on rõngaskromosoomi kujul, histoonid puuduvad. Operonide esinemine DNAs. Esinevad ribosoomid, mis ehituselt ja koostiselt sarnanevad bakteri ribosoomidega.
10. Millised tunnused näitavad et kloroplastid on tekkinud endosümbioosi teel
Sama mis mitokondri puhul.
Membraanid
11.Raku membraani paksus 6~10 nm
12.Millise membraani komponendi struktuurvalem on esitatud (fosfoglütseriid, sfingolipiid, etanoolamiin, koliin, inositool )
13. Nimetage vähemalt kolm tegurit mis mõjutavad membraanide dünaamilisust (voolavust)
1. lipiidide küllastatus - küllastamata rasvhapped muudavad paindlikumaks.
2. kolesterool membraani koostises
3. temperatuur
14. Milliseid rasvu nimetatakse trans- rasvadeks
Trans- rasvad on küllastumata rasvad , mille rasvhapete jääkides esinevad kaksiksidemed on trans asendis ehk E- isomeerid .
15. Mis on lateraalne difusioon
Ühe membraani kihi piires toimuv aktiivne lipiidide molekulide difusiooniline liikumine
16. Mis on hübridoom ja kuidas ning milleks neid tekitatakse
Hübridoom on antikeha sünteesiva b-lümfotsüüdi ja müeloomiraku hübriid, mille abil saab toota suurtes kogustes antigeeni spetsiifilisi monokloonseid antikehi.Säilinud mõlemad eellasraku tunnused.
1) katseloom immuniseeritakse vajaliku antigeeniga
2) immuniseeritud katselooma viidud antigeenile vastavaid antikehasid tootvad b-lümfotsüüdid liidetakse müeloomirakkudega
3) selektiivsöötmel eraldatakse hübridiseerunud rakud
4) hübridoomi kasvatatakse masskultuuris või katseloomas
5) antikeha eraldamine, puhastamine ja kasutamine
17. Mida nim membraani sulamistemperatuuriks
Temperatuuri, mille juures toimub faaside üleminek(näiteks geeljas struktuur ->vedel strukt. või vastupidi)
18. Millised on valkude membraanidesse kinnitumise viisid?
Transmembraanselt, kovalentne side rasvhappe molekuli v isoprenoidse ühendiga,
kovalentne side fosfatidüülinositooliga (GPI ankur ), mittekov. side teiste membraanivalkudega.
19. Nimetage membraanivalkude funktsioone.
Ainete transport rakkude vahel, membraani struktuuri hoidmine, signaalide vastuvõtt keskkonnast ja teistelt rakkudelt, rakkude seostamine rakuvälise maatriksiga ja teiste rakkudega, tsütoskeleti valkude seostumine membraaniga.
20. Kirjutage lahustunud ühendi elektrokeemilise potentsiaali võrrand ja milliseid suurusi võrrandi liikmed tähistavad. Millistes ühikutes elektrokeemilist potentsiaali mõõdetakse.
Elektrokeemiline potensiaal :
μ=μ0 + 2.3 RT log a + zFE. Mõõdetakse J/mol
μ0 - aine standartne keemiline potensiaal
a - aine kontsentratsioon (aktiivsus)
E - aine elektriline potensiaal
R - gaasikonstant (8.3 J/mol * K)
F - Faraday konstant (96 kJ/V*mol)
z - aine osakese laeng
T - temp Kelvinites(!)
21. Defineerige membraanipotentsiaal , millistes ühikutes mõõdetakse.
pindade laengud ? lahuste laengud?
Membraanipotentsiaal - ioonide kontsentratsioonide erinevus raku sise- ja väliskeskkonna vahel. Mõõdetakse voltides. Tsütoplasmapoolne külg on negatiivsem väliskülje suhtes. Loomsete/ taimsete rakkude tsütoplasmas on palju K+, vähe Na+ ja Ca+2 ioone. Veres Na+ kontsentratsioon suht kõrge.
22. Nimetage membraanipotentsiaali tekkimise põhjusi
1. ainete elektrokeemiliste potensiaalide erinevus rakus ja rakuvälises ruumis
2. vastasnimeliselt laetud ioonide erinev liikumiskiirus läbi membraani - moodustub elektriline potensiaal e difusioonipotensiaal.
3. jätkuvalt säiluva difusioonipotensiaali põhjuseks on nn “ pumpade ” funktsioneerimine rakumembraanis . (Pumpadeks nim membraanide transportsüsteeme, mis ainete transpordiks kasutavad vahetult ATP energiat - osalevad aktiivses transpordis )
23. Rakumembraani, kloroplasti tülakoidi, mitokondri sisemembraani membraanipotentsiaali väärtused.
Rakumembraan -70mV, kloroplastil -30mV, . Mitokondril -180 mV,
24.Defineerige aktiivne ja passiivne transport elektrokeemilise potentsiaali vahendusel ja nimetage passiivset ja aktiivset transporti teostavad valgud.
Aktiivne transport kasutab energiat kas otseselt näiteks ATP kujul või kaudselt membraanipotentsiaali kujul, mis on esialgselt loodud ATP energia arvelt.
Passiivne transport ei kasuta mingit välist energiat.
Aktiivse näide: ATP- aasid
Passiivse näide: Ioonkanalid
25.Kirjutage Nernsti võrrand ja selgitage selle tähtsus.
E = E0 - RT/nF ln a(oks)/a(red)
E - elektroodi potentsiaal,
E0 - elektroodi standardpotentsiaal,
R - universaalne gaasikonstant (8.314 J/(K mol)),
F - Faraday arv (96485 C/mol),
T – temperatuur kelvinites,
n – määratava iooni laengu absoluutväärtus või reaktsioonis osalevate elektronide arv
a - potentsiaali määrava iooni aktiivsus.
Tasakaaluseisund kui E=0, Nernsti potentsiaal. Näitab kas energiat on vaja juurde või mitte.
Nernsti võrrand näitab, et konts. erinevus rakus sees ja rakus väljas on tasakaalustatud elektriliste potentsiaalide erinevusega rakus sees ja väljas. Ehk siis põhimõtteliselt võtab Nernsti võrrand arvesse seda, et erinevatel ioonidel on erinev mõju (elektrilisele) potentsiaalile.
26. Kirjeldage akvaporiinide ehitust, millise aine transpordiks vajalikud
Koosneb kuuest transmembraansest alfaheeliksist, kusjuures nii amino kui karboksü ots jäävad tsütosooli poole. Moodustavad kanali läbi mille liigub kas ainult vesi või ka selles lahustunud ained, sõltuvalt akvaporiinist.
Reguleerivad veevoolu (aquaporins are "the plumbing system for cells").
27. Nimetage 2 tegurit mis mõjutavad kanalivalkude avatust.
Elektriline signaal (membraanipotentsiaal), keemiline signaal. (teatud ühendite seostumine kanali valguga) Lisaks ka temperatuur, mehaaniline jõud ja fosforüleerimine.
28. Mida mõistetakse sekundaaraktiivse transpordina. Nimetage transportvalgu tüüp, tooge näiteid milliste ainete transpordiks kasutatakse?
Sekundaaraktiivne transport ei kasuta otseselt ATP energiat, et aineid transportida, vaid elektrokeemiliste potentsiaalide erinevust. Antipordid ja sümpordid. Nt Glükoosi transporditakse niimoodi rakku koos Na ioonidega.
29. Iseloomustage K/Na- ATPaas -i ja nimetage mõni protsess, mille läbiviimisel on oluline.
Aktiivtransport , mille käigus liigutatakse ATP hüdrolüüsi energia arvelt 3 Na iooni välja ja 2 K iooni raku sisse. Oluline membraanipotentsiaali hoidmisel, koos Na ioonidega glükoosi sisseveol rakku sekundaaraktiivtranspordil, osmoosi kontroll.
30. Millise membraanipotentsiaali juures avanevad pingesõltuvad K kanalid närvirakkudes?
+40mV juures avanevad lisa K kanalid ja K liigub välja, tekitades kiirelt negatiivse membraanipotentsiaali ( repolarisatsioon ). Aga jah.. konspektis on ta kirjutanud tõesti -50 aga loengus ta rõhutas, just +40...
((Positiivse. umbes -50mV pole? arvan ka, et -50mV))
31. Loetlege närviimpulsside tekkimises ja edasiliikumises osalevad transportvalgud .
Na kanalid, K kanalid. Na/K pump . Veel midagi? Ligandiseoselised kanalid
32. Milline on närviimpulsi edasiliikumise kiirus?
100-120 m/s
33. Milline on aktsioonipotentsiaali kestvus?
umbes 4ms
34. Mida nimetatakse aktsioonipotentsiaaliks?
Aktsioonipotentsiaal on raku membraanipotentsiaali kiire järsk langus (membr pot on negatiivne) ja tõus kindla reeglipära alusel.
35. Kuidas tagatakse närvi-impulsi ühesuunaline liikumine?
Pärast AP-d on rakk refraktoorses perioodis , mil teda ei ole võimalik enam erutada niimoodi. Seepärast ei saa impulss liikuda tagasi vaid ainult edasi selles sünapsis. Refraktoorses perioodis on Na kanalid suletud ja ainult K saab liikuda rakust välja.
36. Milleks on vajalik müeliinikiht aksonite ümber ja kuidas see moodustub?
Müeliin suurendab kiirust, millega impulss saab liikuda mööda närvikiudu. Signaal n-ö “hüppab” ühest müeliinita kohast järgmisele. Käitub natuke nagu isolaator juhtmel . Seda toodavad Schwanni rakud (perifeerses närvisüsteemis) ja oligodendrotsüüdid (tsentraalses närvisüsteemis).
37. Defineerige signaalmolekul (sünonüümid - neuromediaator, neurotransmitter, virgatsaine ).
Neurotransmitter ehk neuromediaator ehk virgatsaine on keemiline aine, mille abil neuron (närvirakk) edastab keemilise sünapsi kaudu närviimpulsi teisele (närvi)rakule
38. Kuidas toimub signaalmolekuli sekreteerimine sünapsisse ja kuidas indutseeritakse sünapsijärgses neuronis närvi-impulsi teke.
AP liigub mööda presünaptilise raku membraani kuni sünapsini. Seal avanevad depolarisatsiooni tõttu Ca ioone rakku laskvad kanalid. Ca kontsentratsioonile reageerivad mediaatorainega vesiikulid, mis liituvad rakumembraaniga. Mediaatoraine lastakse sünapsisse, osa sellest hajub, osa satub vastasraku retseptoritele, mis reageerivad mediaatorainele kas avades ioonkanalid, mille tagajärjel muutuks membraanipotentsiaal või panevad raku tootma signaali kandjaid molekule, mis muudavad raku talitlust mingil viisil.
39. Nimetage ajutegevust toetavaid signaalmolekule
Serotoniin , dopamiin , endorfiinid.
40. Nimetage lihaste kokkutõmbeid reguleerivaid signaalmolekule
Atsetüülkoliin, (nor) epinefriin (südametegevus).
41. Nimetage sclerosis multiplex (hulgiskleroos) tekkimise põhjusi
Kahjustatud müeliiniga piirkondades esineb makrofaagide infiltratsioon, mis viitab põletikulisele geneesile. Lisaks on leitud ka laialdast oligodendotsüütide apoptoosi ning mikrogliia aktivatsiooni. Immuunsussüteemi ebanormaane B- rakuline vastus (oligklonaalsete antikehade tootmine) 2/3 patsientidest. Aga tegelt see on kalane teema ja keegi ei oska päris seletada kus ja mida ja miks.
42. 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)
43. 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=293K).
Sain vastuseks 25,33 mV * ln (Kväljas/Ksees)
44. 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).
45. Millest on tingitud membraani depolariseerumine aktsioonipotentsiaali tekkel?
Ioonkanalite positiivse tagasiside süsteemist. Kui kuskilt sattub raku sisse Na ioone, siis need indutseerivad kanalite avamise ja veel rohkemate Na ioonide rakku voolamise . Võivad tulla retseptoritelt või sünapsist jne.
46. Millest on tingitud membraani repolariseerumine esialgsele membraanipotentsiaali väärtusele (~ - 60 mV) närvi-impulsi tekkel?
