monofosfaat, lühendatult dAMP, dGMP, dCTP ja dTMP. Süntees on 5’-˃3’ suunaline. Replikatsiooni käigus lisatakse üks nukleotiid korraga. Uue nukleotiidi suhkrujäägi 5’ otsa liidetakse eelmise nukleotiidi 3’ otsaga fosfaatjäägi kaudu. DNA replikatsioon on poolkonservatiivne Poolkonservatiivne- tähendab, et replikatsiooni käigus sünteesitakse (kopeeritakse) mõlema vanemahela pealt uus komplementaarne tütarahel. DNA replikatsiooniks on vaja DNA ahelad teineteisest lahutada: Kaheahelalise DNA lahtikeerdumine ja replikatsioon toimuvad samaaegselt. Kaksikahela lahtikeerdumisel tekib torsionaalne pingestumine. Lahtikeerdumise eest vastutavad helikaas valgud. Torsioonjõudude leevendamiseks on vaja DNA ahelal katkete tekitamine- seda teevad topoisomeraas valgud. DNA replikatsiooni alguspunkt ja replikon Kaheahelise DNA lahti harutamine toimub replikatsiooni alguspunktist (origin). Tekib
tundmatu, samas on teada, et gp64 seondab efektiivselt ka imetajarakke); 2. viirus tungib rakku retseptor-seoselise endotsütoosi teel; 3. gp64 on vastutav BV membraani liitumise eest endosoomide membraaniga; Nukleokapsiidid vabanevad (4) ja liiguvad tuuma (5, selleks kasutatakse viiruse poolt indutseeritud aktiini polümeriseerumist), kus toimub DNA vabanemine (6) ja algab viiruse genoomi transkriptsioon (7). Replikatsiooniks vajalike valkude kogunemine algatab viiruse genoomi replikatsiooni ja koos sellega hilise transkriptsiooni (8). Algab nukleokapsiidide moodustumine, esialgu toimub nende transport tuumast välja plasmamembraanile (9) kus toimub BV-de pungumine (10) ja vabanemine keskkonda. Hilisemas faasis toimub nukleokapsiidide pakkimine OV virionidesse (12) ja peale väga hilise geeniekspressiooni toimumist leiab aset inklusioonkehade moodustamine (13). NPV-de geeniekspressioon
Seda vahendab subphik 1(S1 valk , selle valgu loomulik funktsioon on translatsiooni initsiatsiooni käigus seondada mRNA ribosoomile; S- sait vastab kattevalgu translatsiooni alguspunktile , seega funktsioneerib S1 valk viiruse RdRp-s samamoodi kui ka ribosoomis). See on ka põhjuseks miks S1-valk on vajalik aiult negatiivse RNA sünteesiks. Interaktsioon M-saidiga on replikatsiooniks absoluutselt vajalik. M-saidiga seondunud replikaasi aktiivtsenter asub kontaktis genoomi 3’- otsaga. Seega on replikatsiooni initseerimiseks oluline pigem RNA ruumiline struktuur. Kuna replikatsioon initseeritakse G-jäägi liitumisega siis arvatakse, et selleks on oluline EF- Tu. Replikatsiooni käik RdRp sünteesi kiiruseks on umbes 35 b/sekundis. Replikatsiooni esimeseks etapiks on vaba negatiivse polaarusega
· Polümeraas : mitokondrid, DNA repl., korrigeerib · Polümeraas : tuumas, DNA repl., korrigeerib · Polümeraas : tuumas, DNA reparatsioon, korrektuur 1. Erinevad polümeraasid tuumas ja mitokondrites 2. Mõned korrigeerivad, osa vaid reparatsiooniks Iga eukarüootne kromosoom sisaldab ühte kaheahelalist DNA molekuli Keskmselt ~108 aluspaari Replikatsiooni kiirus korral 2 kb/minutis nõuaks inimesekromosoomi replikatsiooniks ~35 päeva. See oleks väga pikk Seepärast initseeeritakse replikatsioon paljudes saitides üheaegselt Kiirus rakuspetsiifiline! Lineaarsete kromosoomide otsad (telomeerid) DNA polümeraas/ligaas ei tööta kromosoomide otstes, kui RNA eemaldatud. Seepärast iga paljunemistsükli järel kromosoom lühem 1. Telomeerid on tandem kordused 2. Telomeraas, mis on komplementaarne kordusega (RNA valk kompleks) seob
3)viiruse genoomi vabanemine raku tsütoplasmas 4)viiruse genoomi replikatsiooni varane staadium viirusvalkude mRNA süntees 5)viiruse genoomi replikatsiooni hiline staadium genoomi kiire replikatsioon, struktuurvalkude süntees, viirusosakeste moodustumine ja vabanemine DNA genoomiga viiruste paljunemine: 1)raku nakatumine viirusosake seondub rakumembraanile, kapsiid siseneb rakku, DNA liigub rakutuuma 2)paljunemise varane staadium raku ainevahetuse muutmiseks ja viiruse DNA replikatsiooniks vajalike valkude süntees 3)paljunemise hiline staadium DNA replikatsioon, struktuurvalkude süntees, viiruse kapsiidi moodustumine, organismi võitlemine viirusosakeste vastu antikehadega, antikehad seonduvad viirusosakestega ja suunavad nad lagundamisele Lüütiline elutsükkel: 1)Viirus sisestab peremees-rakku oma genoomi 2)Peremeesraku ainevahetus korraldatakse ümber 3)Peremeesrakus paljundatakse viiruse genoom ja toodetakse viirusvalgud 4)Rakus pannakse kokku uued viirusosakesed
