15. Kui sul on kaks E.colit, mida teed, et teada saada kas RecA on olemas? 1) PCR 2) UV-ga kiiritad UV-ga kiiritad. Kui RecA on olemas, siis aktiveerib see RecA proteolüütilist stimuleeriva fn-i. RecA aktiveerib LexA autokatalüütilise proteolüüsi ja LexA vabastab enda kontrolli alt olevad SOS reparatsioonigeenid. LexA on repressor ja tavaolukorras on tema kontrolli all olevate geenid ekspressioon takistatud (Uvr). RecA käivitab reparatsioonimehhanismid. 16. Mis tekitab UV? Tekitab DNA ahelas tümiini dimeere, häirivad edasist replikatsiooni (takistavad DNA polümeraasil edasi liikumast) 17. Mis siis saab, kui RecA-? On palju tundlikum UV-le. Ainus kaitse, mis olemas, on fotolüaas. See on valgusest sõltuv ensüüm. 18. Mis on Com valgud? Kompetentsuse saavutamiseks on vajalikud feromoonid (CSF ja ComX). Nende kontsentratsiooni tõustes, sünteesitakse edasised kompetentsusvalgud.
Mitokondri genoom on rõngaskromosoom. mitokondrite, kloroplastide genoomi moodustab üks rõngasjas DNA-molekul ning millel ei ole kromatiinset püsiühendust valkudega (histoonid puuduvad). 4. Kirjelda põhjalikult mitokondriaalset DNA-d? Inimese mitokondriaalne DNA on kaheahelaline rõngasmolekul ja "tihe" on ainult eksonid, intronid puuduvad. H - ja L ahelate transkriptsioon toimub vastassuunaliselt. puudub seotus histoonidega . puuduvad DNA reparatsioonimehhanismid. DNA replikatsioon toimub kogu rakutsükli jooksul, mitte ainult S-s. Mitokondriaalse Genoomi suurus on 16 568np ja sisaldab 37 geeni. mitokondriaalne DNA pärandub ainult emalt järglastele, isa mitokondrid viljastumisel edasi ei kandu. Seda fakti arvestades saab: a) mtDNA abil määrata sugulust emaliini pidi, b( uurida inimese kui liigi põlvnemist, c) uurida mitokondriaalseid haigusi, mis tekivad mtDNA muteerumise tulemusel ja päranduvad mitokondriaalse päritavustüübi alusel. 5
Mutatsioonitekke juhuslikkust tõendavad katsed. 73. Mutatsioonide mõju organismile. Mutatsioonide avaldumine haploidsetes ja diploidsetes organismides. 74. Punktmutatsioonid: transitsioonid, transversioonid ja raaminihkemutatsioonid. Kuidas mõjutavad erinevat tüüpi punktmutatsioonid geeni poolt kodeeritud polüpeptiidi funktsiooni? 75. Ames´i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks. 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. 77. SOS vastus bakterites. 78. Ristsiirde toimumise mehhanism Holliday mudeli põhjal. 79. Komplementatsioonitesti rakendus, selle erinevus rekombinatsioonitestist. Komplementatsioonitesti piirangud. 80. Komplekssed seosed geenide ja polüpeptiidide vahel: alternatiivne splaissing, immuunvastuse kujunemise geneetiline taust.
Kiirguste mõju mikroobidele. Kuidas mõjub elusrakkudele UV kiirgus? Mis on UV kiirguse märklauaks? UV kiirgus on mikroobidele enamasti surmav jba 10-15 minuti jooksul. UV kiirguse sihtmärgiks on DNA- mikroobid ei saa enam paljuneda. Kuidas toimib ioniseeriv kiirgus? Nimeta kõige kiirgusttaluvam bakter. Mis kaitseb teda kiirguse eest? Ioniseeriv kiirgus on surmav. Deinococcus radianturas. Tal on mitmekihiline rakukest, ta sünteesib karotinoidpigmente, tal on ülitõhusad DNA reparatsioonimehhanismid, mis võimaldavad efektiivselt kokku panna juppideks lagunenud DNA, tema rakus on vähe rauda ja rohkesti mangaani. Milleks saab kasutada UV-kiirgust? Miks saab UV kiirgust kasutada mikroobimutantide saamiseks? UV kiirgust kasutatakse pindade ja õhu steriliseerimisel. UV kiirgus takistab replikatsiooni- tekivad replikatsioonivead ja mutantsed rakud. Miks on mikroobidele hapnikku vaja? Miks mõned mikroobid ei talu hapnikku? Hapniku toksilisuse põhjused.