Kui membraanipotentsiaal on piisavalt kõrge, siis see sulgeb Na kanalid ja samas avab K kanalid ja K voolab rakust välja, normaliseerides potentsiaali.
47. Kui rakumembraan on hüperpolariseerunud, siis milliste protsesside/ainete liikumise vahendusel võiks toimuda membraani depolariseerumine?
nt. Na või Ca sissevooluga vastavatest kanalitest.
Endomembraanid (ER/Golgi)
48. Nimetage vähemalt 5 rakkudest ER/Golgi vahendusel sekreteeritavat valku
Proteaasid, glükoproteiinid, proteoglükaanid, mutsiinid, fibromoduliin, laktoferriin.
49. Kirjeldage SRP (signaali äratundja partikkel ) struktuuri ja milleks vajalik.
Proteiin -RNA kompleks . Eukarüootides kuus polüpeptiidi + RNA. Prokarüootides 1 polüpeptiid + RNA. Seostub valgu signaaljärjestusele ja tegeleb selle liigutamisega membraanile.
50. Kirjeldage signaaljärjestust valgu liikumiseks tsütosoolist ER-i, milliste teiste valkudega signaaljärjestus komplekseerub? Kus paikneb selle järjestuse retseptor ?
ER - Sekreteeritavad valgud sisaldavad N-terminaalses otsas nn ER signaal- e liiderjärjestuse. Signaaljärjestused on näiteks NLS ja NES.
(tõin selle 48. juurest ära, sest ei vastanud eriti küsimusele, pigem sellele, aga mitte eriti hästi...)
Signaalpeptiidi mõlemis otsas on mõned pos laetud AH-d, keskel 8-10 hürdofoobset AH-d. Hüdrofoobne piirkond on oluline just valgu seostumisel ER pinnal paiknevate retseptoritega.
51. Nimetage pöördtranskriptaasi (RNA sõltuv DNA polümeraas) osavõttu vajavaid protsesse eukarüoodi rakus.
Retrotransposonite liikumine genoomis ühest punktist teise RNA vahendusel.
Telomeeride pikenemist läbiviiv telomeraas kannab oma RNA molekuli, mille alusel pikendatakse telomeere.
52. Nimetage ER-is ja Golgis sekreteeritavate valkudega toimuvad modifikatsioonid
ER - disufliidsideme tekke, valkude kokkukeerdumine ja oligomeeride teke.
Golgi - glükosüleerimine, osaline proteolüüs st eemaldatakse teatud osa polüpeptiidahelast, et muuta näiteks seedeensüümid aktiivseteks .
53. Kirjeldage antikehade struktuuri. Milliste sidemete vahendusel selline struktuur moodustub ja millises raku piirkonnas? Kuidas antikehasid kasutatakse kindla valgu lokalisatsiooni määramiseks rakus?
Antikehad koosnevad neljast disulfiidsildadega ühendet valguahelast (2 suuremat identset H- ahelat ning 2 väiksemat identset L-ahelat)(tekib Y kuju).
Suured globulaarsed proteiinid . Glükoproteiinid. Funkts. üksus on immunoglobuliini monomeer . Neid võib olla ka rohkem kui 1. Moodustub kahe identse raske ja kahe identse kerge ahelda omavahelisel seostumisel disulfiidsidemetega. B plasma rakud toodavad karedapinnalisel ER-l? Toodetakse flourestseerumisvõimeline antikeha, mis kinnitub otsitava valgu külge ja fluorestseerudes on see valgusmikroskoobis kohe näha.
Kõigile antikehadele on omane sarnane üldstruktuur – nad koosnevad neljast disulfiidsildadega ühendatud valguahelast. Kaht suuremat ja omavahel identset ahelat nimetatakse rasketeks ehk H-ahelateks (ingl.k heavy chains), kaht väiksemat ning samuti omavahel identset ahelat nimetatakse kergeteks ehk L-ahelateks (ingl.k light chains).
54. Kuidas pannakse kokku valgu Asn jäägile seotav oligosahhariidne kompleks
UDP-GlcNAc seostub ER- membraanis dolihoolfosfaadi külge. Seal liidetakse sellele 5 mannoosijääki. Dolihool liigub membraani luumenipoolsele küljele flipaasi toimel. Liituvad veel 4 Man ja 3 Glc jääki. Oligosahhariid on valmis ja oligosahhariid-valk transferaas toimetab selle Asn külge.
55. Miks on sekreteeritavate valkude glükosüülimine vajalik.
Õige konformatsiooni omandamine, rakkude vastastikune identifikatsioon ja adhesioon, tagab organellidevahelise liikumise, suurendab resistentsust proteeaside suhtes. Epiteelirakud produtseerivad mutsiine, mis on olulised epiteelirakke katva lima tekkes .
Kodeeriv osa pikeneb ja lisajuppe jääb vähemaks? mutsiin vs mütsiin
56. Mis määrab A, B, O vererühmad.
Neid määravad A v B aglutinogeenide olemasolu v puudumine.
57. Tähistage tabelis milliste doonor ja aktseptorvererühmade vahel võib vereülekandeid teha.
Vastavasse kohta lisada +
58. 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. Ultraheli kontrolli all kantakse lootele nabaveeni kaudu verd. (Seda tehakse alates 22.-24. Rasedusnädalast). Loote raske aneemia korral ollakse sunnitud vereproove võtma ja vereülekandeid tegema vajadusel korduvalt.
Reesuskonflikti saab ära hoida Rh-neg emale profülaktiliselt Rh-immunoglobuliine süstides ja aneemia vältimiseks teha in utero vereülekandeid.
59. Millisesse raku piirkonda liikuvad valgud korjavad kokku vesiikuli kesta valgud COPI, COP II ja klatriin?
COP I - Golgi → ER
COP II - ER → Golgi
Klatriin - 1) transGolgi → endosoom
2) rakumembraan → endosoom
60. Milline tähtsus on järjestustel KDEL ja Man-6-P sekreteeritavatel valkudel.
KDEL on järjestus, mis hoiab valku ER-st sekreteerumast. Kui selles on mutatsioon , valk sekreteerub. KDEL järjestus tagab ka nende residentsete valkude transpordi tagasi Golgist ERi, millel on õnnestunud KDEL retseptorit vältida.
Man-6-P markeeritud valgud liiguvad Golgist lüsosoomi. Samuti vastutab see järjestus selle eest, et lüsosoomi valgud jõuaksid oma määratud organellidesse.
61. Millised valgud ja milleks on vajalikud tagamaks vesiikuli membraani ja õige märklaudmembraani ühildumist.
RAB (seovad märklaua efektoriga, mis transpordib vesiikuli märklaudmembraanini). SNARE (aktiviseeruvad pärast vesiikuli ja märklaudmembraani seondumist; vesiikuli V-SNARE seostub märklaudmembraani T-SNARE valguga). RAB ja V-SNARE paljusus ning vesiikulite spetsiifika.
RAB valgud - vesiikuli membraanis, seostuvad märklaua RAB efektoriga, mis võib transportida vesiikulit mikrotorukesi mööda märklaudmembraanini. Pärast seondumist hakkavad tööle SNARE valgud. Vesiikuli V-SNARE seostub märklaudmembraani T-SNARE valguga. Spetsiifilisuse tagab esiteks RAB valkude paljusus (~70) ja V-SNARE valkude paljusus (~35). Kuna igal vesiikulil on need spetsiifilised , siis tagab see õigete membraanide sulandumise.
62. Millistesse membraanidesse võib sekretoorne rada vesiikuleid toimetada?
ER, Golgi kompleksi erinevad osad, rakumembraan. Tegelt lisandused on oodatud. lüsosoom, vakuool taimedes
63. Nimetage organelle mis on ümbritsetud poolega lipiidsest kaksikkihist. Kuidas ja kus sellised kompleksid tekivad, mis on nende ülesanded?
Lipoproteiinsed kompleksid,mis transpordivad kolesterooli ja rasvhappeid ( VLDL , HDL, IDL, LDL), sünteesitakse siledapinnalises ERis . Oleosoomid taimedes.
64. Kuidas tagatakse valkude õige konformatsiooni teke ER-is. Kuidas märgistatakse ja parandatakse/kõrvaldatakse vales konformatsioonis valgud? Kalneksiini ja kalretikuliini osa.
Glükosüleerimisega. Chaperone’ idega . Glükosüülitransferaas seob oligosahhariidse jäägi otsa glükoosijäägi, mille alusel chaperone’id selle ära tunnevad . Glükoosijääk eemaldub kui konformatsioon on õige. Kui mitte, tehakse kogu tsükkel uuesti või seostub valk translokaatoriga, liigub tsütosooli ja seal seostatakse ubikvitiiniga, mis on märgistuseks, et see valk tuleb tõmmata lagundamiseks proteasoomi. Kalneksiin ja kalretikuliin on chaperone’id, mis seostuvad mittetäielikult struktureerunud valkudega ja hoiavad neid ERis
65. Nimetage millised reaktsioonid (milliste ensüümide vahendusel) peavad toimuma membraanide lipiidide sünteesil. Kus toimub selliste lipiidide süntees?
1)Vajalike molekulide süntees.
2)Rasvhapete liitmine glütseroolile või sfingosiinile (atsüülitransferaasid)
3)Hüdrofiilse pea liitmine
Siledapinnalises ERis
66. Järjestage VLDL, HDL, LDL partiklid vastavalt neutraalrasvade kontsentratsioonile ( suuremalt kontsentratsioonilt väiksema suunas). Millest on tingitud neutraalrasvade kontsentratsiooni muutus nendes partiklites.
VLDL 50%, LDL 10%, HDL 8%
Kontsentratsioon muutub, kuna veresoonte seinad sisaldavad lipaasi , mis hüdrolüüsib triatsüülglütserooli glütserooliks ja rasvhapeteks, rasvhapped seonduvad kolesterooliga.
67. Milline haigus on hüperkolesteroleemia ja millest on tavaliselt tingitud haiguse avaldumine noores eas.
Pärilik haigus, mis tekib häirete tõttu kolesterooli transpordil rakkudesse. Sümptomiteks kõrge kolesterooli tase veres ja ateroskleroosist tingitud infarktid noores eas.
68. Kuidas toimub LDL partiklite sisenemine lipiide vajavatesse rakkudesse?
Rakud, mille pinnal on retseptorid LDL osakeste jaoks neelavad need klatriiniga kaetud vesiikulitesse. Klatriini eraldumisel moodustuvad endosoomid . Happelise keskkonna toimel retseptorid eralduvad ja liiguvad vesiikulite membraani koostises tagasi rakumembraani, kus toimub LDL sisu kasutamine membraanisünteesil.
69. Mis on androgeenne tundetus ja millest põhjustatud?
Testikulaarne feminisatsioon, mis esineb XY genotüübiga inimestel, kelle fenotüüp on XX. Põhjuseks mutatsioon X kromosoomi AR-geenis, mis kodeerib testosterooni retseptori.
70. Millised võimalused on lipiidide liikumiseks rakus ühest membraanist teise, nimetage lipiide transportivaid valke.
Vesiikulitega, monomeertransport (võib olla spontaanne või proteiini assisteeritud) - fosfolipiidide üksikute molekulide liikumine neid transportivate valkude abil. Flipaas liigutab membraani ühelt küljelt teisele
71. Milline transpordisüsteem peaks endosoomi membraanis olema, et pH endosoomis muutuks happeliseks ?
H+-ATPaas. Esinevad ka Cl- kanalid, mis võimaldavad prootonite konts. gradiendi teket ilma, et membraanipotentsiaal oluliselt muutuks
72. Kuidas lüsosoomi madal pH tagab tsütosooli komponentide kaitse hüdrolaaside eest lüsosoomi lõhkemisel?
Lüsosoomid sisaldavad ~50 erinevat hüdrolaasi, mille ph optimum on 4.5-5. ph 7 juures on nad inaktiivsed. Seega kui lüsosoomidest hüdrolaasid vabanevadki tsütosooli, on nad seal inaktiivsed.
73. Nimetage ja kirjeldage endotsütoosi variante
Endotsütoos- rakumembraani teatud osa sopistub sisse koos väliskeskkonna materjaliga ja moodustab uue membraaniga ümbritsetud organelli , endosoomi

