Replikatsioon, transkriptsioon, translatsioon - Protsesside mõisted, toimumiskohad rakus, ensüümid, toimumiskäigud (0)

1. Põhikursuses õpitud molekulaargeneetika kordavalt – replikatsioon, transkriptsioon, 
translatsioon. Nende protsesside mõisted, toimumiskohad rakus, ensüümid, 
toimumiskäigud. (vt esitlusi Translatsioon ja Transkriptsioon)
REPLIKATSIOON- kromosoomide koostisaine DNA kahekordistumine. Saadakse ühest 
DNA molekulist kaks identse järjestusega DNA molekuli. (protsess eelneb raku jagunemisele
nt mitoosile). Viib läbi ensüüm DNA-polümeraas. ● TOIMUB: eeltuumsetel tsütoplasmas; päristuumsetel rakutuumas, mitokondrites,  kloroplastides. ● KOMPLEMENTAARSUS: A=T; G=C
● DNA-polümeraas keerab DNA biheeliksi järk-järgult lahti ja kummagi esialgse ahela  kõrvale sünteesib uue ahela. TRANSKRIPTSIOON- DNA ühe ahela alusel komplementaarse RNA molekuli süntees. 
Tuumas.Viib läbi ensüüm RNA- polümeraas. ● ETAPID: 1) lisandub RNA-polümeraas; 
2) RNA-polümeraas seondub DNA ahela promootor piirkonnaga; 
3) ensüüm keerab DNA biheeliksi lahti;
4) RNA- polümeraas sünteesib ühe DNA ahela lõiguga komplementaarse RNA  molekuli;  5) RNA- polümeraas jõuab terminaatorini; 
6) lõpeb mRNA, tRNA ja rRNA süntees; 
7) DNA omandab uuesti biheeliksi kuju; 
8) RNA liigub raku tuumast välja tsütoplasmasse TRANSLATSIOON- RNA alusel  valgu süntees tsütoplasmas paiknevatel ribosoomidel: 
RNA-lt valk. Lõpeb, kui ribosoom jõuab ühe stoppkoodonini. ● VAJALIKUD TINGIMUSED: ribosoomid; mRNA, tRNA; aminohapped; energia  (ATP,GTP); ensüümid aminohapete aktiveerimiseks, nende seostumiseks tRNA-ga ja 
peptiidahela sünteesiks mRNA primaarstruktuur määrab ära valgu primaarstruktuuri ● KOODIPÄIKE: initsiaatorkoodon- AUG mRNA-s; stoppkoodon- ei kodeeri  aminohappeid (UAA, UAG, UGA) ○ koodon- mRNA-s
○ antikoodon- tRNA-s ● ETAPID: 
1) mRNA ühineb ribosoomiga;
2) mRNA molekuli initsiaatorkoodoniga (AUG) seondub esimene tRNA molekul;
3) ribosoomi siseneb teine tRNA molekul, tuues endaga kaasa järgmise mRNA  koodonile vastava aminohappe; 4) ribosoomis kahe kõrvuti asetseva tRNA molekuli otstes olevate aminohapete vahel  sünteesitakse ensüümide abil peptiidside; 5) dipeptiid vabaneb initsiaator-tRNA-st ning jääb teisena ribosoomi sisenenud tRNA  molekuli külge; 6) tRNA nihkub koos mRNA-ga ribosoomi suhtes edasi ja teeb ruumi uuele (III) tRNA-le;
7) ribosoomi siseneb kolmas tRNA;
8) kahe kõrvuti asetseva tRNA molekuli otstes olevate aminohapete vahel  sünteesitakse peptiidside; 9) …


10) Stoppkoodon -> sünteesitud valk vabaneb, eralduvad ribosoomi alamüksused ja  mRNA 2. Geeni struktuur (promootor, RNA sünteesipiirkond, terminaator) ja geneetilise info 
edastamine. Intronid, eksonid, RNA splaising, pöördtranskriptsioon ja pöördtranskriptaas (õp
lk 37, 40), genoomipank (lk 39). DNA sekveneerimine – mõiste. Vt esitlust Transkriptsioon 
(geeni struktuur) ja õpikust lk 40 ning üldist, kogu materjali esitlust (Rakendusbioloogia, 
lõpuosa slaidid) + vihikist tunni materjalid.