terminaalsed järjestused endast inverteeritud korduvjärjestusi. Need terminaalsed struktuurid võivad moodustada sekundaarstruktuure, mis on olulised viiruse genoomi replitseerumiseks ja pakkimiseks. Segmendi A kodeeriv ala sisaldab erinevates faasides kahte osaliselt kattuvat ORF-i. Pikk ORF1 kodeerib 110 kDa polüproteiini. Valmis valkude järjekord polüproteiinis on (N-terminusest alates) VP2-VP4-VP3. ORF2 kodeerib VP5 valku (17 kDa). VP5 on mittestruktuurne valk, mis pole viiruse replikatsiooniks absoluutselt vajalik. Segmendi B kodeeriv ala sisaldab ühte lugemisraami, mis kodeerib VP1 valku. VP1 on dsRNA segmentide terminaalseks valguks (side RNA 5'-terminaalse G-jäägiga Ser-jäägi kaudu VP1-s), mille abil genoomi segmendid moodustavad stabiilseid rõnga kujulisi struktuure. Peale selle on VP1 multifunktsionaalne ensüüm RdRp (transkriptaas ja replikaas), GT ja MT. 1.2. Replikatsioon Ehkki nii IPNV kui ka IBDV replitseeruvad rakukultuuris on nende andmed nende
järgi. DNA sekundaarstruktuuri biheeliks ja DNA molekulis iga nukleotiidi vastas asub teda täiendav nukleotiid teises ahelas (koplementeersusprintsiip). Desoksüribonukeiinhape on kromosoomide olulisem ehitusmaterjal. DNA tähtsus seisneb päriliku informatsiooni säilitamises ning selle täpses ülekandes raku jagunemisel. Vastavalt sellele on vajalik DNA kahekordistamine enne raku jagunemist. DNA kahekordistumist nimetatakse replikatsiooniks. Seda viib läbi ensüüm DNA- polümeraas. Replikatsiooni tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks identset DNA molekuli. Ribonukleiinhape on samuti organiline kõrgpolümeer, kuid tema monomeerideks on ka ribonukleotiidid kolmeosalised. Nad on moodustunud lämmastikualuse, riboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Kolm RNA lämmastikualust on samad, mis DNA koostises: adeniin, guaniin ja tsütosiin. Kui neljanda lämmastikualusena esineb DNA molekulis
talletaja ja ülekandjana. · ATP on nukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest(adeniin), süsivesikust(riboos), 3 fosfaatrühmast. · Koos fostaatrühma ülekandega salvastatakse 30 kJ energiat. · ATP moodustub glükolüüsil, fotosünteesil, hingamise käigus. GTP spetsiifiline makroergiline molekul (ka CTP, UTP). Nemad viivad läbi transkriptsiooniprotsessi, st RNA molekulide sünteesi. dATP, dGTP, dCTP ja dTTP on vajalikud DNA replikatsiooniks. Glükoosi lagundamine: (näide dissimilatsiooniprotsessist) See toimub kolmes etapis: 1. Glükolüüs 2. Tsitraaditsükli reaktsiooind (hingamine) 3. Hingamisahela reaktsioonid (hingamine) Toimub tsütoplasmavõrgustikus ensüümide toimel umbes 10 biokeemilise reaktsioonina. Keemiliste sidemete lõhkumisel tekib 2 x ATP. Glükoosi lagundamise üldvalem: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2+ 6H2O + 38ATP GLÜKOOS ENERGIA
- organismi DNA täielik komplekt, mis on koondatud kromosoomidesse. Inimesel on 23 paari kromosoome, kusjuures igas paaris on üks kromosoom pärit emalt ja teine isalt. 1.1 Geeni ülesanded Iga geen peab olema võimeline täitma kahte ülesannet. Selleks, et geen võiks päranduda uutesse tekkivatesse rakkudesse ja järglastesse, peab ta tootma täpseid endasarnaseid koopiaid. Säärast koopiakirjutamist nimetatakse replikatsiooniks. Et iga raku genoom saaks anda eri rakkudele eri kuju ja funktsiooni, on neis rakkudes vajalik mingite kindlate geenikomplektide avaldumine ehk ekspressioon. 1.2 Geeniuuringud Geeniuuring on DNA, koeproovi teiste koostisosade, terviseseisundi kirjelduste ja sugupuude teaduslik uurimine, kirjeldamine ja nendevaheliste seoste 4
peremeesrakust ümbritsevasse keskkonda. DNA-genoomiga viiruste paljunemine (joonis 2.) Raku nakatumine- viirusosake seondub ümbrise koostisse kuuluvate antiretseptorite abil rakumembraanile (1), vabaneb ümbrisest ning kapsiid siseneb rakku (2). Viiruse genoomi ümbritsev kapsiid lagundatakse ja vabanenud DNA liigub tsütoplasmast rakutuuma (3). Paljunemise varaeane staadium- Raku ainevahetuse muutmiseks ja viiruse DNA replikatsiooniks vajalike valkude süntees(4). -4- Paljunemise hiline staadium- Raku ainevahetuse muutmiseks ja viiruse DNA replikatsioon (5) ja struktuurvalkude süntees (6). Ribsoomides toodetud struktuurvalkudest moodustub viiruse kapsiid (7,8); rakust väljudes saab viirusosake rakumembraanist tükikese kaasa, millest moodustub ümbris. Kui viirusosake on rakust väljunud, asub organismi immuunsüsteem viirusosakeste vastu antikehade abil võitlema (9)
Rna olemas. Toimuvad kõik pärilikkusega seotud protsessid. Plasmiidid e rõngasmolekulid, vajalikud kohanemisvõime suurendamiseks. Iseärasused: DNA paikneb enamvähem raku keskel -- tuumapiirkonnas ehk nukleoidis . DNA-d on suhteliselt palju raku kohta, kuid bakteri genoom on ~1000 väiksem eukarüoodi genoomist . DNA moodustab ühe rõngaskromosoomi. kiirel paljunemisel sisaldavad rakud mitut geneetiliselt identset kromosoomikoopiat, kuna replikatsiooniks kuluv aeg (40 min) on pikem jagunemis- ehk generatsiooniajast (20-30 min) DNA ei ole liitunud valkudega (histoonid jt valgud)!!! DNA ei sisalda INTRONEID!!! Replikatsioon toimub kahes suunas, algab oriC punktist. - Algus vaid ühest replikatsiooni alguspunktist oriC . - Samaaegselt toimuvad mitmed replikatsioonid. - Replikatsioon ja transkriptsioon tunduvalt kiiremad: kiirus ~300 nukleotiidi /s. Transkribeeritakse ja transleeritakse palju geene korraga. Transkriptsioon ja