• pinotsütoos- rakumembraan ebaspetsiifiliselt ümbritseb väliskeskkonnas paikneva vesilahuse osa
  
• retseptorseoseline selektiivne endotsütoos- rakumbembraanis paikneva retseptoriga seostub väliskeskkonna teatud aine (ligand), tekib ligand-retseptor kompleks, mis assimileeritakse, moodustub transportvesiikul
  

74. Mis on transtsütoos?
Protsess, mille käigus membraani ühel küljel moodustunud endotsütootilised vesiikulid liiguvad raku vastasmembraanini ja sealt eksotsütoosi abil välja. Ainete (makromolekulide) liikumine läbi raku. Antikehade liikumine emalt lootele.
75. Millised on erinevused rakumembraani ja tuumamembraani vahel? Milline raku organell on tuumaümbrisega ühendatud?
Rakumembraani fosfolipiidkihid vahelduvad (1-2), tuumal on neid alati 2.
ER
Rakutsükkel
76. Defineerige rakutsükkel, nimetage ja iseloomustage peamised rakutsükli etapid.
Rakutsükkel on sündmuste ahel, mis algab ühe raku jagunemisest ja lõppeb mitoosi ja jagunemisega kaheks tütarrakuks. RT’d saab ajaliselt jagada 3. Esimene on puhkeaeg (gap1), teine kolmandik ajast kulub DNA sünteesiks ning viimane kolmandik on enamjaolt puhkeaeg (gap2), kuid 3. kolmandiku viimane kolmandik on mitoos.
Raku eluperiood ühest jagunemisest teiseni.
Rakutsükkel jagatakse faasideks :
1) S faas – DNA kahekordistumine, histoonide süntees
2) G2 faas – vahemik S faasi ja mitoosi vahel
3) M faas – mitoos
4) G1 faas – vahemik M ja S faasi vahel
Rakutsükkel on periood ühest rakujagunemisest teiseni. (G0). Interfaas - G1 kasvufaas, S DNA süntees, G2 mikrotuubulid, Mitoos - profaas kromosoomide kondenseerumine , metafaas kromosoomid joonduvad, anafaas kromatiidid lahknevad, telofaas uute rakutuumade teke, tsütokinees.
77. Mis tüüpi valgud on tsükliinid? Mis on nende funktsiooniks? Millist tüüpi tsükliine võite nimetada?
Tsükliinid - rakutsüklit käivitav masinavärk kujutab endast tsükliliselt toimivat biokeemilist süsteemi. Seostuvad CDK-dega ja kontrollivad nende aktiivsust. CDK – tsükliin-sõltuvad kinaasid .
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.
78. Nimetage tsükliinidest sõltuvate kinaaside omadusi, nimetage vähemalt kolm viisi nende aktiivsuse regulatsiooniks.