GEENI STRUKTUUR: transkriptsiooni alguses kinnitub ensüüm DNA-polümeraas geeni 
algusossa. Seal paikneb kindla järjestuse ja struktuuriga DNA lõik (promootor). Kui ensüüm 
kinnitunud, algab transkriptsioon. Promootorpiirkonale järgneb RNA sünteesipiirkond. See 
määrab ära sünteesitava RNA nukleotiidse järjestuse.Transkriptsioon lõpeb, kui RNA-
polümeraas jõuab DNA järjestuseni, mida nimetatakse terminaatoriks. Seal ensüüm ja 
mRNA vabanevad ning DNA biheeliks keerdub kokku tagasi.
PÖÖRDTRANSKRIPTAAS- revertaas, mis avastati retroviirusest. Ensüüm, mis katalüüsib 
DNA sünteesi RNa järgi (st RNA kopeerimine DNA-ks).
INTRON- mittekodeeritav lõik, mida bakteride ‘’ei oska’’ välja lugeda
EKSON- kodeeriv DNA (inimese genoomis u 2%)
GENOOMIPANK- bakterikloonides säilitatav inimese genoomi DNA-fragmentide kogum; 
kasutatakse kindlate fragmentide (geenide) paljundamiseks, uurimiseks ja siirdusmaterjali 
saamiseks.
RNA splaising- RNA transkriptist eemaldatakse intronid ja liidetakse eksonid
PÖÖRDTRANSKRIPTSIOON- geneetilise info ülekanne RNA-lt DNA-le. DNA süntees RNA 
järgi, tekib cDNA.
DNA sekveneerimine- protsess, mille käigus selgitatakse DNA nukleotiidne järjestus 3. Geenivektor, selle loomise protsess, ligaas, restriktaas (ja tekkivad „kleepuvad otsad"), 
rekombinantne DNA. Õp lk 37 – 39. Plasmiid. Viirusvektor, plasmiidne geenivektor. - õp lk 
38.
Rekombinantne DNA- DNA molekul, milles ühendatud eri liikidelt pärit DNA-fragmendid. 
RESTRIKTAAS- ensüümid, mis lõikavad DNA molekuli kaksikahelat kindlate järjestuste 
kohalt. Enamik lõikab DNA mõlemat ahelat vastava järjestuse eri otstest. Kui sama 
restriktaasiga töödelda erinevat päritolu DNA-d, siis on tekkinud fragmentidel 
komplementaarsed üheahelalised (kleepuvad otsad). Kui need fragmendid lahuses kokku 
viia, siis paardumisel nad ühinevad. 
LIGAAS- selle ensüümi toimel ühinevad ahelate otsad ka kovalentsete sidemetega ja 
rekombinantsed molekulid ongi moodustunud.
GEENIVEKTOR- ehk siirdaja, DNA konstrukt. Kui soovitud geen on välja lõigatud, 
ühendatakse ta selisesse DNA-sse, mis saab siseneda rakku ja integreeruda selle genoomi.
Geenivektorina saab kasutada bakterite plasmiide, viiruste DNAd või RNAd ja muid molekule.
PLASMIID- rõngas DNA-d, milles sageli antibiootikumiresistentsust andev geen.
VIIRUSVEKTOR- viirustel põhinev geenide ülekandesüsteem ehk viib soovitud geenid rakku 
(viiruse genoomi kantakse soovitav geen, mille viirus viib oma genoomiga peremeesrakku)
PLASMIIDNE GEENIVEKTOR- siiratav geen ühendatud plasmiidi elementidega.
4. Geneetikas enimuuritud liigid (eri organismirühmadest), nende valiku kriteeriumid. (vt 
esitlus Geeniotehnol_enimuuritud).
GM taimed: 


● kahjuritele vastuvõtmatud kultuurtaimed nt ümarusse ‘’tõrjuvad’’ banaan, riis, kartul
● seemnete produktsiooni kasv, biomassi kiirem kasv
● pestitsiidikindlad kultuurtaimed GM loomad: sead, lambad, kodulinnud, pärdikud, kalad, putukad ● Lehmapiima toitainesisalduse tõstmine
● Kanamunades kasvajavastased valgud
● Malaariatekitaja vastaseid valke tootvad putukad
● Probleem: tõstetud kokaiinisisalduse kokapuu Kolumbias ● Tubakataimed ‘’söövad’’ lõhkeaineid
● Valgesilmsele äädikakärbsele punasilmsuse geen
● Bioplaste lagundavad bakterid 5. PCR (polümeraasne ahelreaktsioon) - kuidas protsess toimub, mida tarvis, mis on millegi 
ülesanne? Praimer. Vt üldist, kogu materjali esitlust ja õp lk 52-53)
POLÜMORFISM- mitmekujulisus, varieeruvus isenditi.