mis paigutub raku keskele käävi teljega risti. See struktuur tekitab jõu, mis on vajalik plasmamebraani sissenöördumiseks. See lõpeb kahe uue tütarraku eraldumisega teineteisest. Interfaas: G1- R S G2 R - G0 S-faas: algab DNA sünteesiga, S-faasi vältel DNA on kopeeritud. RNA ja valkude süntees on väga aeglased selles faasis. G1 ja G2 faas annavad rakule vajaliku aja kasvamiseks: kui interfaas oleks ainult nii pikk, mis oleks hädavajalik DNA replikatsiooniks, siis ei jätkuks aega muude rakukomponentide kordistamiseks. G1- faasi ajal rakk seirab oma ümbrust ning omaenda suurust, ja kui aeg on küps, siis rakk alustab DNA replikatsiooni. G1 faasi lõpul on kontrollpunkt, kus rakutsükkel vajadusel peatatakse. Kõrgematel eukarüootidel nimetatatakse seda R-punktiks (restriction point) või ka lihtsalt G1-faasi kontrollpunktiks. Selle punkti läbimisel käivitatakse rakus DNA replikatsioon ja algab seega S-faas.
DNA kahekordistamine · mitoos tulemuseks on raku jagunemine kaheks erinevaks rakuks, mida kutsutakse tütarrakkudeks · tsütokinees toimub raku lõplik jagunemine 2. Millistes faasides on rakutsükli kontrollpunktid, mida kontrollitakse ja kuidas? S-faasis toimub DNA replikatsioon ja histoonide süntees · G1 faasis raku taastumine, kasvamine, ettevalmistused replikatsiooniks · G1 faasi lõpul on G1- faasi kontrollpunkt, mis suunab raku S-faasi · G2 faas võimaldab kontrollida, kas DNA replikatsioon on lõpetatud. Seal toimub ettevalmistus mitoosiks, rakuorganellide süntees, tsentrioolide jagunemine. G2-faasi-kontrollpunkti läbimine G2 faasi lõpul suunab raku mitoosi. 3. Mis on p53 ja tema funktsioonid inimesel?
poole oleksid ja et vesiniksidemed tekkida saaksid.Antiparalleelsed s.t., üks ahel kulgeb suunas 5' 3' ja teine suunas 3' 5' , 10. Millises suunas toimub uute nukleiinhappe ahelate süntees? 5' -> 3' 11. Mis on replikatsioon, milliseid ensümaatilisi aktiivsusi on selle juures vaja? DNA molekuli "paljundamine" enne rakujagunemist. Ühest DNA molekulist saadakse 2, kusjuures mõlemas molekulis on üks ahel pärit vanast molekulist. Replikatsiooniks on vaja helikaasi, et lõhkuda ahelaid koos hoidvad vesiniksidemed. Polümeraasi, et lisada uusi nukleotiide. 12. Milline ensüüm teostab replikatsiooni? DNA-polümeraas 13. Kust saavad rakud energiat uute fosfodiestersidemete sünteesimiseks? Nukleotiidtrifosfaatidest, katkeb makroergiline side 14. Mida tähendab, et uute DNA ahelate süntees rakkudes on semikonservatiivne? Uues DNA kaksikheeliksis on üks ahel pärit vanast DNA molekulist ja teine on uus, sünteesitud ahel. 15
Sattunud kontakti järgmise rakuga, seonduvad viirusosakesed oma antiretseptorite kaudu sellele ja alustavad uut paljunemise tsüklit. DNA-genoomiga viiruste paljunemine Raku nakatumine. Viirusosake seondub ümbrise koostisse kuuluvate antiretseptorite abil rakumembraanile, vabaneb ümbrisest ning kapsiid siseneb rakku. Kapsiid lagundatakse ja vabanenud DNA liigub tsütoplasmast rakutuuma. Paljunemise varane staadium. Raku ainevahetuse muutmiseks ja viiruse DNA replikatsiooniks vajalike valkude süntees. Paljunemise hiline staadium. Viiruse DNA replikatsioon ja struktuurvalkude süntees. Ribosoomides toodetud struktuur- valkudest moodustub viiruse kapsiid, rakust väljudes saab viirusosake rakumembraanist tükikese kaasa, millest moodustub ümbris. Pärast viirusosakese väljumist rakust, asub organismi immuunsüsteem viirusosakeste vastu antikehade abil võitlema. 1.4 Viiruste osa looduses Viiruste tekkimine ja evolutsioon
indeks. S-faasis toimub lisaks DNA sünteesile ka intensiivne histoonide süntees, et tagada vastsünteesitud DNA pakkimine nukleosoomidesse. M-faasi lpu ja S-faasi alguse vahele jääb vahemik - G1-faas. (G - ingl.k. gap). Teine vahemik jääb S-faasi lpu ja M-faasi alguse vahele ning seda nim. G2-faasiks. G1 ja G2 faas annavad rakule vajaliku aja kasvamiseks: kui interfaas oleks ainult nii pikk, mis oleks hädavajalik DNA replikatsiooniks, siis ei jätkuks aega muude rakukomponentide kordistamiseks. G1-faasi ajal rakk seirab oma ümbrust ning omaenda suurust, ja kui aeg on küps, siis rakk alustab DNA replikatsiooni. G1 faasi lõpul on kontrollpunkt, kus rakutsükkel vajadusel peatatakse. Pärmidel nimetatakse seda "start-punktiks", kõrgematel eukarüootidel on seda nimetatud R-punktiks (restriction point) või ka lihtsalt G1-faasi kontrollpunktiks.