aminohappeline järjestus säilinud

N-terminaalses otsas piirkond ATP sidumiseks

Katalüütilise tsentri AH-d laiali üle kogu ahela. Satuvad kõrvuti tertsiaarstruktuuri moodustumisel.
Tsükliiniga seondumine, CDK aminohappeliste jääkide fosforüleerimine ja komplekside valgulised inhibiitorid .
79. Nimetage tsükliinidest sõltuvate kinaaside substraate rakutsüklis.
· 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
80. Mis on MPF (maturation promoting factor , sün mitose promoting factor), kuidas tekib, millest koosneb, kuidas laguneb.
Heterodimeerne proteiiin tsükliin B ja CDK1.
kuidas tekib?
Mitootilise tsükliini kontsentratsioon tõuseb järk-järgult ning seostub CDK-ga, moodustab MPF kompleksi
Millest koosneb?
mitootilisest tsükliinist ja CDK-st (tsükliin-sõltuvad kinaasid)
Kuidas 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.
81. Milline on valk p53 osa rakutsükli kontrollis , kuidas see realiseerub?
*tumor repressor e märgistab vigase DNA (võib tekitada kasvajaid), tingides apoptoosi või rakutsükli peatamise ning vigase DNA parandamise.
Aktiveerib CDK inhibiitorvalgu p21
82. APC (anaphase promoting complex ) roll metafaasist anafaasi üleminekul (M pärssimine).
Märgistab ubikvitiiniga proteolüüsiks valgud ning aktiveerib valgu Cut1p, mis lagundab märgistatud valgulised sidemed õdekromatiidide vahel, toimub kromosoomide eraldamine. Kui ei funktsioneeri, ei hakka anafaas pihta.
83. Nimetage 4n kromosoomistikuga rakutsükli faasid .
S-faasi lõpust kuni mitoosi anafaasini (G2 faas, mitoosi profaas, metafaas, anafaas)
84. Nimetage vähemalt kolm protsessi raku/organismi elutegevuses, mis vajavad apoptoosi toimumist .
*Elimineerib ebavajalikke rakke, kontrollib mitoosi kiirust, hoiab ära tõsisemate mutatsioonide teket organismis, kontrollib rakkude arvu homöostaasis?
nt loote areng, luude kasv, valesti arenenud rakkude kõrvaldamine kasvajate vältimiseks?
85. Iseloomustage apoptoosi etappe
Apoptoosi alguses toimub raku kokkutõmbumine, kromatiin pakitakse kokku ja viiakse tuumamembraani äärealadele (püknoos), tsütoplasma kondenseerub. Seejärel tuum mureneb (karüoreksis) ja rakk fragmenteerub surnud rakuks ja apoptootilisteks osakesteks. Lõpuks fagotsüüt teeb pacmani.
Alternatiivne variant sama seletamiseks :): 1. aktiveeritakse kaspaasid 2. kromatiin kondenseerub (pakitakse kokku), aktiveeritakse nukleaase (kromatiin lagundatakse fragmentideks), tuum fragmenteerub 3. tsütoplasma kondenseerub, raku membraani muutused markeerivad apoptootilise raku fagotsüütidele (rakk laguneb vesiikuliteks)
86. Iseloomustage kaspaase ja kaspaaside kaskaadi
kaspaas - (spetsiifilised proteaasid) apoptoosile iseloomulikud valke lagundavad ensüümid. Aktiivtsentris asub tsüsteiin. Peptiidsidemed lagundatakse Asp jäägi kohalt. Kaspaase on palju - esmalt aktiveeritakse prokaspaas, mis oma korda aktiveerib järgmise kaspaasi -> aktiveerub kaspaaside kaskaad .
87. Kirjeldage mitokondritega seotud apoptoosi (Apaf valgud, tsütokroom c, Bcl valgud)
Mitokondrid osalevad rakusisesel apoptoosi rajal, mille käivitavad Bcl valgud. Kui rakk läheb apoptoosi, muutub mitokondri membraan õhemaks ja välja pääseb valk CytC ning seostub Apaf 1-ga, mis aktiveerib profaas-9, sealt eraldub jupp ning sama rada jätkub, kuni saabub raku surm.
88. Nimetage kasvufaktoreid (GF) (välisfaktoreid) mis olulised apoptoosi pärssimises
NGF – närvikasvu faktor, IGF-id, (insulin like GF), EGF (epidermal GF), adrenomedulliin
89. Nimetage apoptootiliste rakkude avastamise meetodeid
Hoechsti värvumine, trüpaansininsega värvimine, DNA fragmentatsioon, mitokondriaalse transmembraanipotentsiaali vähenemise uurimine ,
90. 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?
91. Kirjutage, milline on kromosoomistik (n, 2n, 3n või 4n) rakutsükli erinevates faasides .
G1 - 2n
S - 2n >> 4n
G2 - 4n
M - 4n >> 2x2n
92. Rakk sisaldab mitoosi alguses .........kromatiidi. Mitoosi lõppedes moodustub 2 rakku, milles kromosoomide arv on.............
4v8, 2 Mitoosi alguses on kromatiide 2 korda nii palju kui kromosoome. Mitoosi lõppedes on kromosoome sama palju kui alguses (diploidsed rakud)
93. 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 http://en.wikipedia.org/wiki/Phragmoplast
Mitokondrid
94. Mitokondrite suurus
~0.5 - 1μm
95. Iseloomustage mitokondrite DNA-d (% raku DNAst, molekuli suurus, struktuur, geneetiline kood, geenide paiknemine , millised valgud kodeeritud)
16.5kbp e 15k-17k aluspaari . Koosneb kergest ja raskest ahelast . Kodeerib kokku 37 geeni, millest 13 on valkudele , peamiselt elektrontrasportahela valgud. Kodeeritavad valgud: mtETA, ATP sünteesi valgud, translatsioonivalgud.
16,5 kbp e 15k-17k aluspaari. 100-10.000 mitokondrit, igas oma DNA, kerge (C-rikas, 9geeni) ja raske ahel (G-rikas, 28 geeni). kodeerib 37 geeni, 13 valku, 22 tRNA'd, 2 rRNA. Elektrontransportahela valgud: NADH dehüdrogenaasid, koensüüm q - tsütokroom c reduktaas/tsütokroom b, tsütokroom c oksüdaas, ATP süntaas.
96. Kuidas mitokondrid liiguvad eellasrakkudelt tütarrakkudele?
Mitokondrid poolduvad rakkudega sarnaselt, mõlemale tütarrakule umbes sama palju mitokondreid
97. Mis on tsütoplasmaatiline pärilikkus?
Sugulisel paljunemisel pärinevad raku mitokondrid emasliinist, kuna viljastatud munarakul on vaid munarakult saadud tsütoplasma ja seega ainult munarakult saadud mitokondrid. Tsütoplasmaatilise pärilikkuse tõttu levivad mitmed mitokondriaalsete mutatsioonidega seotud haigused- haigus pärandub, kui emal on mutatsioonid mitokondrites, edasi pärandub vaid naisliini pidi, kuid avaldub ka meestel.
98. Nimetage vähemalt viis madalmolekulaarseid ühendeid transportivaid valke mitokondrite membraanis ja mille jaoks nad on vajalikud.
alfa-ketoglutaraat - tagab malaadi liikumise mitokondri maatriksisse
CoA - rasvhapete transport mitokondritesse
püruvaat/OH -antiport - püruvaadi importsüsteem
karnitiin - lipiidide transport
tsütokroom C - elektronide transport
poriin - see moodustab kanaleid, mis lasevad läbi valke molekulmassiga kuni 10 kD
99. Mis on vahetu sama energiaallikas ATP sünteesil nii mitokondrites kui kloroplastides elektronide transpordi ahelas.
NADH
100. Defineerige pmf ja kirjutage valem. Millises mitok piirkonnas on prootoneid rohkem, millises vähem, kust kuhu prootonid liiguvad ATP sünteesil.
Proton motive force. Elektrokeemilise potentsiaali erinevus membraani külgedel. Mitokondris pumbatakse prootonid membraanide vahelisse alasse. ATP sünteesil liiguvad nad läbi ATPsüntaasi tagasi tsütosooli.
Prootonite liikumapanev jõud on avaldatav valemiga
pmf = Y - [(RT/F) * ΔpH] = Y - 59 ΔpH.
101. Kuidas mitokondrites pmf tekib? Kui palju prootoneid transporditakse 2 elektroni liikumisel hapnikule?
Elektrontranspordiga pumbatakse prootonid kahe membraani vahele. 4 prootonit.
102. 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-süntaas. Koosneb kahest valgulisest subühikute kompleksist - F0 paikneb sisemembraanis ja F1 membraani maatriksipoolses osas. ADP/ATP-transportija abil - adeniinnukleotiid kandja.
103. Mitu prootonit kannab suktsinaat -CoQ reduktaas membraani ühelt küljelt teisele?
Prootonite transport läbi sisemembraani elektronide liikumise suktsinaat-CoQ reduktaasi toimel ei toimu. Katalüüsib kahe elektroni liikumist suktsinaadilt FAD-le ja lõpuks CoQ-le
104. Milline erinevus on substraatsel ja pmf põhisel ATP sünteesil?
Substraatsel fosforüleerimisel tekib 2 ATPd, pmf põhisel ATP sünteesil 28 ATPd
Substraatne ei kasuta prootongradiendi energiat.
105. Mis põhjustab elektronide liikumise mitokondriaalses ETA-s, nimetage peamised elektronide transpordis osalevad valgulised kompleksid.
mtETAs toimub elektronide liikumine negatiivse redokspotentsiaaliga redokspaaridelt positiivsema redokspotentsiaaliga paaridele.
Peamised elektronide transpordis osalevad valgud: NADCoQ-reduktaasne kompleks, suktsinaat-CoQ reduktaasne kompleks, CoQH2-cyt c reduktaasne kompleks ja tsütokroomi c oksüdaasne kompleks.
106. Mis toimub elektronide transpordi ja oksüdatiivse fosforüleerumise lahutamisel? Tooge näiteid.
Kaob prootonite gradient, sisemembraan muutub prootonite suhtes läbitavaks. ATP-d ei sünteesita. elektronide ülekandel vabanev energia eraldub soojusena
nt. ainevahetushaiguste korral, türeotoksikoos- kilpnäärme ületalitlus
107. Kuidas toimub tsütosoolis sünteesitud valkude liikumine mitokondrisse, milline on mitokondrisse liikuva valgu signaaljärjestus?
Transport toimub translatsiooni järgselt. Mitokondritesse viidavate valkude signaaljärjestused tunnevad ära mitokondri välismembraanis asuvad retseptorid ning signaaljärjestusteks võivad olla N-terminaalses otsas paiknevad 3-5 Arg või Lys jääki(mitte järjest) või Ser ja Thr, mitte kunagi Glu ja Asp. Signaalpiirkondi nim. transiitjärjestusteks. Erinevatesse mitokondri piirkondadesse liikuvad valgud omavad lisaks transiitjärjestustele ka lisasignaaljärjestusi, mis sihtpunkti jõudes proteaaside toimel lagundatakse, kuna need ei kuulu valmis valgu koosseisu.
Etapid: Signaaljärjestusega valk seostub chaperonidega, mis kasutavad ATP energiat, et hoida valk lahtikeerdununa, ainult sellise struktuuriga valgud saavad mitokondrisse siseneda. Sisenev valk liigub läbi välismembraani ja sisemembraani spetsiaalsete kanali kaudu ning see saab toimuda vaid sellises kohas, kus kaks membraani kokku puutuvad. Transpordiks on vajalik ka pmf. Ka maatriksis säilitatakse valgu lahtikeerdunud strukt. ning N-terminaalsest otsast eemaldatakse signaaljärjestused. Pärast seda valgud konformeeruvad.
108. 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. 144?
Oksüdeerub 9 AcCoA, 8 NADH ja 8 FADH2 molekuli. AcCoA omakorda 3NADH ja 1 FADH molekuli peale. Kokku on siis 35NADH ja 17FADH2. NADH oksüdeerumisel liigub 10 prootonit, FADH2 puhul 6. Kokku 350 + 102 = 452 prootonit. 452/4=113 ATP-d
Vaadake igaks juhuks seda, ma olen natuke primitiivne olnud siin. http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/622overview.html ← siin arvestatakse ~3 prootonit ATP peale. Lahendaks siis mitteprimitiivselt ka?
Jagades süsinike arvu kahega, saab AcCoA arvu, lahutad sealt ühe ja saad NADH ja FADH2 arvu. Igast AcCoA’st tekib omakorda 3 NADH’d ja 1 FADH2. Iga NADH arvelt saad üle kanda 10 prootonit, iga FADH2 arvelt 6 prootonit. Prootonite arvu jagad ühe ATP sünteesimiseks vajaliku prootonite arvuga ja vastus käes. Sain ka 113.
109. Mitokondriaalses elektronide transpordi ahelas ( mETA ) liigub NADH oksüdeerumisel vabanenud 2 elektroni. Kui palju prootoneid liigub läbi mitokondri sisemembraani 2 elektroni liikumisel? 4 prootonit Põhjendage.NADHCoQ seob mitokondri maatriksist 2 prootonit ja kaks elektroni, tekib CoQH2, mis annab erinevate komplekside vahendusel 2 prootonit ja kaks elektroni membraanide vahelisse alasse, ühest elektronist saab nö ringlev elektron mis tekitab CoQ- kompleksi. Selle kompleksiga seondub veel üks ringlev elektron ( vabanenud teiselt CoQh2lt, sest protsess toimub ju pidevalt), saab tekkinud kompleks veel kaks prootonit membraanidevahelisse alasse toimetada. Üks elektron muutub jälle ringlevaks elektroniks ja teine elektron seotakse Cyt c-le, kust edasi oksüdeerub nende elektronide arvelt hapnik. Põhimõtteliselt jääb membraanidevahelisse alasse 2 elektroni, kuna iga transporditava elektronpaari kohta on üks ringlev elektron. Milliste mitokondri piirkondade vahel ja kust kuhu prootonid liiguvad? Liiguvad maatriksist kahe membraanivahelisse alasse. Miks tehakse prootonite liikumise arvutused kahe, mitte ühe elektroni liikumise kohta? Sest Q-tsükkel on üks tervik ning vaid ühe elektroniga arvutamisel ei oleks sisuline taust õige??? Ma pakun, et kuna poolikute hapnikumolekulidega ei ole esteetiliselt kaunis tegutseda, siis võetakse 2 elektroni tasakaalustamaks reaktsiooni. Sest elektronid esinevad vaheldumisi oksüdeerunud ja redutseerunud vormis - redokspaarina.
110. 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.
111. 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
112. Kloroplastide suurus. 2 - 10 micrometers in diameter
113. Kloroplastide peamised kompartmendid ja membraanid.
Membraanid - Välismembraan, sisemembraan ja tülakoidide ( lamellide )membraanid. Kompartmendid - Tülakoidid (väikesed lamedad vesiikulid), graanid (tülakoidide virnad), graanitülakoid (üksikud tülakoid graanis), stroomatülakoid (ühendab graanid üksikute hõredamalt paiknevate tülakoididega), strooma (kloroplastide sees väljaspool tülakoide paiknev piirkond), luumen (tülakoidide siseruum ).
114. Fotosünteesi valgusstaadiumi reaktsioonid ja produktid , millises kloroplasti osas toimuvad.
Lähteained: süsihappegaas ja vesi
Produktid: glükoos ja hapnik
Reaktsioonid toimuvad kloroplastide sisemembraanidel (tülakoidmembraanidel).
Saab alguse klorofülli ergastamisest valgusenergia abil. Edasised reaktsioonid toimuvad ergastatud klorofülli energia arvel. Peamised protsessid: klorofülli ergastamine valguse toimel; fotooksüdatsioon ehk vee fotolüüs; elektronide energia salvestamine eletrontranspordiahelas ATP energiaks; prootonite liitmine vaheühendile (2NADP + 2H+ -> NADPH2)
Lähteained vesi ja 2 NADP, produktid hapnik ja 2 NADPH'd, 3ATP'd. valgusstaadiumi lõpuks glükoosi veel valmis pole.
115. Vee fotooksüdatsiooni valem, millises kloroplasti piirkonnas toimub, tekkinud produktide kasutamine.
2H2O + 4hV + = 4H+ + O2 + 4elektroni, seega neli valguskvanti on vaja, et eemaldada 4 elektroni kahest vee molekulit, vabaneb hapnik. Toimub tülakoidide membraanides. Tekkinud prootonid liiguvad luumenisse, pmf. Elektronid liiguvad kinoonile ja sealt NADP-le, tekib NADPH.
Tekkivad hapnikuaatomid liidetakse molekuliks ning suunatakse atmosfääri.
116. Fotosüsteemi ehitus, mis toimub fotosüsteemis, kus paikneb. Milline protsess toimub fotosüsteemi tsentris ?
Fotosüsteemiks nimetatakse pigment -valk kompleksi, paiknevad tülakoidide membraanides. Iga fotosüsteem koosneb antennist(valgust neelavad pigmendid ) ja reaktsioonitsentrist(valkude kompleks+2 klorofüll a molekuli+seos elektroni doonor-akseptoriga). Antenn sisaldab ühe või mitu valgust koguvat kompleksi, mille pigmendi molekulid absorbeerivad valguskvante. Valgusenergia liigub antennist tsentris paiknevatele klorofüll a molekulidele, mis muudavad valgusenergia keemiliseks energiaks. Kui klorofüll neelab valguskvandi , elektronid ergastuvad ja muutuvad nõrgemalt seotuks. Reaktsioonitsentris toimub ka laengute lahutamine e. elektroni eraldamine klorofülli molekulilt ning selle kandumine kinoonile(elektroni akseptorile). Klorofüllile jääb seega + laeng ning on tugev oksüdeerija, võtab elektroni luuumenipoolsel küljel paiknevat elektronidoonorilt. (H2O)
117. Kuidas tagatakse elektronide liikumine fotosünteetilises ETA-s, millised valgulised kompleksid osalevad.
Elektronide liikumiseks fETAs on vajalik PSI ja PSII koostöö, kuna PSII eraldunud elektronid ei saavut piisavat energiat NADP-le liitumiseks ning see saab toimuda ainult PSI-st saadud täiendava energia arvelt. Valgud: Cytb/f-kompleks, plastostüaniin, ferrodoksiin, OEC, feredoksiin NADP reduktaas jne.
118. 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. Valgusenergia (mitte elektronid!) liigub antennist reaktsioonitsentrumis paiknevatele klorofüll a molekulidele, millede vahendusel toimub valgusenergia konverteerimine keemiliseks energiaks
119. Mitu H+ transporditakse 2H2O oksüdeerumisel vabanenud elektronide liikumisel fs ETA-s, kui palju ATP-d on võimalik selle arvel sünteesida?
8 prootonit. 2-3 ATP-d.
Kui H2O oksüdeerumisel tekib kaks elektroni ja vabaneb 8 elektroni, kas siis kahe H20 (H2Od on ju kaks molekuli) redutseerumisel ei transpordita 16 prootonit?
Stroomast luumenisse kokku 12 H+ -i, ATPaas sünteesib ATP u 3-5 H+ ga. Sõltuvalt subühikute arvust promootoris. Seega 12 H+ -st umbes 3 ATP-d + O2
120.Pmf suurus kloroplastides.~8 stroomas ja ~5 luumenis –> ΔpH = 3
-0,03-0,06*3=-0,21V=-210mV
121. Fotosünteesi biokeemiline staadium, millised faasid eristatakse. Millises faasis on vajalik ATP ja NADPH, milleks?
? Biokeemiline staadium: CO2 ainevahetuses.
Faasid: Süsihappegaasi seostumine ja redutseerimine sahhariidideks – toimub ainult valguses (valgusstaadium) ja Calvini tsükkel( Calvin - Benson – Bassham tsükkel)
(fotosünteesi pimereaktsioonid).
Milleks ATP ja NADPH: valguses tekib ATP ja NADPH mis on vajalikud Calvini tsükli toimumiseks.?
122. Millises kloroplastide osas CO2 sidumise ja redutseerumise reaktsioonid toimuvad?
Stroomas
123. Millist reaktsiooni katalüüsib ensüüm Rubisko .
Sahhariidide sünteesil
124. Kloroplasti DNA ehitus, suurus, milliseid valke kodeerib.
Rõngas DNA molekulid, sarnaneb tsüanobakterite DNAle. 120k-160k bp. ~120 geeni, millest 20 kodeerivad fETA valke ja kodeeritakse ka rubisko suur subühik.
125. Fotosünteesi protsessis ..............................oksüdeeritakse ja ..........................redutseeritakse. Kirjutada sisse õige variant.
a) Sahharoos -hapnik
b) Süsihappegaas-vesi
c) Vesi-süsihappegaas Fotooksüdatsioon ja süsihappegaas redutseeritakse suhkruks
d) Vesi-hapnik
e) Sahharoos-süsihappegaas
126. Nimetage kloroplastis funktsioneerivaid subühikutest koosnevaid valke, mille mõned subühikuid on kodeeritud tuuma genoomis, mõned kloroplasti genoomis.
rubisco
Mikrofilamendid
127. Aktiini omadused. Aktiinimolekuli polaarsus ja seotus ATP/ADP-ga, + ja – ots.
Aktiin moodustab 1-5% koguvalgust; kodeeritud geenide perekonna poolt; selgroogsetes aktiinide geenide produktid erinevad ainult 4-5 aminohappe poolest, kuid erinevate aktiinimolekulide funktsioonid on erinevad; geenid on konserveerunud; molekulis ~375 aminohappe jääki; Iga aktiini molekul sisaldab Mg iooni ja ATP või ADP
esineb kahel kujul: globulaarne monomeer (molekul on polaarne - molekuli jaotab kaheks osaks vagumus , millesse seostuvad ATP ja Mg); niitjas polümeer G- aktiinist (Polümeer on samuti polaarne. (-) otsana tähistatakse ATPd siduvuva vagumusega otsa, vastaspiirkonda tähistatakse (+) otsana. Subühikute liitumine toimub eelkõige (+) otsa)
128. Kriitilise kontsentratsiooni mõiste ja suurus.
Polümeriseerumine käigus väheneb keskkonnas olevate monomeeride hulk kuni konstantse väärtuseni mida nim kriitiliseks kontsentratsiooniks (Kk). Selle kontsentratsiooni juures polümeriseerumisel liituvate subühikute arv võrdub dissotsieerumisel vabanevate subühikute arvuga. Kk on in vivo tingimustes ~ 0.1µM
129. Nimetage tegureid, millest sõltub aktiini polümeriseerumine.
(Ioonide kontsentratsioonist lahuses), vabade subühikute kontsentratsioonist, polümeriseerumise kiiruskonstandist, aktiini polümeriseerumist reguleerivad valgud.
130. Nimetage peamised valkude klassid mis osalevad aktiinifilamentidest moodustuvate struktuuride tekkes. Nimetage aktiini filamentidest moodustuvaid struktuure.
Aktiiniseoselised valgud e ARP, tekib võrgustik
nukleatsiooniseoselised valgud, tekivad mikrohatud , filopoodid , lamellipoodid või fagotsüteerijatel tassisarnased moodustised
Struktuurid : 1) kimbud -filamendid paralleelselt ( fibriin , villiin, müosiin)
2) võrgustik-filamendid ristuvad (a-aktiniin, filamiin, spektriin)
131. Aktiini mootorvalkude – müosiinide - struktuur
Keemilist energiat motoorseks muutev valk e mehhanokeemiline ensüüm. Koosneb rasketest ja kergetest ahelatest.