Söötmel ei tohi tekkida nähtavaid kolooniaid. Osade potentsiaalselt kartsinogeensete kemikaalide puhul mutatsioonisagedus bakterirakus ei tõusnud. Põhjuseks oli see, et need kemikaalid muutuvad mutageenseks alles eukarüoodi rakus toimuvate biokeemiliste protsesside tagajärjel. Selleks, et tekitada algsetest kemikaalidest metaboliite, mis võiksid olla potentsiaalsed mutageenid, töödeldakse uuritavaid kemikaale enne bakterikultuurile lisamist roti maksa ekstraktiga 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. Reparatsioonimehhanismid on rakkudes selleks, et ära hoida liiga suurt mutatsioonisagedust. Fotoreaktivatsioon - Fotoreaktivatsioonil osaleb valgustundlik ensüüm fotolüaas. Kui kiiritada DNA-d ultraviolettkiirgusega, võivad DNA-s moodustuda omavahel kovalentselt seotud tümiini dimeerid. Fotolüaas seondub spetsiifiliselt tümidiini dimeeridele ning lõhub valgusenergiat kasutades tümiinide vahelise sideme. Fotolüaas on võimeline tümiini dimeeridele
osmolaasusega keskkonnas. 81. Kiirguste mõju mikroobidele. Kuidas mõjub elusrakkudele UV kiirgus? DNA kui UV kiirguse märklaud. Kahjustuste teke DNAs UV kiirguse toimel ja nende parandamine. UV kiirgus võib olla nii letaalse kui ka mutageense toimega. Otsesed UV kiired tapavad mikroobe juba 10-30 min jooksul. Seda kasutatakse ruumide õhu, pindade jms steriilimisel. Kõige tugevama toimega on UV kiirgus lainepikkusega 260 nm. DNA reparatsioonimehhanismid 82. Kuidas toimib ioniseeriv kiirgus? Nimeta kõige kiirgusttaluvam bakter. Mis kaitseb teda kiirguse eest? Milleks saab kasutada UV-kiirgust? Miks saab UV kiirgust kasutada mikroobimutantide saamiseks? Ioniseeriv kiirgus lõhub vesiniksidemeid, oksüdeerib kaksiksidemeid, lõhub tsüklilisi molekule ja polümeriseerib molekule. Ioniseeriva kiirguse (ja ka kuivuse!) toimel tekivad kaheahelalised katked DNA-s DNA laguneb tükkideks.
Modifikatsioonid tekivad keskkonnatingimuste kohastumuslike muutustena. Ei kandu järglastele. Võivad olla näiteks: * mikroobirakkude suuruse muutused *pesade pigmentatsioon * ravimtundlikkus *nõudlikkus kasvufaktoritele FENOTÜÜBILISED MUUTUSED on seotud geenide regulatsiooniga. E. Coli toodab laktaasi ainult siis, kui keskkonnas on laktoos. S. Aureus toodab penitsillinaasi ainult siis, kui kk-s on penitsilliini. 17. Nim bakterite DNA reparatsioonimehhanismid Radiatsioon, keemilised mutageenid, kuumus, ensüümivead ja spontaanne lagunemine lõhuvad DNAd pidevalt. Rakus on olemas mitmeid ensüüme, mis tegelevad nende vigade parandamisega: Replikatsioonijärgne parandamine: polümeraasid – 99% vigadest parandatakse nii Väljalõikega parandamine: parandamine nukleotiidi väljalõikamise abil: on ensüümid, mis tunnevad DNA ebakorrapära ning asendavad nukleotiidiahela jupi
genotüüpideks. Alleelide ümberkombineerumine toimub meioosi ja viljastumise käigus. 38. Geenimutatsioonide tekke põhjused ja olemus. Tekkepõhjuse järgi jagunevad mutatsioonid: Spontaanseteks valede nukleotiidide lülitumine sünteesitava DNA koosseisu replikatsiooniprotsessis või lämmastikaluste modifitseerumine hüdrolüütiliste reaktsioonide tulemusel. Reparatsioonimehhanismid korrigeerivad enamiku esialgselt valesti lülitatud nukleotiididest. Mutageenide poolt esilekutsutud ehk indutseeritud mutatsioonideks. Geenmutatsiooni korral on kahjustatud üks geen: toimuvad väiksed muutused DNA nukleotiidses järjestuses või ühe nukleotiidipaari asendumine, välja langemine, kahekordistumine, ümber paiknemine, lämmastikaluste keemiline muutumine. Geenmutatsioone võib jagada:
75. Ames´i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks. See meetod põhineb bakterite histidiini suhtes auksotroofsete mutantide reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante (bakterirakke, kes on võimelised kolooniaid moodustama histidiini-vabas keskkonnas) 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. Valgusest sõltuv fotoreaktivatsioon Väljalõikereparatsioon (excision repair) Replikatsioonijärgne valepaardumisi kõrvaldav DNA “mismatch” reparatsioon MMR (mismatch repair) Rekombinatsiooniline reparatsioon 77. SOS vastus bakterites. Bakteris E. coli põhjustab SOS mutageneesi vigaderohke DNA polümeraas V, mis jätkab kahjustuse kohal peatunud DNA polümeraasi III asemel vigaderohket DNA sünteesi. See
reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni mutante, kes on tagasi saanud oma esialgse genotüübi. Selleks, et tekitada algsetest kemikaalidest metaboliite, mis võiksid olla potentsiaalsed mutageenid, töödeldakse uuritavaid kemikaale enne bakterikultuurile lisamist roti maksa ekstraktiga. 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. · Valgust sõltuv fotoreaktivatsioon. Pöördprotsess UV kiirguse poolt põhjustatud tümiinide seondumisele · Väljalõikereparatsioon lämmastikaluse või nukleotiidi väljalõikamine · Replikatsioonijärgne valepaardumisi kõrvaldav DNA ,,mismatch" reparatsioon MMR. Põhineb DNA ahelate metülerisatsioonil. MMR korrigeerib uut, veel metüleerimata ahelat
tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteritepopulatsiooni reverante, st. bakterirakke kes on võimelised moodustama kolooniaid histidiinivabas keskkonnas. Kuna mitmed kemikaalid on mutageensed vaid replitseeruva DNA korral, siis lisatakse kasvukeskkonda natuke histidiini , et rakud saaksid mõned korrad paljuneda. Söötmel ei tohi tekkida nähtavaid kolooniaid. 76)Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. DNA ,,mismatch" reparatsioon MMR- üldiselt on DNA ahelad rakus metüleeritud. Peale DNA replikatsiooni on uus DNA ahel veel metüleerimata, DNA ,,mismatch" reparatsioon MMR korrigeerib DNA järjestust peale replikatsiooni, kõrvaldades valestipaardunudnukleotiide DNA ahelast mida pole veel metüleeritud. Rekombinatsiooniline DNA reparatsioon- see sõltub RecA valgust ning käivitub SOS vastuse tulemusena
74. Ames´i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks. Meetod põhineb bakterite histidiini suhtes auksotroofsete mutantide reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante (bakt.rakke, mis on võimelised kolooniaid moodustama histidiini-vabas keskk-s). 75. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. 1) Vea parandamine kohapeal, 2) Kahjustatud lämmastikaluse kõrvaldamine, 3) Nukleotiidide kõrvaldamine DNA ahelast. DNA reparatsioon MMR korrigeerib DNA järjestust peale replikatsiooni, kõrvaldades valesti paardunud nukleotiide DNA ahelast, mida pole veel metüleeritud. Rekombinatsiooniline DNA reparatsioon sõltub RecA valgust ja käivitub SOS- vastuse tulemusena. 76. SOS vastus bakterites.
visiniksidemeid, oksüdeerib kaksiksidemeid, lõhub tsüklilisi molekule ja polümeriseerib molekule. Ioniseeriva kiirguse toimel tekivad kaheahelalised katked DNA-s DNA laguneb tükkideks. Sellega steriilitakse opivahendeid, laboriplastikut, süstlaid ja ka toiduaineid. 84. Nimeta kõige kiirgusttaluvam bakter. Deinococcus radiodurans. 85. Mis kaitseb teda kiirguse eest? Tal on mitmekihiline rakukest, ta sünteesib karotinoidpigmente, tal on ülitõhusad DNA reparatsioonimehhanismid, mis võimaldavad kokku panna juppideks lagunenud DNA, tema rakus on vähe rauda ja palju mangaani. See aitab vähendada rakus kiirguskahjustusi. 86. Milleks saab kasutada UV-kiirgust? Kasutatakse ruumide õhu, pindade steriilimisel, UV kiirtega hävitatakse kiiresti bakterite vegetatiivsed rakud, spoorid on tunduvalt kiirgusresistentsemad. 87. Miks saab UV kiirgust kasutada mikroobimutantide saamiseks?
tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale. Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante (bakterirakke, kes on võimelised kolooniaid moodustama histidiini-vabas keskkonnas). Selleks, et tekitada algsetest kemikaalidest metaboliite, mis võiksid olla potentsiaalsed mutageenid, töödeldakse uuritavaid kemikaale enne bakterikultuurile lisamist roti maksa ekstraktiga. 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. Valgusest sõltuv fotoaktivatsioon (kõrvaldab tümiini dimeere ja vajab valgusenergiat), väljalõikereparatsioon (kahjustatud lämmastikaluse või nukleotiidi väljalõikamine), replikatsioonijärgne valepaardumisi kõrvaldav DNA „mismatch“ reparatsioon MMR („mismatch“ korrigeerib DNA järjestust replikatsioonijärgselt, kõrvaldades valestipaardunud nukleotiide sellest DNA ahelast, mida pole jõutud veel metüleerida),
Ioniseeriv kiirgus lõhub vesiniksidemeid, oksüdeerib kaksiksidemeid, lõhub tsüklilisi molekule ja polümeriseerib molekule. Ioniseeriva kiirguse (ja ka kuivuse!) toimel tekivad kaheahelalised katked DNA-s DNA laguneb tükkideks. Nimeta kõige kiirgusttaluvam bakter. Mis kaitseb teda kiirguse eest? Deinococcus radiodurans, kes talub väga hästi ka ioniseerivat kiirgust. Tal on mitmekihiline rakukest, ta sünteesib karotinoidpigmente, tal on ülitõhusad DNA reparatsioonimehhanismid, mis võimaldavad efektiivselt kokku panna juppideks lagunenud DNA, tema rakus on vähe rauda ja rohkesti mangaani. Milleks saab kasutada UV-kiirgust? Steriliseerimiseks. Mikroobimutantide saamiseks. Miks saab UV kiirgust kasutada mikroobimutantide saamiseks? UV kiirguse toimel moodustuvad DNA ahelas kõrvutiasetsevate tümiinaluste vahel kovalentsed sidemed- tekivad tümidiindimeerid. Tümidiindimeeridega DNA-lt on transkriptsioon takistatud.
sekundaarne mutatsioon, mille tulemusena taastub algne fenotüüp. · Amesi test: Meetod põhineb bakterite histidiini suhtes auksotroofsete mutantide reverteerumissageduste mõõtmisel tingimustes, kus bakterite kasvukeskkonda on lisatud uuritavaid kemikaale Mida mutageensem on kemikaal, seda suuremal hulgal tekib bakteripopulatsiooni revertante. 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. · Vea parandamine kohapeal nt fotoreaktivatsioon kõrvaldab tümiini dimeere (selleks vajatakse valgusenergiat). · Lämmastikaluse kõrvaldamine mida viivad läbi glükosülaasid · Nukleotiidide kõrvaldamine DNA ahelast väljalõike-nukleaas kõrvaldab DNA ahelast kahjustunud DNA lõigu ning asemele sünteesitakse uus · Mismatch reparatsioon kõrvaldab DNA valepaardumist
Vigutegevad DNA polümeraasid suudavad 50 seda aeglaselt sünteesida, aga kopeeritavasse ahelasse on sisestatud mittekomplementaarsed nukleotiidid, põhjustades mutatsioone. Fotoreparatsioonisüsteem- fotolüaas ja VALGE VALGUS- lagundab tümidiindimeerid, taastades normaalse olukorra. Peale kiiritamist rakke hoida pimedas tekib rohkelt mutatsioone. Rakkudes eksisteerivad ka pimedas töötavad (valgustamisest sõltumatud) DNA reparatsioonimehhanismid: näiteks NER (nucleotide excision repair), milles teatud valgud tunnevad ära kahjustatud (näiteks ka tümidiindimeeridega DNA) ja seostuvad sellele. See algatab protsessi, milles kahjustatud ahela lõik lõigatakse DNAst välja endonukleaasidega ja seejärel sünteesitakse selle asemele uus ahel, kasutades matriitsina vastasahelat. Need reparatsioonimehhanismid on eri organismidel erineva efektiivsusega, seega on osa organisme kiirgusresistentsemad, kui teised.