PCR- laialdaselt kasutatav meetod mingi kindla DNA lõigu paljundamiseks. Mitmeetapiline 
DNA süntees, kus eelnevates etappides sünteesitud ahelad on aluseks uute ahelate 
tootmisele järgnevates etappides.  ● Paljundamine toimub eksponentsiaalselt: 2,4,8,16,32,64,128 PCR-i VAJALIKUD KOMPONENDID: ● uuritav DNA, mille piirkonda soovitakse paljundada
● nukleotiidid (kõik 4 erinevat)- uute DNA ahelate moodustamiseks
● praimerid (vasak- ja parempoolne)- lühikesed DNA lõigud, mis piiritlevad  paljundatava piirkonna kogu DNA-st, märgistavad sünteesi alguskoha Erinevaid praimereid saab sünteesida vastavalt soovitavale DNA lõigule 6. Isiku molekulaarbioloogiline tuvastamine, DNA sõrmejälgede metoodika. Polümorfsed 
markerid; Tandem(kordus)järjestus (STR) ja SNP (ühenukleotiidne erisus/varieeruvus). 
Konspekt + Õp lk 50 - 56. Tuvastamine: vt vihikust STR, SNP jms.
DNA sõrmejälgede metoodika- põhineb nähtusel, et iga inimese sõrmejärljed on 
kordumatud. Genoomis palju muutlikke piirkondi, mida saab eristada fragmentide pikkuse 
järgi. Genoomi restriktaasidega töödeldes saadakse eri pikkusega DNA-fragmendid, mille 
pikkusemuster on eri indiviididel erinev. 
POLÜMORFSED MARKERID- kahe või enama alleelina esinev tunnus
STR- lühike kordusjärjestus; suur varieeruvus, et iga indiviid on teistest eristatav. Analüüsi 
käigus kordistatakse proovis kindlaid DNA järjestusi.
SNP- üksiku nukleotiidi polümorfismid. Haigusi ei põhjusta enamasti, kuid aitavad kindlaks 
määrata haigestumise tõenäosust. 7. Transgeensed organismid, GMO (geneetiliselt muundatud organismid - õp lk 38-46), 
positiivsed küljed ja ohud. (vt üldine, kogu materjali esitlus). Geneetiliselt muundatud 
organismide loomise eesmärgid: näited taimedest, loomadest, bakteritest (nendega 
saavutatust) - õp . Konspekt, üldine, kogu materjali esitlus ja õp lk 38 – 46.
TRANSGEENSED ORGANISMID- organism, kelle genoomi on molekulaarsete meetoditega 


viidud võõr-DNA. Loomine põhineb rekombinantse DNA tehnoloogial. Siiratav geen tuleb 
ühendada niisugusesse DNA- või RNA- kompleksi, mis saab siseneda rakku ja integreeruda 
selle genoomi. 
GMO- transgeensed organismid, millel ilmneb mingi uus tunnus. 
GMO- vastupidine transgeneesile, neil rikutakse mingi kindla geeni struktuur suunatud 
mutatsiooni abil. Funktsioon kaotatakse. (Geeninokaut)
TRANSGEENSED TAIMED: põllumajanduslikel ja kultuurilistel eesmärkidel (parem kvaliteet, 
taluvus, vastupidavus jms)
8. Geenitehnoloogia seos meditsiiniga, geeniteraapia (õp lk 49-50). Geeninokaut, 
geenivaigistus (lk 47 ja 50). Konspekt ja õp lk 47 – 50.
GEENINOKAUT- suunatud mutageneesiga tekitatav geenirike, mis geeniavaldumise välistab.
GEENIVAIGISTUS- kindlad mRNA-molekulide blokeerimine/ kiire lammutamine, mille 
tulemusena geen ei avaldu.
GEENITERAAPIA- geenravi seisneb normaalselt talitleva geeni siirdamises raske geneetilise 
puudega inimese mingi koe rakakudesse.