• Raskeid ahelaid 1-2, sõltuvalt tüübist. Koosneb kolmest domeenist:
  

Pea, N-terminaalne, seostumiskohaks aktiinile nim ka P- ling . Seostumiskohaks ATPle, omab ATPaasi aktiivsust, toodab mehhaanilist jõudu

Kael , ümbritsetud kergete ahelatega ja võib olla seotud regulaatorvalkudega

Saba, C-terminaalne, sisaldab seostumiskohti mis annavad spetsiifilisuse

• kerged ahelad seovad Ca2+
  

132. Peamised etapid müosiin-aktiin interaktsioonis.
Ensümaatiliselt aktiivne müosiini pea teostab ATP hüdrolüüsi. Konformatsioonilised muutused müosiinimolekulis, mis libistavad aktiini müosiini suhtes edasi poole(alati - ots ees aktiinil ja müosiin liigub seega + otsa poole).
Etapid:

• nukleotiidi seostumine, müosiin ja aktiin seotud, ATP seostub ATP- seostumiskohta , aktiini vagumus avaneb ja pea dissotseerub .
  
• hüdrolüüs, pea pöördub, kaela konformatsioon muutub, müosiini pea seostub uuesti aktiinile, kuid ühe subühiku võtta + otsa poole.
  
• Pi vabanemine , pea pöördub ja liigutab filamenti edasi, - ots ees
  
• ADP vabanemine, esialgse konformatsiooni e kangestusseisundi taastamine
  

133. Lihasrakkude ehitus ja kontraktiilsuse printsiip
Vöötlihased:
koosnevad lihasrakkude kimpudest , lihasrakk koosneb müofibrillidest e. aktiinikimpudest, ja jaotuvad tumedateks ja heledateks ribadeks piki lihasrakku. filamentide + otsad kinnituvad valgulistele Z ketastele. silindrilist osa kahe Z joone vahel nimetatakse sarkomeeriks => müofibrill koosneb sarkomeeride ahelast. Iga sarkomeer koosneb kahte tüüpi filamentidest. Paksud filamendid koosnevad ainult müosiinist ja peened filamendid aktiinist. Sarkomeeride tumeda osa moodutavad paksud müosiinimolekulid ja aktiin ja heleda osa ainult aktiin. Aktiini filamentide + ots on seotud valkudega CapZ ja a-aktiniin, - ots tropomoduliiniga, et takistada filamentide lagunemist.
Silelihased :
Koosnevad värtnakujulistest rakkudest, mis sisaladavad ühte tuuma. Peened ja paksud filamendid. Puuduvad sarkomeerid ja müofibrillid.Peened ja paksud filamendid on seotud tihedate piirkondadega, analoogiliselt Z ketastele.Teine ots on kaetud plaatidega, mis asuvad membraanis => membraanide seostumine fibrillidega.
Lihaste kokkutõmbumisel peened ja paksud filamendid libisevad üksteise suhtes. Muutub sarkomeeri pikkus. ATP ja Ca2+ juuresolekul müosiinipead pöörduvad ja lükkavad aktiinifilamendid sakromeeri keskossa . Kokkutõmbumine toimub tsoonis, kus aktiin ja müosiin kattuvad.
134. Millistes protsessides lisaks lihasrakkude kontraktsioonile veel osaleb aktiin/müosiin kompleks.