genoom Bakteriofaag Bakteriofaag (bakteri viirus, faag) on infektsioosne agens, mis replitseerub kui obligatoorne bakteriraku sisene parasiit. Ekstratsellulaarselt paiknevad faagi partiklid on metaboolselt inaktiivsed, koosnedes põhimõtteliselt valkudest ja DNA-st või RNA-st (mõlemaid korraga mitte!). Valgud moodustavad protektiivse kesta nukleiinhapetele (kapsiid). Genoomi suurus varieerub 2-200 kbp, dsDNA või ss DNA/RNA. Kannab faagi replikatsiooniks vajalikku infot, samuti kapsiidi valkude sünteesiks ja faagi montaaziks vajalike valkude kohta käivat infot. Faagide omadused § Virulentne faag - replikatsioon bakterirakus põhjustab viimase hävimise (lüüsi). § Tempereeritud ehk mõõdukas faag - bakterirakkude nakatumisel võib olla kaks tulemi - lüüs või lüsogeenia. Lüsogeenia on spetsiaalset tüüpi latentne viiruinfektsioon, mille käigus faagi genoom replitseerub profaagina integreerituna bakteri genoomi
(kõrge temp). · Jääkamber (Miller/Levy): elu tekkis madalal (0) temp, sest mitmed DNA ja RNA koostises olevad nukleotiidid püsivad sel temp-il (vaja püsivad koostisosi lagunemise/sünteesi tasakaalu säilimiseks). Elu käivitumine: elu põhiomaduseks on autoreproduktsioon e endasarnase taastekitamine. Kõigis organismides on järjepidevuse ja spetsiifika säilitajaks DNA ja realiseerijaks valgud (vahendajaks RNA). DNA vajab replikatsiooniks ensüüme (valke) ja ensüümide süntees vajab DNA-s sisalduvad infot. Francis Crick (1968): DNA-kesksele elule eelnes RNA-keskne elu (RNA võib ise replikatsiooni teostada). Cech (1982) avastas katalüütiliste omadustega RNA ribosüüm. Probleemid elutekke nüüdisaegse käsitluste ees: 1. Elueelseid tingimusi modelleerivates katsesüsteemides pole saadud RNA ega DNA sünteesi. 2
alustamist hõlbustavad valgud ja ensüümid. Tundlikud happele, lahustitele, detergentidele, kuivamisele. Replikatsiooni algatab viiruse glükoproteiinide ja rakupinnaretseptorite interaktsioon, nukleokapsiid vabaneb ümbrise sulandumisel plasmamembraani; nukleokapsiid kohtub tuumamembraaniga, transkriptsioon ja replikatsioon toimuvad tuumas. HSV-1 ja 2 jagavad koetropismi, homoloogset DNA-d, haigussümptomeid, aga teatavad erinevused on ka. Virulentsus. Genoom kodeerib 80 valku, pooled replikatsiooniks, ülejäänud interaktsiooniks rakkude, immuunvastusega. Võib infitseerida enamikku inimese keharakkudest, põhjustab reeglina fibroblastide ja epiteelirakkude lüütilisi infektsioone, neuronite latentseid infektsioone. Mõlemad infitseerivad esmalt mukoepiteliaalseid rakke, põhj. seal haigust ja siis tekitavad latentse infektsiooni seda kohta innerveerivas neuronis. HSV-1 reeglina vööst ülespoole, HSV-2 allapoole.