Tavaliselt kasutatakse ensüüme, kus palju selliseid ained, mis vôivad reageerides anda mutageeni. Kolooniatel, mis elavad kaugemal vôimalikust mutageensest söötmest on pöördmutatsioon toimunud spontaanselt. 141. Kiirgusmutageneesi eripära. UV adsorptsiooni maksimum (254 nm) sama, mis DNA-l. Põhjustavad mutatsioone DNA replikatsiooni täpsuse alandamisega. Selle põhjuseks tsütosiini hüdrolüüs hüdraatsesse vormi, mis viib aluspaaride valele paardumisele. Reparatsioonimehhanismid ei saa kõrvaldada nt. tümiini dimeere Vt. veel 143. 142. Transposoon-indutseeritud mutatsioonid. Transposoonid - "hüppavad" geenid, lähevad genoomi ühest kohast teise. Transposoon (mobiilne DNA element), mis kannab mingit geneetilist markerit, näiteks resistentsust antibiootikumile, inserteerub kromosoomi erinevatesse kohtadesse ning põhjustab insertsioonikohas asuvate geenide inaktivatsiooni. Selle tulemusena ilmnevad muutused bakteri fenotüübis. Inaktiveeritud geen(id)
Põhjuseks oli see, et need kemikaalid muutuvad mutageenseks alles eukarüoodi rakus toimuvate biokeemiliste protsesside tagajärjel. Selleks, et tekitada algsetest kemikaalidest metaboliite, mis võiksid olla potentsiaalsed mutageenid, töödeldakse uuritavaid kemikaale enne bakterikultuurile lisamist roti maksa ekstraktiga. Ames’i testi tulemusena selgus ka, et mitmed sigareti suitsus olevad komponendid võivad stimuleerida raaminihke mutatsioonide teket. 76. Põhilised DNA reparatsioonimehhanismid rakkudes. 1. Valgusest sõltuv fotoreaktivatsioon: vea parandamine kohapeal Fotoreaktivatsioon kõrvaldab tümiini dimeere ja vajab valgusenergiat. 2. Väljalõikereparatsioon: lämmastikualuste kõrvaldamine. Glükosülaasid kõrvaldavad DNA-st kahjustatud lämmastikaluseid. Eksonukleaas kõrvaldab lõigu DNA ahelast ja tühiku sünteesib täis DNA polümeraas, kasutades vastasahelat matriitsina 3
neutraalsed mutatsioonid; valgu omadusi ja metabolismiraja ensüümide aktiivsust mõjutavad mutatsioonid; letaalsete mutatsioonide uurimine. Mutatsioonitekke molekulaarsed mehhanismid: transitsioonid ja transversioonid; raaminihke mutatsioonid; keemiline mutagenees; kiirgusmutagenees; transponeeruvate elementide poolt põhjustatud mutatsioonid. Ames'i test kemikaalide mutageensuse uurimiseks. DNA reparatsioonimehhanismid: fotoreaktivatsioon; väljalõike reparatsioon (lämmastikaluste ja nukleotiidide väljalõikamine); DNA "mismatch" reparatsioon; SOS vastus ja rekombinatsiooniline reparatsioon. DNA rekombinatsioonimehhanismid. Geeni konversioon. 15. Geeni definitsioon. Geeni kontseptsiooni areng. Geeni struktuuri kirjeldamine: geeni peenstruktuuri uurimine; geenide ja polüpeptiidide kolineaarsus. Geeni geneetiline definitsioon: cis- ja trans-
lisamist roti maksa ekstraktiga. Näiteks nitraadid, mida kasutatakse lihas säilitusainetena, ei ole ise mutageensed ega ka kartsinogeensed. Samas konverteeritakse eukarüootsetes rakkudes nitraadid nitrosamiinideks, mis on väga tugevad mutageenid ja kartsinogeenid. Ames'i testi tulemusena selgus ka, et mitmed sigareti suitsus olevad komponendid võivad stimuleerida raaminihke mutatsioonide teket. DNA reparatsioonimehhanismid Kõigil elusorganismidel on selleks, et ära hoida liiga kõrget mutatsioonisagedust, mitmeid erinevaid DNA reparatsioonisüsteeme. Bakteri E. coli puhul on põhilisteks reparatsioonisüsteemideks valgusest sõltuv fotoreaktivatsioon, väljalõikereparatsioon (excision repair), replikatsioonijärgne valepaardumisi kõrvaldav DNA "mismatch" reparatsioon MMR (mismatch repair) ja rekombinatsiooniline reparatsioon. Sarnased reparatsioonisüsteemid (v.a
annaabi.ee 