• Tsütoplasma voolamine
  
• Tsütokineesis osalemine- kahe tütarraku moodustumine
  
• raku komponentide liigutamine
  
• vesiikulite liikumine
  
• rakkude edasiliikumine tahkel pinnal
  

135. Kuidas närviimpulsi jõudmine mootorneuronini põhjustab sarkomeeride kokkutõmbe. Ca2+ osa.
Ca konts. kasv tsütosoolis põhjustab lihaste kokkutõmbeid. Ca konts. on puhkeseisundis madal ja see tagatkse Ca-ATPaasi abil, mis Ca pidevalt rakust välja pumpab. Kui närviimpulss jõuab lihasrakuni, muutub EP ja toimub depolarisatsioon . Signaal toimetatakse mööda spetsiifilisi signaaliülekande ahelaid sakroplastilise retiikulumi Ca pumpadeni, mis avanevad ja Ca kontsentr. suureneb. Selle mõjul aktiiniga seondunud valgud tropomüosiin ja troponiin muudavad oma asetust aktiini filamentidel, vabaneb aktiini müosiiniga seostumise piirkond ja müosiin saab mööda aktiinifilamenti liikuda.
136. Mootorvalk liigub tsütoskeleti + otsa suunas. kinesiin
137. Mootorvalk liigub tsütoskeleti valgu – otsa suunas. düneiin
138. 10 ATP hüdrolüüs võimaldab müosiinil II liikuda ..50-100 nm . kaugusele
Mikrotorukesed
139. Aktiini ja tubuliini võrdlus (mille poolest erinevad ja mille poolest sarnanevad)
Aktiin seob ATP’d, müosiinirada, reguleeritud kokkupanek paljudes kohtades. Tubuliin seob GTP’d, kinesiinide ja düneiinide rada, reguleeritud kokupanek vähestes kohtades.. Mõlemad dünaamilised, polariseeritud , üsna jäigad.
140. Mis on treadmilling ja millistes tingimustes toimub
Treadmilling on ühe filamendi otsa kasv, samas kui teine ots lüheneb. See tekitab efekti, justkui filament liiguks. Toimub tingimustes, kus ühest otsast proteiinisubühikuid pidevalt eemaldatakse samas kui teise otsa neid lisatakse.
141. Nimetage vähemalt 4 tegurit, mis mõjutavad mikrotorukeste polümeriseerumist ja depolümeriseerumist.
Dimeeride kriitiline konsentratsioon, GTP tubuliini subühikute seostumise kiirus, taimedest isoleeritud alkaloidide lisandumine, MAPi fosforüleerimine.
tsentrosoomide olemasolu? Kriitiline kontsentratsioon e alfa ja beeta dimeeride konts mis on tasakaalus mikrotorukestega. Gtp tubuliini subühikute seostumise kiirus.taimedest isoleeritud alkaloidid mis seostuvad dimeeriga pöördumatult ja takistab polüm või depolüm. MAP kui fosforüülida siis mikrotorukesed lagunevad. Ainult sellised mikrotorukesed mille + ots on seotud GTP tubuliiniga on stabiilsed ja võivad siduda tubuliini subühikuid.
142. Millistes protsessides osalevad mikrotorukesed ja nende mootorvalgud .
Vesiikulite transport rakkudes. Et mootorvalkude saba kinnituks vesiikuli külge peavad vesiikulite membraanis esinema spetsiifilised valgud, retseptorid.
143. Millistes kohtades rakus toimub mikrofilamentide ja millistes mikrotorukeste polümeriseerumine, millised valgud vajalikud?
Mikrofilamentide polümeriseerumine toimub rakumembraani läheduses, vajalikud tümosiin ja profiliin. Mikrotorukeste polümeriseerumine toimub tsentrosoomis rakutuuma lähedal, vajalikud ilmselt alfa- ja beetatubuliinid...
144. Kus ja kuidas toimub loomarakus mikrotorukeste moodustumine? Mikrotorukesed on selle struktuuriga seotud kas (-) või (+) otsa vahendusel? (alla kriipsutada õige variant).
Taimede tsentrosoomides ja teatud tüüpi loomarakkudes (mõned epiteelirakkude tüübid) tsentrioolid puuduvad ja järelikult pole vajalikud mikrotorukeste kokkupanekuks. Katsed puhastatud tsentrosoomidega on näidanud, et nende lisamisel tubuliini subühikute segule toimub kiire mikrotorukeste moodustumine – seega tsentrosoomid on kohaks kus algab mikrotorukeste moodustumine nii, et (-) otsad jäävad seotuks tsentrosoomiga. Seega mikrotorukeste orientatsioon rakkudes on polaarne. Subühikute lisandumine toimub mikrotorukeste (+) otsale.
145. Kirjeldage mikrotorukeste mootorvalke ja iseloomustage (sammu pikkus, liikumise suund mikrotorukesel)
Mikrotorukeste mootorvalkude klassid
Klass
Transporditav kompleks
Liikumissuund
Tsütosooli kinesiinid
Tsütosooli vesiikulid
(+)
Mitoosivärtna kinesiinid
Värtna mikrotorukesed, kinetohoorid (kromosoomid)
(+) ja (-)
Tsütosooli düneiinid
Tsütosooli vesiikulid, kinetohoorid (kromosoomid)
(-)
Aksonema düneiinid
Mikrotorukesed viburites ja ripsmetes
(-)
146. Kirjeldage lühidalt aksoneemi ehitust ja nimetage piirkondi inimese organismis, kus sellised struktuurid paiknevad. Kuidas aksoneemi struktuur tagab liikumise?
Aksoneem on membraani väljakasv mis sisaldab mikrotorukestest koosnevat struktuuri. See koosneb 9 välimisest mikrotorukestepaarist, mis ümbritsevad kahte ühekaupa paiknevat mikrotorukest, kusjuures iga paar koosneb A ja B torukesest. Kõikide mikrotorukeste + ots paikneb aksoneemi raku tsentrist kaugemas osas. Seondub rakuga basaalkehakese abil.
Liikumises osaleb düneiin, mille vahendusel toimub ühe paari A torukese liikumine teise paari B torukese - otsa poole. Teiste sidemete esinemise tõttu mikrotorukeste paaride vahel tekib lainetav liikumine.
A toruke sisaldab 13 protofilamenti, B toruke 10. Aksoneem on seotud rakuga basaalkeakese abil. Selle strktuur on sarnane tsentrioolide struktuuriga ja sisaldab 0 kolmest mikrotorukesest koosnevat rühma milles 13 protofilamendist koosnev A toru on seotud ebatäieliku B toruga ja ebatäieliku C toruga. Basaalkehakese A ja B torud jätkuvad viburis aga C tor lõpeb basaalkehakese ja viburite vahelises üleminekutsoonis. Inimkehas on näiteks inimese hingamisteed epiteelrakud ja spermatosoidide vibur . Aksoneemis dimeersete torukeste A toru on soetud väliste ja sisemiste düneiini molekulidega ja aksoneemi struktur säilib mitmete valkude abil.
147. Millised haigused milliste tunnustega on seotud aksoneemi häiretega.(Kartageneri sündroom)
Mutatsioonid viburite v ripsmete düneiinis võivad põhjustada seda sündroomi mida iseloomustab isasteriilsus kuna spermatosoidid ei liigu. Samuti vastuvõtlikkus kopsuinfektsioonidele kuna liikumatud ripsmed ei eemalda hingmisteede pinnalt baktereid.
148. Kinetohoorsed, polaarsed ja astraalsed mikrotorukesed, nende funktsioonid mitoosis, milliste mootorvalkude abil need realiseeruvad?
Kinetohoorsed mikrotorud seostuvad kromosoomidega ja osalevad kromatiidide eraldamises üksteisest ja jaguneva raku poolustele liikumises.
Polaarsed mikrotorukesed on seotud vasastsentrosoomist lähtuvate polaarsete mikrotorukestega ja anafaas B toimumisega. Nende + otstega seostuvad kinesiinid. Toimub erinevatelt poolustelt lähtuvate polaarsete mikrotorukeste liikumine üksteise suhtes.
Astraalsed mikrotorukesed paiknevad kiirjalt ümber tsentrosoomi ja osalevad mitoosivärtna ruumilises fikseerimises ja selle pikemaks venitamisel anafaasis. - suunalised mootorvalgud düneiinid rakkude kooreosas membraani all tõmbavad astraalseid mikrotorukesi kaugemale (pooluste kaugenemine).
Anafaas A’s toimub liikumine mikrotorukeste – otsa poole siis võivad osaleda düneiinid.
149. Tsentrioolide funktsioonid rakutsüklis, tsentrioolide tsükkel.
Tsentrioolid on seotud mitootilise värtna organiseerimisega ning tsütokineesi lõpetamisega.
Tsentriool on väike silindrikujuline organell mille seina moodustavad 9 kolmekaupa agregeerunud mikrotorukest.
150. Defineerige tsentrosoom , tsentromeer , kinetohoor.
Tsentrosoom on valgulist materjali sisaldav piirkond, mis ümbritseb tsentrioole ja tagab interfaasis mikrotorukeste moodustumise.
Tsentromeer on kromosoomi DNA järjestus, millele seostub kinetohoor. Seob omavahel õdekromatiidid.
Kinetohoor on valguline kompleks, mis seostub kromatiidi tsentromeeri piirkonnaga ja tagab mikrotorukeste seostumise kromatiidi külge mitoosivärtna moodustumisel.
151. Nimetage tsentrioolide funktsioone rakkudes lisaks mitoosile.
Osalevad viburite ja ripsmete moodustumises,
152. Nimetage 3 taimeraku mitoosi iseärasust võrreldes loomarakuga
Tsentrioolid puuduvad, rakuseina tõttu erinev tsütoplasma pooldumine . Raku jagunemistasapinda moodustub Golgi kompleksi vesiikulitest ja neid transportivatest mikrotorukestest fragmoplast. Vesiikulid sisaldavad rakuseina materjali, nende kokkusulamisel tekibki uus rakusein .
153. Kirjeldage kinetohoori ehitust.
Kinetohoor on kihiline - võib eristada sisemist e kromosoomipoolset ja välimist mikrotorukese poolset plaati, mis on omavahel valkudega ühendet.
Kinetohoor on kihilise ehitusega ja võib eristada sisemist ehk kromosoomi poolset ja välimist mikrotorukese poolset plaati mis omavahel teatud valkudega ühendatud. Imetajate sisemises plaadis on leitud 4 erinevat valku, välimises plaadis on leitud düneiin ja kinesiini sarnane valk CNP-E. On ka tsentromeeriga seostuvad faktorid .
154. Kromosoomide liikumine anafaasis a ja b
--A: kinetohoorsed mikrotorukesed lühenevad ja kromosoomid tõmmatakse poolustele.
--B: poolused kaugenevad üksteisest, mitoosivärten pikeneb.
155. Millistes mitoosi protsessides osalevad kinesiinid ja millistes düneiinid, millistes tubuliini polümeriseerumine ja depolümeriseerumine
-Kinesiin: anafaas B.
-Düneiin: prometafaas, metafaas, anafaas B.
Polümeriseerub prometafaasis; depolümeriseerub anafaasides A ja B.
156. Mootorvalk liigub tsütoskeleti (-) otsa suunas. Millise mootorvalguga võiks olla tegemist?
Mingi düneiin või mitoosivärtna kinesiinid.
157. Millises mitoosiprotsessi osas sellised mootorvalgud funktsioneerivad?
Metafaasis kromosoomise pendeldamise ajal (mõlemad)
158. Milliste mootorvalkude ja milliste tsütoskeleti valkude interaktsioon toimub loomaraku tsütokineesis?
a. DNA replikatsiooni
b. Mitoosivärtna teket
c. Kahe tütarraku eraldumist tsütokineesis - aktiini rõngas
d. Viburite liikumist
159. Tsütohalasiin B on mikrofilamentide moodustumist takistav ühend. See ühend seetõttu takistab .....................................(kirjutada, millise protsessi toimumist mitoosis)
See ühend seetõttu takistab tsütokineesi toimumist mitoosiprotsessis.
Meetodid rakubioloogias
160. Milliseid geenitehnoloogilisi meetodeid kasutatakse valgu lokalisatsiooni muutuse jälgimiseks elusas rakus?
Bioluminestseeruvad/fluorentsed lisandused rakku vastavale valgule.
161. Kuidas toimite, kui tahate näha ühe spetsiifilise valgu lokalisatsiooni rakus?
162. Mille poolest erineb uuritavast objektist tavalise fluorestsentsmikroskoobi abil saadav kujutis konfokaalse fluorestsentsmikroskoobi abil saadavast kujutisest?
163. Kuidas tuleb uuritavat preparaati töödelda, et see oleks vaadeldav skanneeriva elektronmikroskoobiga?
164. Milliste meetoditega on võimalik apoptoosi näidata.
Peroksüsoomid, lüsosoomid, proteasoomid
165. Lüsosoomide struktuur, suurus, ehitus, toimuvad protsessid
Lüsosoomid on loomarakkudes üheks piirkonnaks, kus toimub kõige erinevamate ühendite lagundamine. Lüsosoomidesse liiguvad ja lagundatakse seal ka endotsütoosi ja fagotsütoosi teel rakkudesse sattuvad ühendid ja organismid, aga samuti teatud ERst punguvates vesiikulites olevad ained. Lüsosoomid on seotud ka vananenud ja mittefunktsioneerivate organellide lagundamisega.
Lüsosoomid on ühe membraanikihiga ümbritsetud organellid diameetriga~0.2-0.5 µm. Nende luumeni pH on happeline (4,5-5). Happelise pH tagab V-tüüpi H+-ATPaas lüsosoomide membraanis, pumbates prootoneid tsütoplasmast lüsosoomi.
166. Kuidas kaitseb lüsosoom enda membraani hüdrolaaside lagundava mõju eest?
Lüsosoomide membraanis esinevad valgud on tugevasti glükosüülitud. Arvatakse, et see kaitseb neid lüsosoomisiseste proteaaside lagundava toime eest.
167. Nimetage vähemalt kaks lüsosomaalset ladestushaigust ja kirjeldage mehhanism , mis haiguse tingib.
1)Pompe haigus – puudub a-glükosidaas, mis vajalik glükogeeni lagundamiseks
2)Harvaesineva I rakulise haiguse (ingl. Inclusion-cell disease) korral puuduvad praktiliselt kõik lüsosomaalsed ensüümid lüsosoomi transportiva süsteemi häirete tõttu. Defektne on ensüüm, mis katalüüsib lüsosoomi liikuvate valkude fosforüülumist. Seetõttu Golgi kompleksi retseptorid ei tunne vastavaid valke ära ja need transporditakse rakkudest välja, mitte lüsosoomidesse. Esinevad veres. Lagundamata ained kogunevad rakkudes lüsosoomidesse inklusioonidena
168. Peroksüsoomide struktuur, suurus, ehitus.
Need on väikesed ühekordse membraaniga organellid (0,2 – 1 µm diameeter ).
Peroksüsoomid sisaldavad mitmesuguseid flavoproteiinseid oksüdaase (ensüüme, mille kofaktoriteks on FAD või FMN), mis oksüdeerivad orgaanilisi ühendeid hapniku kasutamisega. Sellisteks ensüümideks on näiteks D-aminohapete oksüdaas, rasvhapete oksüdeerumises osalevad ensüümid, lutsiferaas jt.