· Mõtle välja alternatiivne tee neuroblastoomi kasvajalise vohamise peatamiseks. ................................................................................................... Kordamisküsimused 3.prax: · Nimeta rakutsükli faasid ja kirjelda sündmusi, mis nende vältel toimuvad G1 faas kestab 10 tundi ning sel ajal toimub rakus normaalne metabolism, rakk kasvab suuremaks, tema sisalduvate organellide arv kahekordistub ja toimub ettevalmistus DNA replikatsiooniks S faas algab DNA replikatsiooniga ning kestab ligikaudu 9 tundi. S faasi lõpuks koosnevad kromosoomid kahest tütarkromatiidist. Kui replikatsioon on lõppenud, läheb rakk faasi G 2, mis kestab neli tundi. Selles faasis jätkub raku kasvamine ja ta valmistub mitoosiks. Mitoos (M faas) e. raku jagunemine kestab ligikaudu tunni. Selle käigus liiguvad tütarkromatiidid jaguneva raku vastaspoolustele. Teineteisest eraldunud tütarrakud on geneetiliselt identsed
ühenditega. Mikroobiraku genoom: Pro- ja eukarüootse raku DNA molekuli struktuur on ühesugune. Bakteri genoom koosneb tavaliselt ühest üksikust ringjast kromosoomist, mille moodustab DNA kaksikspiraal. DNA molekul on lahtikeerdunult pikk ja peenike, ületades ligi 1000 korda bakteriraku pikkuse (ca 1000 mm). DNA on mikroobiraku keskele kokku keerdunud ebakorrapäraseks moodustiseks, s.o. nukleoidiks. Selles on DNA väändunud superspiraaliks, mis on hädavajalik nii replikatsiooniks kui geenide transkriptsiooniks. Uusimate andmetega on tõestatud, et kasvavad mikroobirakud sisaldavad 2-4 eraldi nukleoidi erinevates replikatsiooni astmetes, mitte üht sagaralist nukleoidi, mis ulatub raku ühest otsast teise . Mõned bakteritüved sisaldavad peale genoomse DNA veel väikesi DNA rõngasmolekule, mida nimetatakse plasmiidideks. Sellised plasmiidid annavad bakterirakule lisainformatsiooni. Plasmiid suurendab tavaliselt bakteri ellujäämise võimalusi erinevates tingimustes
prokarüoodi DNA replikatsiooni põhimehhanismid on samad. Mõlemal juhul toimub replikatsioon semikonservatiivse mudeli alusel, ühelt DNA ahelalt pidevalt, teiselt Okazaki fragmentidena. Siiski on eukarüoodi DNA replikatsioonil ka unikaalseid aspekte. 1) Kuna eukarüoodi kromosoomid on võrreldes prokarüoodi kromosoomidega oluliselt suuremad, on neil palju replikatsiooni alguspunkte. Vastasel juhul, kui replikatsioon algaks ainult ühest kohast, kuluks kogu kromosoomi replikatsiooniks liiga palju aega. Näiteks äädikakärbse kõige suurema kromosoomi replikatsiooniks 3,5 minuti jooksul on vaja, et tööd alustaksid korraga 7000 replikatsioonikahvlit. DNA segmenti, mille replikatsiooni kontrollitakse ühe replikatsiooni alguspunkti ja 2 termineeriva järjestuse poolt, nimetatakse replikoniks. Eukarüoodi kromosoomil on palju replikone. Prokarüoodil võib replikoniks olla terve kromosoom.
lämmastikaluste üksteisele vastavuse ehk komplementaarsuse alusel. Lämmastikalusteks DNA puhul on adeniin, tsütosiin, tümiin ja guaniin. Üksteisele vatavus on järgnev- adeniin moodustab kahe vesiniksideme abil sideme tümiiniga ja guaniin kolme vesiniksideme abil tsütosiiniga. DNA on pakitud histoonide abil. Tähtis on teada ka, et DNA ahelad on antiparalleelsed, ehk siis kokkuleppeliselt on üks ahel 5´-3´ ja teine ahel 3´-5´. DNA kahekordistumisprotsessi nimetatakse replikatsiooniks. Protsessi viib läbi ensüüm DNA polümeraas. DNA kahekordistumine toimub semikonservatiivse mudeli järgi. See tähendab, et mõlemale vanale ahelale sünteesitakse kõrvale uus. Replikatsioon toimub 5´-3´ suunas. Protsessis on üks ahelatest juhtiv (leading strand) ja teine mahajääv ahel (lagging strand). Juhtivalt ahelalt toimub süntees pidevalt, kuid mahajääval ahelal toimub süntees 100-1000 nukleotiidiste blokkidena ehk Okazaki fragmentidena
Iga kromosoom koosneb lineaarsest DNA molekulist, mis on valkudega tihedalt kokku pakitud. DNA pakkimise väikseim ühik on nukleosoom, mis koosneb 8-st histoonist ja nende ümber keritud 147 bp DNAst. H1 linkerile. Nukleosoomid moodustavad omavahel kokkupakituna 30 nm fiibri. Kromosoomide oluliseks elementideks on tsentromeer kromosoomide täpseks jaotuseks rakujagunemisel, telomeerid kaitsevad kromosoomide otsas DNAd nukleaaside eest ja replikatsiooniorigin DNA replikatsiooniks. Kromosoomidele annab kuju tsentromeer: metatsentriline – keskel, submetatsentriline – otsas, üks lühike teine pikk õlg, akrotsentriline – täitsa otsas, lühike õlg, otsas satelliidid. Kromosoomide ülesanne on päriliku materjali korrektne ülekanne tütarrakkudele ning geneetilise informatsiooni korrektne ekspressioon. G-banding – GC rikaste alade tumedaks värvumine R-banding – reverse, vastupidine vöödistus G-le. AT rikkad alad tumedad
Kontrollgeelilt on näha üks õige pikkusega (um 300 bp) lõik, mis näitab, et puhastamine on õnnestunud. Geeli analüüsil selgus, et inserdi kontsentratsioon oli umbes 13,7 ng/l. Kuna vektori ja inserdi pikkuste suhe 3851/330=11,7. Kuna vektorit oli 9 ng, saame leida vektori ja inserdi koguste suhte: (13,7*11,7)/9=17,70. See suhe on küllaltki sobiv. 3. Rekombinantse plasmiidi ligeerimine a) Kasutasime pSTBlue-1 vektorit, mis sisaldab kahte replikatsiooniks vajalikku origini (üks kummaski suunas), ampitsilliini ja kanamütsiini resistentsusgeeni ja lacZ operoni, mille lugemisraami sisestame oma inserdi. See võimaldab sini-valge meetodil välja selgitada, millistes kolooniates on tühi, millistes meie inserti sisaldav plasmiid. Vektoril on T-overhangidega otsad, mis võimaldab A-overhangidega inserti sisestada. b) PCR-i produkti on võimalik vektorisse ligeerida, kuna vektoril on T-overhang otsad
Eukarüootse raku rakutsüklis eristatakse nelja faasi G1, S, G2 ja M. Kahte G faasi nimetatakse vahefaasideks ("gaps"), S faasis toimub DNA süntees ning M faasi ajal raku jagunemine. Imetaja rakkude puhul, mida on kasvatatud koekultuuris, kestab rakutsükkel umbes 24 tundi. G1 faas kestab 10 tundi ning sel ajal toimub rakus normaalne metabolism, rakk kasvab suuremaks, temas sisalduvate organellide arv kahekordistub ja toimub ettevalmistus DNA replikatsiooniks. S faas algab DNA replikatsiooniga ning kestab ligikaudu 9 tundi. S faasi lõpuks koosnevad kromosoomid kahest tütarkromatiidist. Kui replikatsioon on lõppenud, läheb rakk faasi G2, mis kestab neli tundi. Selles faasis jätkub raku kasvamine ja ta valmistub mitoosiks. Interfaas kõik rakutsükli faasid, mis jäävad raku jagunemisfaaside vahele (faasid G1, S ja G2). Mitoos-raku tuuma jagunemine koos tavaliselt sellega kaasneva tsütoplasma jagunemise e. tsütokineesiga
ja teine on täiesti uus.DNA replikatsioon on kahesuunaline, mis sisaldab kahte replikatsioonikahvlit, mis liiguvad vastassuunas. Replikatsiionikahvel DNA jookseb läbi raku substruktuuridele immobiliseeritud replikatsioonimasina. b) poolkatkendlik - DNA replikatsioon on poolkatkendlik. Juhtiv ahel kopeerub katkematult, mahajääv ahel segmentide kaupa (Okazaki fragmendid), mis seejärel ühendatakse. Dna replikatsiooniks vajalikud ensüümid ja lähteained? Protsessi energiaallikad? · DNA polümeraas on ensüüm, mis sünteesib uut DNAd, lisades sünteesitavale ahelale nukleotiide, mis vastavad (komplementaarsuse alusel) algahelale. Lisaks DNA polümeraasile on replikatsioonikahvliga seotud veel palju teisi valke, mis aitavad kaasa DNA sünteesi alustamisele ning kulgemisele. · DNA helikaas katalüüsib DNA lahtikeerdumist. DNA replikatsiooni sünteesi algatab DNA prarimer.
Eukarüootse raku rakutsüklis eristatakse nelja faasi G1, S, G2 ja M. Kahte G faasi nimetatakse vahefaasideks ("gaps"), S faasis toimub DNA süntees ning M faasi ajal raku jagunemine. Imetaja rakkude puhul, mida on kasvatatud koekultuuris, kestab rakutsükkel umbes 24 tundi. G1 faas kestab 10 tundi ning sel ajal toimub rakus normaalne metabolism, rakk kasvab suuremaks, temas sisalduvate organellide arv kahekordistub ja toimub ettevalmistus DNA replikatsiooniks. S faas algab DNA replikatsiooniga ning kestab ligikaudu 9 tundi. S faasi lõpuks koosnevad kromosoomid kahest tütarkromatiidist. Kui replikatsioon on lõppenud, läheb rakk faasi G2, mis kestab neli tundi. Selles faasis jätkub raku kasvamine ja ta valmistub mitoosiks. Interfaas kõik rakutsükli faasid, mis jäävad raku jagunemisfaaside vahele (faasid G1, S ja G2). Mitoos-raku tuuma jagunemine koos tavaliselt sellega kaasneva tsütoplasma jagunemise e. tsütokineesiga
lahknevad] DNA replikatsioon on: · semikonservatiivne tütarmolekulide üks ahel on pärit emamolekulist ja teine on täiesti uus · kahesuunaline kahesuunaline replikatsioon sisaldab kahte replikatsioonikahvlit, mis liiguvad vastassuunas · poolkatkendlik juhtivahel kopeerub katkematult, mahajääv ahel kopeerub segmentide kaupa (Okazaki fragmendid), mis seejärel omavahel ühendatakse DNA sünteesitakse suunal 5'-3'. DNA replikatsiooniks on vaja: · sablooni ehk template · desoksünukleosiidtrifosfaate, millest DNA sünteesitakse ja millest saadakse sünteesiks vajalik energia · praimerit DNA polümeraas on võimeline sünteesi alustama ainult siis, kui umbes 10-nukleotiidiline fragment uuesti ahelast on juba olemas · sünteesiensüümi ehk DNA polümeraasi DNA polümeraasid Osad polümeraasid sünteesivad uut ahelat, osad parandavad vigu.