Peroksüsoomides DNA ja ribosoomid puuduvad, seega kõik peroksüsoomide valgud peavad saama imporditud tsütoplasmast
169. Loetlege, millised biokeemilised protsessid toimuvad peroksüsoomides?
1)Rasvhapete lagunemine toimub nii mitokondrites kui ka peroksüsoomides.
2)Eriti pikaahelalised rasvhapped (süsiniku aatomeid> 20) lagundatakse ainult peroksüsoomides.
3)Maksa ja neerude rakkude peroksüsoomides lagundatakse mitmesugused vereringes esinevad toksilised ühendid ( alkohol , formaldehüüd, aromaatsed ühendid, ravimid ) vesinikperoksiidi kasutamisega näiteks peroksüdaaside poolt.
170. Kuidas peroksüsomaalsed valgud liiguvad tsütosoolist peroksüsoomidesse?
Kuidas satuvad ensüümid peroksüsoomidesse?
Need ei satu sinna mitte Golgi kompleksi kaudu, nagu lüsosomaalsed ensüümid, vaid peroksüsoomides vajaminevad ensüümid korjatakse kokku tsütoplasmast. Äratundmissignaaliks on siin tripeptiid Ser-Lys-Leu (SKL). Kui selline järjestus eksperimentaalselt mingile valgule lisada, siis satub ta peroksüsoomi.
171. Kirjeldage peroksüsoomide funktsioneerimise häiretega kaasnevaid haigusi inimesel
Zellwegeri sündroom on tingitud ensüümide peroksüsoomidesse impordi häirest. Neil haigetel on aju, maksa ning neerude talitluse häired ning nad surevad varsti peale sündi. Üks selle haiguse vormidest on tingitud mutatsioonist peroksüsoomi membraanivalku määravas geenis, mis ei võimalda ensüüme korralikult importida. Selle tulemusel nende patsientide peroksüsoomides pole peaaegu üldse vajalikke ensüüme ning tagajärjeks on raske ainevahetuse häire.
X-liiteline adrenoleukodüstroofia (ALD). Selle haiguse puhul puudub peroksüsoomidest üks kindel ensüüm, mis seob peroksüsoomis ko-ensüüm A (CoA) väga pika ahelaga rasvhapetele. Ka selle haiguse primaarne põhjus peitub selles, et peroksüsoomi membraanis ei funktsioneeri korralikult üks transportvalk, mis vastutab selle ensüümi impordi eest. Tagajärjeks aga on see, et rakk ei suuda lagundada pika ahelga rasvhappeid. Sellised lapsed on pealtnäha terved kuni keskmise lapseeani, siis aga arenevad rasked neuroloogilised häired ning surevad paari aasta jooksul.
172. Kirjeldage proteasoomide ehitust, lokalisatsiooni rakus ja nendes toimuvaid protsesse.
Proteasoom on ehituselt silindriline, koosneb valgulistest beeta- ja alfa-subühikutest. Esineb kindlasti tuumas, tsütosoolis, vakuoolis, kloroplastis. Lagundab valke, mis on kovalentselt ubikvitiiniga seotud. Proteasoom moodustub ATP abil (mitmest kompleksist ühtseks) ning ADP ja Pi lahkumisel siseneb sinna ubikvitiinijupp, mille taga on termineerimisele kuuluv valk. Valgud harutatakse tagasi lahti (polüpeptiidid) ning ubikvitiin ja proteasoom lagunevad.
173. Iseloomustage chaperon’id ja nimetage protsesse milles osalevad.
Chaperon’id on spetsiifilised saatjavalgud, mis stabiliseerivad ebastabiilsed konformatsioonid, kiirendavad oligomeeride teket, valkude lagunemist ja tagavad lokalisatsiooni kindlates raku piirkondades. Chaperon’ide toime tsütosooli ribosoomidel toimub kotranslatsiooniliselt, kloroplastide ribosoomidel translatsioonijärgselt.
174. Iseloomustage chaperonin’id ja nimetage protsesse milles osalevad.
Chaperonin’id– tagavad kokkukeerdumise. Mõjuvad struktuuri tekke hilisematel staadiumitel. On oligomeersed valgud, mis moodustavad sisemusse kanali, kus valgu konformatsiooni teke toimub. Vajalik ATP. Esinevad pro- ja eukarüootides.
Rakubioloogia I,
Kordamisküsimused: rakutuum, geeniregulatsiooni sissejuhatus.
1. Nimeta protsesse, mis toimuvad eukarüootse raku tuumas.
DNA replikatsioon , reparatsioon(parandamine) ja RNA transkriptsioon , tuumatransport, RNA subühikute kokkupanek
2. Kus ja kuidas paiknevad lamiinid ja mis on nende ülesanne?
Lamiinid paiknevad tuumamembraani sisepoolusel ning ühendavad membraani kromatiiniga. Toetavad sisemembraani seespoolt.
3. Milline on valkude transpordi erinevus tsütoplasma-ER-i ja tsütoplasma-tuuma vahel?
Tsütoplasma-tuuma vahel toimub transport läbi spetsiifiliste tuumapoooride, mis lasevad NLS’i ja NES’i abil endast läbi kõrgmolekulaarseid ühendeid. Valk kokkukeerdunud.
Tsütoplasma-ER’i vahel toimub transport läbi translookonite, SRP(signaaliäratundja partikkel) determineerib, kas valk saab ER’i v mitte. Valk lahtikeerdunud.
Tsütoplasma-tuuma vahel toimub transport läbi tuumapoori kompleksi, ehk läbi spetsiifiliste pooride, mis on valmis läbi laskma kõrgmolekulaarseid ühendeid. (või pigem vaata küsimus number 5. vaja on signaale NLS ja NES + tuuma transpordi retseptorid.)Tsütoplasma ja ER-i vahel toimub transport aga läbi translookonite. Osa võtab SRP signal recognition particle , ehk signaali äratundev partikkel, mis on RNA signaaljärjestus, mis ütleb, kas valk saab ER-i või mitte. Pmst vaja on GTPd, SRP-d ja selle retseptorit moodustamas kompleksi ning translookonit, kui signaaljärjestus seostub translookoniga siis selle värav avaneb ja valk liigub ER-i sisse.
Erinevuseks on veel see, et ER-i liikudes peab valk lahtikeerduma, tuuma minekuks aga ei pea.
4. Kui suur on tuumapoori difusioonipiir? Kirjelda lühidalt tuumapoori kompleksi ehitust.
Tuumapoori difusioonipiir on 40kD – ehk kuni 40kD suuruste molekulide difusioon toimib läbi NPC ilma takistuseta, ei vaja spetsiaalseid kandjaid ega energiat.
Tuumapoori kompleks koosneb umbes 3000-5000 poorist, iga poor koosneb u 100st valgust, millest enamik on tähistatud erineva numbriga nukleoporiinina. Tsütoplasmapoolsel osal poorist jäävad väljaulatuvad filamendid, sissepoole jääb tuuma korv . Poori moodustavad valgukompleksid on seotud ka tuuma lamiinidega.
5. Millised valgumolekuli osad tagavad tuumaimpordi ja -ekspordi valkudele, mille suurus ületab tuumapoori difusioonipiiri? Kirjelda neid lühidalt.
Tuumaimpordi tagab valkudele NLS signaaljärjestus ( nuclear localization signal) ja ekspordi NES ehk nuclear export signal. Mõlemad on lühikesed aminohappelised järjestused. Ei lõigata kohe ära, sest võib korduvkasutuseks vaja minna. Valgud ei pea olema lahti keerdunud .
6. Kuidas liigitatakse karüoferriine ning mis on rakus nende ülesandeks?
Karüoferriinid ehk tuuma transpordi retseptorid, jagatakse eksportiinideks ja importiinideks. Rakus on nende ülesandeks valke tuuma ja tuumast välja transportida.
7. Milline makroergiline ühend tagab energia transpordil tuuma ja tsütoplasma vahel ning milliste valkude vahendusel see transport teoks saab (3 valku)?
Energia transpordi tuuma ja tsütoplasma vahel tagab GTPaase aktiivsusega Ran-valk. Tuuma sisenedes on seotud GDPga, tuumas paikneb (Ran-)GEF-valk(guanine exchange factor), mis seostub Ran-valguga ja muudab selle GTP vormi. Tuumast väljudes seondub Ran-valguga aga hoopis (Ran-)GAP(GTPase activating protein ), mis viib valgu jälle GDP vormi. Transport toimub GDP-GTP gradendi toimel. Ran-GTP vabastab import -retseptori ehk importiini tema koormast.
8. Kuidas paiknevad tuumas kromosoomid ning kuidas paiknevad tuumas rohkem geene sisaldavad kromosoomid?
Kromosoomidel on tuumas igal ühel oma piirkond, territoorium . Rohkem geene sisaldavad kromosoomid paiknevad tuumakeses tsentraalsemalt ja vähem geene sisaldavad perifeersemalt.
9. Mis eristab tuuma organelle tsütoplasma organellidest?
Pole eraldatud membraaniga, ning ained, mis asuvad mujal karüoplasmas võivad sinna vabalt difundeeruda.
10. Milline on kõige tuntum tuuma organell/reaktsioonikeskus?
Tuumake ehk transkriptsioonivabrik
11. Mis toimub tuumakeses ja mitu tuumakest võib maksimaalselt inimese rakutuumas olla? Mis selle numbri määrab?
Tuumakeses toimib rRNA süntees ja ribosoomide subühikute moodustumine. Inimese rakutuumas võib maksimaalselt olla 10 tuumakest, sest diploidses kromosoomistikus on 10 NORi ehk tuuma organisatoorset regiooni, kus paiknevad rRNA sünteesiks vajalikud geenid. Tavaliselt neid ei transkribeerita korraga ning erinevad NORid koonduvad ühte piirkonda, seega tuumakesi on enamasti palju vähem.
12. Miks on ribosoomi RNA geene eukarüootides palju?
Sest ribosoom koosneb kahest subühikust ja need omakorda koosnevad erinevatest rRNAdest. Eukarüootidel on 4 erinevat rRNAd, prokarüootidel 3. Prokarüoodid toodavad umbes 55 erinevat valku, eukarüoodid 80.
13. Miks ribosoomide koostises olevat kolme RNA molekuli ühise pre-RNA-na sünteesitakse? Tagab nende võrdse koguse.
14. Mis on hetero - ja eukromatiin ? Kus paikneb rakutuumas enamasti heterokromatiin? Millised kromosoomi osad liigitatakse konstitutiivseks heterokromatiiniks? Miks?
Heterokromatiin on kokkupakitud kromosoomide kogum, mille geene eriti ei transkribeerita. Paikneb tuumas enamasti perifeerselt, lamiinidega seotud tuumakeste ümber.
Eukromatiin on rohkemkasutatav ja vähem kokkupakitud, paikneb tsentraalselt.
Konstitutiivne heterokromatiin ei sisalda eriti geene, vaid kõrgelt korduvaid tandeemseid järjestusi, mis enamus ajast tugevalt kokku pakitud.
konstitutiivne heterokromatiin – pakitakse lahti ainult DNA kordistamise ajaks.
Heterokromatiin on kromosoomid, mille geene vähe transkripteeritakse, rohkem kokkupakitud. Eukromatiini kasutatakse rohkem, on vähem kokkupakitud. Heterokromatiin paikneb enamasti tuumamembraani siseküljel olevate lamiinidega seotult tuumakeste ümber. Eukromatiin on tsentraalsem. Konstitutiivseks heterokromatiiniks nimetatakse sellist kromosoomi osa, mis praktiliselt ei sisaldagi geene vaid kõrgelt korduvaid tandeemseid järjestusi, mis enamus ajast tugevalt kokku pakitud.
15. Milles seisneb gefenide positsiooniefekt?
Kui heterokromatiin viia eukromatiini alasse, hakatakse seda suure tõenäosusega transkripteerima, kui eukromatiin viia heterokromatiini alasse vaigistatakse selle avaldumine.
16. Millised on kolm kromosoomi säilitamiseks vajalikku struktuurielementi?
Telomeerid , tsentromeerid ja replikatsiooni alguspunkt.
17. Replikatsiooni alguspunkt – milleks vajalik, erinevused pro- ja eukarüootidel.
Prokarüootidel ja lihtsamatel eukarüootidel on kindlad replikatsiooni alguspunktid, DNA järjestused, kuhu DNA polümeraas kinnitub. Prokarüootidel piisab ühest alguspunktist , originist. Kõrgematel eurkarüootidel on replikatsiooni algus stohhastilisem, kuid reeglina replitseerub enne eukromatiin, siis heterokromatiin.
18. Tsentromeer – milleks vajalik, kirjeldada lühidalt üldist ehitust. Kinetohoori ülesanne.
Tsentromeer on kromosoomi piirkond, mis reguleerib kromosoomide liikumist mitoosi ja meioosi ajal. Kindla DNA järjestusega(100 kuni miljoneid aluspaare tandeemselt korduvates järjestustes) ja sinna seonduvate valkudega. On heterokromatiin, mis pakitakse lahti ainult replikatsiooni ajal. Hoiab õdekromatiide kuni mitoosi anafaasini koos. Tsentromeeri külge seondub omakorda kinetohoor, kuhu seonduvad mikrotuubulid, mis kromatiidid üksteisest eemale tütarrakkude erinevatele poolustele tõmbavad.
19. Telomeer – milleks vajalik, kirjeldada lühidalt üldist ehitust.
Telomeer on kromosoomi otsa kaitsev spetsiifiline kordusjärjestus. Kindlustab kromosoomi otste replikatsiooni, kaitseb nukleaaside eest ning hoiab ära kromosoomide „kokkukleepumise’’. Koosnev u 600-2500 aluspaarist, 3’ ots on 200bp ulatuses üleulatuv, lassotaoline, moodustab T- lingu .
20. Miks telomeerid lühenevad?
Oksüdatiivne stress ; DNA lüheneb iga replikatsioonitsükliga (RNA praimeri seondumiskohas pole enam nukleotiide ).
Telomeeride otsi pikendab 3’ otsast telomeraas. Enamus somaatilistes rakkudes on telomeraas inaktiivne ning rakud saavad jaguneda vaid kindla arvu kordi , sest iga replikatsioonitsükliga jääb DNA lühemaks. See tuleb sellest, et DNA sünteesil mahajäävale ahelale RNA praimeri seondumiskohta ei täida nukleotiididega enam miski. Telomeerid on väga vastuvõtlikud ka oksüdatiivsele stressile. Põhjustab isegi suuremat kadu kui see viimase RNA praimeri värk.
21. Mis juhtub rakuga, kui telomeerid on raku põlvkondade vältel täielikult kadunud?
Hakkab kaotsi minema geneetiline materjal, DNA kahjustuse korral peatub rakutsükkel, rakk ei jagune enam ning sureb .
22. Milline ensüüm pidurdab osades rakkudes telomeeridel lühenemast? Mil viisil see pidurdamine toimub?
Telomeraasi RNA on telomeerse DNA’ga komplementaarne ja toimib telomeeri pikendamisel matriitsina.
Telomeraas- selle RNA komponent on telomeerse DNAga komplementaarne ja toimib telomeeri pikendamisel matriitsina.