2. Biosünteeline funktsioon membraanis toim membraansete lipiidide, rakukesta ja kapsli komponentide süntees ja valgusüntees(membraaniga seotud ribosoomidel) 3. Energeetiline funktsioon membraanis paiknevad elektrontransportahela komponendid 4. Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks (kinnitumine on vajalik nende replikatsiooniks ja jaotumiseks tütarrakkude vahel) 5. Membraanile kinnituvad basaalkeha abil viburid · Raku kest o Kõigil rakkudel ei ole kesta o Rakukest peab olema elastne ja tugev, et avaldada vasturõhku raku sisesele osmootsele rõhule (2-5 atm) o Kui bakterilt eemaldada kest ja panna nad hüpotoonilisse lahusesse(destilleritud vesi), siis nad lõhkevad isotoonilisse lahusesse, siis võtavad nad kera kuju
44. Selgitage DNA ahelate komplementaarsuse ja antiparalleelsuse põhimõtet. Komplementaarsus vesiniksidemed moodustuvad lämmastikaluste vahel üheselt. 2 vesiniksidet A-T(U) vahel ning 3 H-sidet G-C vahel. Ühe ahela põhjal saab teada ka teise, võimaldab säilitada geneetilist infot ja seda edasi kanda. Antiparalleelsus 1 DNA ahel on 3'-5' pidi ja teine vastupidi. Ahelad on komplementaarsed kui vastassuunas. Tähtis DNA replikatsiooniks. 45. Bakterikromosoomi struktuur. Kaksikahelaline DNA ühes rõngaskromosoomis, mis asub nukleoidis. Nt E.coli kromosoom on 1000x lühemaks pakitud, moodustub 50-100 lingu. Üks ling on umbes 40k aluspaari. Üks negatiivne superspiralisatsioon iga 40 kaksikheeliksi täispöörde kohta- oluline pakkija. 46. Eukarüootsete kromosoomide koostis ja struktuur. Lisaks DNAle on valgud: histoonid ja mittehistoonsed, mis aitavad pakkida.
ribosoomidel). o Energeetiline funktsioon. ( Membraanis paiknevad oksüdatiivsed ensüümid, elektrontransportahela komponendid, fotosünteesiaparaat purpurbakteritel. Membraan on ioongradiendi tekke eelduseks, mis omakorda energiseerib enamikku rakuprotsesse. ) o Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks. Kinnitumine on vajalik nende replikatsiooniks ja jaotamiseks tütarrakkude vahel. o Viburite kinnitumine rakule basaalkeha abil ja viburi liikuma panek. RAKUKEST Erinevate rakkude kestades on kaks põhikomponenti: o Tugifibrillid (raudvarvad) o Maatriks (betoon) Taimerakus on tugifibrillideks tselluloos ja maatriksiks hemitselluloos ja ligniin. Seeneraku tugikesta moodustavad kitiin ja erinevad beetaglükaanid. Bakteriraku tugifibrillid on peptidoglükaanist. Rakukesta funktsioonid:
Paljud fenotüübilised tunnused on määratud enam kui ühe lookuse poolt. Geenid ja nende produktid interakteeruvad genoomiga ja modifitseerivad nii fenotüüpe kui Mendeli seaduspärasustest tulenevaid suhteid. Rakk elusa looduse väikseim ühik, millel on kõik elule iseloomulikud omadused: Liikumine, Elektrijuhtivus , Ainevahetus , Sekretsioon, Ekskretsioon, Hingamine, Paljunemine. Eukarüootse raku tsükkel: raku kasv, mitoos ja interfaas. G1: Rakk valmistub kromosoomide replikatsiooniks. S: DNA kahekordistub ja moodustuvad uued kromosoomid (sõsarkromatiidid). G2: Rakk valmistub jagunema. M: Mitoos Mitoos: DNA replikatsioon (kromosoomide duplitseerumine), millele järgneb raku jagunemine. Selle tulemusena me saame kaks geneetiliselt identset rakku. Meioos: Sugurakkude moodustumise käigus toimuv paljunemine, mis algab samuti DNA replikatsiooniga ja kromosoomide kahekordistumisega, kuid milles on kaks järjestikust jagunemist. Seepärast kromosoomide arv väheneb poole võrra
2. Biosünteetiline funktsioon. Membraanis toimub membraansete lipiidide, rakukesta ja kapsli komponentide süntees ja valgusüntees (membraaniga seotud ribosoomidel). 3. Energeetiline funktsioon. Membraanis paiknevad energia hankimises osalevad valgud, elektrontransportahela komponendid, fotosünteesiaparaat. 4. Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks. Kinnitumine on vajalik nende replikatsiooniks ja jaotamiseks tütarrakkude vahel. 5. Viburite kinnitamine rakule ja viburi töölepanek. 34. Rakukest, selle ehitustüübid ja funktsioonid. Erinevate rakkude kestas on kaks põhikomponenti: tugifibrillid ja maatriks. Taimeraku kestas on tugifibrillideks tselluloos ja maatriksiks hemitselluloos ja ligniin. Seeneraku kesta tugikomponendi moodustavad kitiin ja erinevad beetaglükaanid. Bakteriraku kesta tugifibrillid on peptidoglükaanist.