23. Millistes rakkudes on vaja aktiivset telomeraasi?
Erinevate organite tüvirakud, naha, soolestiku, vere tüvirakud, sugurakud .
24. Miks prokarüoodi DNA pole nii tihedalt kokku pakitud kui eukarüoodi DNA?
Prokarüootide geenid on tihedamalt koos, rohkem ekspresseeritud, kogusummas on neid aga vähem. Kokkupakkimine pole nii otstarbekas kui eukarüoodil.
25. Millises rakutsükli faasis on eukarüoodi kromosoomid kõige rohkem kokku pakitud? Mitu korda on DNA selles struktuuris kondenseerunud? Kuidas erineb kromatiini kokkupakitus nn G- ja R-bändides?
Mitoosi metafaasis on kromosoomid 10 000x lühemad kui DNA kaksikheeliksis. G-bändis on rohkem kokku pakitud, R-bändis vähem (Giemsa värvid).
Kromosoomid on kõige rohkem kokku pakitud mitoosi metafaasis. Nad on 10 000x lühemad kui DNA kaksikheeliks. G- ja R- bändid tulenevad sellest, kuidas need Gimsa värvidega värvides värvuvad, tumedamad on G ja heledamad R, tumedamalt värvuvad rohkem kokku pakitud kromatiinid.
26. Kuidas ühe liigi mitoosi metafaasi kromosoomidest koostatud kogumit nimetatakse ning mida selle abil teha saab?
Karüotüüp, selle abil saab määrata kromosoomide ümberpaiknevusest tingitud haigusi.
27. Eukarüoodi DNA esimene ja teine pakkimistasand – kuidas neid nimetatakse? Mitu korda need DNAd lühendavad?
I pakkimistasand – pakkimine nukleosoomi – lühendab 7x
II pakkimistasand – 30 nm fiiber / solenoid - lühendab 40x
28. Millistest histoonidest moodustub nukleosoom (mitu histooni ja millised histoonid)? Milline histoon sellesse struktuuri ei kuulu ja mis on tema teadaolevad ülesanded tuumas?
Nukleosoomi moodustavad histoonid H2A, H2B, H3 ja H4 - kõiki 2x. Histoon H1 stabiliseerib ja hoiab nukleosoomi sidemeid püsivatena ning vastutab kõrgemate pakkimistasandite stabiilsuse eest.
Nukleosoom moodustub histoonidest H2A,H2B, H3,H4, kõiki neid on kahekordselt. On olemas ka histoon H1, mis vastutab nukleosoomide omavaheliste sidemete püsivuse eest, stabiliseerib nukleosoomi ja osaleb kõrgemate pakkimistasandite stabiilsuse eest. On väga liikuv ja teised funktsioonid teadmata.
29. Millised mittehistoonsed valgud aitavad kromatiini kõrgemat järku struktuuridesse pakkida ja millised piirkonnad on selle jaoks DNAs?
Kromatiini aitavad kõrgemat järku struktuuridesse pakkida kondensiinid ja kohesiinid. DNAs seonduvad mittehistoonsete valkudega piirkonnad SAR ja MAR.
Mittehistoonsed valgud on näiteks kondensiinid ja kohesiinid (dimeersed, vabad otsad seotud kromatiiniga, hüdrolüüsivad ATPd DNA liigutamiseks). Osaleb ka DNA topoisomeraas II. DNAs on mittehistoonsete valkudega seondumiseks piirkonnad SAR(toesega seotud piirkond) ja MAR(maatriksiga seotud piirkond).
30. Milles seisneb C-väärtuse paradoks ?
Genoomi suurus ei määra organismi keerukustaset.
31. Kirjeldage geeni ehitust.
Geen on DNA lõik, mis transkripteeritakse ühe üksusena ja kannab infot ühe valgu kohta. Geeni hulka loetakse ka intronid ja transkriptsiooni regulaatorpiirkonnad. Promootorpiirkond, kuhu seondub RNA polümeraas transkriptsiooni algatamisel ja terminaatorpiirkond mis lõpetab transkriptsiooni.
32. Mida mõeldakse eukarüoodi geenide segmenteerituse all ning mis toimub splaissingu käigus?
Segmenteerituse all mõeldakse seda, et DNAs on intronid ja eksonid , eksonite geneetiline materjal jõuab valgu kujule, intronid lõigatakse RNAst splaissingu käigus välja.
33. Milliseid ülesandeid võib täita rakus RNA (mRNA-d mitte arvestades)? Nimetage selle kursuse raames käsitletud funktsioone/organelle/ensüümikomplekse, kus RNA on osaline.
RNA aitab moodustada sekundaarstruktuure, transportida valke ER-i, osalevad X kromosoomi inaktivatsioonil ja telomeeride sünteesis.
rRNA – ribosoomide struktuuriüksus, katalüüsib valkude sünteesi
tRNA – transpordib RNA ribosoomile.
snRNA – osaleb splaissingus
siRNA – võimelised geeniekspressiooni välja lülitama.
34. Kui suure osa inimese genoomist moodustavad valke kodeerivad järjestused ehk eksonid? Mis on pseudogeen ?
Eksonid moodustavad 1,5%. Pseudogeen on introniteta ja promootoriteta, ei ekspresseeru. (mRNA pöördtranskripteeritud molekul)
Pseudogeen on mRNA pöördtranskripteeritud molekul, ei ekspresseeru, puuduvad intronid ja promootorid.
35. Millised kromosoomi osad liigitatakse kõrgelt korduva DNA hulka? Kust tuleneb nende nimetus „ satelliit -DNA“?
Tsentromeerid ja telomeerid. Nimetatakse nii, sest need piirkonnad eralduvad muust DNAst tihedusgradiendist tsentrifuugimisel, kuna sisaldavad rohkem A-T paare .
36. Millisesse kahte rühma liigitatakse mobiilsed DNA elemendid ja kuidas võib nende kahe rühma liikumise mehhanismi põhimõtteliselt ja väga lühidalt kirjeldada?
Transposonid ja retrotransposonid. Transposonid on ’’hüppavad’’ DNA elemendid, liiguvad cut- paste meetodil genoomis ühest kohast teise, enamasti ühe kromosoomi piiris . Retrotransposonid liiguvad aga copy -paste meetodil, geen jääb vanasse kohta alles. DNAlt sünteesitakse mRNA, sellelt omakorda pöördtranskriptaas, RNA+pöördtranskriptaas otsivad DNAs uue koha, RNA pöörtranskripteerib end tagasi DNAks ja integraasi toimel liigub uude kohta.
37. Kust tuleneb retrotransposoni „ retro “ nimetus?
Retrotransposonide liikumismehhanism sarnaneb retroviiruste omadega.
38. Millised ensüümid vahendavad transposonide (1) ja retrotransposonide (2) transponeerumist? Kui suure protsendi inimese genoomist moodustavad transponeeruvad elemendid?
Transposonitel transposaas, retrotransposonil pöördtranskriptaas ja integraas. 45%.
Transponeerumiseks on vaja liikumist tagav geen, mis tuleb transkipteerida valguks nimega transposaas. Transposonid moodustavad inimese genoomist 3%. Retrotansposonil on sees pöördtranskriptaasi ja integraasi geen. Moodustavad 8+34% Kokku siis transponeeruvad elemendid 45% genoomist.
39. Kuidas liigitatakse retrotransposone ning milline neist kahest alarühmast on praegugi inimpopulatsioonis aktiivne? Nimeta selle alarühma kolm enim kirjeldatud mobiilset elementi.
Retrotransposone liigitatakse viiruslikeks ja mitte viiruslikeks, mitteviiruslikud on praegugi aktiivsed. Suurimad rühmad neist – LINE, Alu, Sva elemendid.
40. Kas transponeeruvate elementide aktiivsus on hea või halb? Põhjendage vastust.
Puudub ühene vastus. Aktiivsed transponeeruvad elemendid põhjustavad erinevaid mutatsioone , mis võivad olla kahjulikud, kui mõnikord ka kasulikud, sest võisid evolutsiooniliselt tuua kaasa kasulikke kohastumisi (DNA duplitseerumis ja ümberkorraldusi).LINEd võivad olla eellasteks telomeraasile ning võisid mängida suurt rolli immuunvastuse spetsiifika välja kujunemisel.
41. Milleks rakutuuma olemasolu hea võiks olla?
Rakutuuma olemasolu võib hea olla selleks, et transkriptsioon ja replikatsioon toimuks muust rakust eraldi, et transkriptsioonifaktorid saaks kiirelt reageerida väliskeskonnale. Võimaldab paremat kontrolli, kas faktor saab üldse tuuma sisse või mitte.
42. Tooge näiteid valkudest, mis peavad igas rakutüübis ekspresseerunud olema. Kuidas neid valke ühiselt nimetada võiks?
nn. Koduhoidjavalgud - hoolitsevad ekspresseerumise eest ehk nii replikatsiooni, transkriptsiooni kui translatsiooni eest. DNA polümeraas, histoonivalgud, ribosoomivalgud, energia ja ainevahetuse valgud.
43. Kui palju arvatakse (hetkel) inimesel geene olevat ning kui suur osa neist korraga ekspresseeruda võib? Kui suur arvatakse olevat geenide protsent, mille produktid geeniregulatsioonis osalevad?
Inimesel arvatakse olevat umbes 23-25 000 geeni, milleks korraga ekspresseeruda võib 30-60%. Geeniregulatsioonis osalevate geenide protsent arvatakse olevat 10-15% kõikidest geenidest .
44. Millised cis-elemendid on vajalikud, et RNA polümeraas ühe geeni transkribeerimise alustaks ja lõpetaks?
Promootor, enhanser, terminaator. (cis-elemendid asuvad DNAs, mõjutavad transkriptsiooni. Trans-faktorid asuvad RNAs ja mõjutavad transkripsiooni, trans-faktorid on näiteks kõik transkriptsioonifaktorid)
45. Mis tagab enamike valguliste transkriptsioonifaktorite DNA-ga seondumise spetsiifilisuse?
Tõmbejõud, mis tekivad hüdrofoobsestest vastasmõjudest, elektrilisest laengust või teistest molekulaarsetest äratundmismehhanismidest.
Transkriptsioonifaktoride DNAga seondumise tagavad tõmbejõud, mis tekivad hüdrofoobsetest vastasmõjudest, elektrilisest laengust või teistest molekulaarsetest äratundmismehhanismidest – näiteks heeliks -ling-heeliks, heeliks-pööre-heeliks, leutsiini tõmblukk, tsinksõrmed, peptiidiling, beeta-leht.
46. Kuidas saab RNA polümeraasi ligipääsu geeni ees asetsevale promootorile takistada? Kuidas saab seda soodustada?
Nt repressoritega. E.coli näitel - keskkonnas leiduv trüptofaan seondub repressorvalguga ja tekitab seega konformatsioonimuutuse. Suundudes promootorile takistab translatsiooni algust.
Eukarüootidel tähtis mediaator , mis takistab v soodustab RNA polümeeri seondumist.
Saab kasutada repressoreid. Näiteks kui E.coli keskkonnas on trüptofaani, seondub trüptofaan repressorvalguga, mis tekitab konformatsioonimuutuse, repressor seondub seepeale promootorile ja takistab translatsiooni algust.
47. Milliste vahenditega tagatakse võrreldes prokarüootidega eukarüootide geeniregulatsiooni paindlikum kontroll?
Eukarüootide nukleosoomi koostises on histoonid, konserveerunud valgud, mille N-terminaalses otsas asuvast aminohappest ja selle modifitseerumisest sõltub, kas geen ekspresseerub või mitte.
48. Nimeta histoonide kovalentseid modifikatsioone. Milline neist põhjustab DNA ja histoonide vaheliste elektrostaatiliste jõudude nõrgenemise?
Atsetüleerimine, metüleerimine, fosforüleerimine, ubikvitineerimine. Atsetüleerimine põhjustab histoonide ja DNA vahelise elektrostaatilise jõu nõrgenemise, mis laseb RNA polümeraasil kergemini DNA molekuli vahel liikuda promootorini.
49. Miks on imetajate emasorganismis vajalik ühe X-kromosoomi heterokromatiiniks kondenseerimine?
Et vältida olukorda, kus emasorganism hakkab geeni korraga kahelt kromosoomilt ekspresseerima, põhjustades geeniproduktide ebavõrdsuse emas-ja isasorganismide vahel.
50. Miks nimetatakse inaktiveerunud X-kromosoomi fakultatiivseks heterokromatiiniks? Mis juhtub tunnustega, mis on määratud X-kromosoomil olevate geenidega ?
Inaktiveerunud X-kromosoomi nimetatakse fakultatiivseks heterokromatiiniks(Barri kehake ) see-pärast, et tema geenid on vaigistatud, kromosoom on kondenseerunud ja asub nagu heterokromatiinile kohane – tuumas perifeersel, membraanilähedases kohas. Siiski 10% geenidest ekspresseeruvad siiski.
Tunnused avalduvad, ent mitte täielikult.
51. Mis vahendab ühe X-kromosoomi inaktivatsiooni? Millisel hetkel inaktivatsioon toimub ja kui kaua kestab?
Inaktivatsiooni indutseerib RNA. X kromosoom transkribeerib RNA, mis jääb tuuma ja seondub inaktiveeritava X kromosoomi DNAga, indutseerib heterokromatiseerumise. Inaktivatsioon algab varases loote arengus suvalisel ajal ning kestab elu lõpuni.
52. Milles seisneb alternatiivne splaissing ja kuidas võiks see kaasa aidata organismide paremale kohastumusele keskkonnamõjude suhtes?
Alternatiivne splaissing tähendab geeni võimet eksonitest erinevate mRNAde kokkupanekut. Võimaldab erinevate geeniproduktide teket, ehk reageerida erinevatele keskkonnamõjudele, kasutades sama algmaterjali. Valgud on võimalik vastavalt vajadusele eri moodulitest kokku monteerida.
53. Millise kahe protsessi toimumine on peamiseks märguandjaks, et mRNA on valmis tuumast välja transportimiseks?
Splaissing, 3’ ja 5’ otste märgistamine- 5’ otsa lisandub cap-struktuur, 3’ otsa modifitseeritakse adeniini nukleotiididega.
54. Millises mRNA molekuli osas asub info tema rakusisese suunamise kohta? Too üks näide, kus mRNA suunamine/gradient rakus olulist rolli mängib.
mRNA 3’ otsas asub mittetransleeritav piirkond.
Näiteks munarakus on olemas teatud kohtades teatud mRNA, mis omab arengubioloogilist rolli. Näiteks pea arenguks vajalik mRNA asub raku asukohas , kus see just tähtis on.
Või närvirakkudes toimib ennetamine, kus signaalikandeks vajalik mRNA asub aksonite piirkonnas, et info kanduks kiiremini.
55. Mida mõeldakse selle all, et geeniekspressioon on mürarikas? Mis on selle tulemus?
Ekspressioonil on suur roll juhuslikkusel. Molekule küll vähe, aga reaktsioonide toimumise sagedus varieerub palju. Muudab bioloogilised protsessid kõikuvaks, raskesti uuritavaks.
32