Steroolide taolised hüpanoidid. Funktsioonid: 1. Osmootse barjääri loomine ja ainete valikulise läbitavuse tagamine. 2. Biosünteetiline funktsioon. Membraanis toimub membraansete lipiidide, rakukesta ja kapsli komponentide süntees ja valgusüntees (membraaniga seotud ribosoomidel). 3. Energeetiline funktsioon. Membraanis paiknevad elektrontransportahela komponendid. 4. Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks. Kinnitumine on vajalik nende replikatsiooniks ja jaotamiseks tütarrakkude vahel. 5. Membraanile kinnituvad basaalkeha abil viburid. Rakukest, selle ehitustüübid ja funktsioonid Erinevate rakkude kestas on kaks põhikomponenti: tugifibrillid ja maatriks. Bakteriraku kesta tugifibrillid on peptidoglükaanist. Rakukesta funktsioonid: 1. Mehhaaniline kaitse (raku sees kõrge osmootne rõhk!). 2. Väliskuju säilitamine. 3. Viburi toestamine liikumisel. 4. Adhesiinid on seotud kestaga. 5. Kinnitumiskohad faagidele. 6
komponentide süntees ja valgusüntees (membraaniga seotud ribosoomidel). o Energeetiline funktsioon. Membraanis paiknevad energia hankimises osalevad valgud, elektrontransportahela mittevalgulised komponendid (nt kinoonid), fotosünteesiaparaat purpurbakteritel. Membraan on ioongradiendi tekke eelduseks, mis omakorda energiseerib enamikku rakuprotsesse. o Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks. Kinnitumine on vajalik nende replikatsiooniks ja jaotamiseks tütarrakkude vahel. o Viburite kinnitamine rakule ja viburi töölepanek. 9. Rakukest, selle ehitustüübid ja funktsioonid. Peptidoglükaan, selle koostis ja paiknemine eri tüüpi rakukestades. Sidemed peptidoglükaanvõrgustikus. Grami järgi värvimine. Rakukesta ehitus grampositiivsetel ja gramnegatiivsetel bakteritel. Mis eristab mükoplasmasid teistest prokarüootidest? Kuidas toimib bakterirakule penitsilliin? Kuidas lüsotsüüm? Mis on nende märklauaks
Steroolide taolised hüpanoidid. Funktsioonid: 1. Osmootse barjääri loomine ja ainete valikulise läbitavuse tagamine. 2. Biosünteetiline funktsioon. Membraanis toimub membraansete lipiidide, rakukesta ja kapsli komponentide süntees ja valgusüntees (membraaniga seotud ribosoomidel). 3. Energeetiline funktsioon. Membraanis paiknevad elektrontransportahela komponendid. 4. Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks. Kinnitumine on vajalik nende replikatsiooniks ja jaotamiseks tütarrakkude vahel. 5. Membraanile kinnituvad basaalkeha abil viburid. 39. Rakukest, selle ehitustüübid ja funktsioonid. Erinevate rakkude kestas on kaks põhikomponenti: tugifibrillid ja maatriks. Bakteriraku kesta tugifibrillid on peptidoglükaanist. 1. mükoplasmad- rakukest puudub. 2. grampositiivsed bakterid - rakukest paks, koosneb peamiselt peptidoglükaanist 3. gramnegatiivsed bakterid - rakukest mitmekihiline, peptidoglükaani kestas vähe, rakukestas
replitseerunud DNA jaotumine tütarrakkudesse. Eukarüootse raku rakutsüklis eristatakse nelja faasi G 1, S, G2 ja M. Kahte G faasi nimetatakse vahefaasideks ("gaps"), S faasis toimub DNA süntees ning M faasi ajal raku jagunemine. Imetaja rakkude puhul, mida on kasvatatud koekultuuris, kestab rakutsükkel umbes 24 tundi. G1 faas kestab 10 tundi ning sel ajal toimub rakus normaalne metabolism, rakk kasvab suuremaks, temas sisalduvate organellide arv kahekordistub ja toimub ettevalmistus DNA replikatsiooniks. S faas algab 8 DNA replikatsiooniga ning kestab ligikaudu 9 tundi. S faasi lõpuks koosnevad kromosoomid kahest tütarkromatiidist. Kui replikatsioon on lõppenud, läheb rakk faasi G 2, mis kestab neli tundi. Selles faasis jätkub raku kasvamine ja ta valmistub mitoosiks. Mitoos (M faas) e. raku jagunemine kestab ligikaudu tunni. Selle käigus liiguvad tütarkromatiidid jaguneva raku vastaspoolustele. Teineteisest eraldunud
replitseerunud DNA jaotumine tütarrakkudesse. Eukarüootse raku rakutsüklis eristatakse nelja faasi G 1, S, G2 ja M. Kahte G faasi nimetatakse vahefaasideks ("gaps"), S faasis toimub DNA süntees ning M faasi ajal raku jagunemine. Imetaja rakkude puhul, mida on kasvatatud koekultuuris, kestab rakutsükkel umbes 24 tundi. G1 faas kestab 10 tundi ning sel ajal toimub rakus normaalne metabolism, rakk kasvab suuremaks, temas sisalduvate organellide arv kahekordistub ja toimub ettevalmistus DNA replikatsiooniks. S faas algab DNA replikatsiooniga ning kestab ligikaudu 9 tundi. S faasi lõpuks koosnevad kromosoomid kahest tütarkromatiidist. Kui replikatsioon on lõppenud, läheb rakk faasi G 2, mis kestab neli tundi. Selles faasis jätkub raku kasvamine ja ta valmistub mitoosiks. Mitoos (M faas) e. raku jagunemine kestab ligikaudu tunni. Selle käigus liiguvad tütarkromatiidid jaguneva raku vastaspoolustele. Teineteisest eraldunud tütarrakud on geneetiliselt identsed.
Teisel ahela 3´5´ suunaga ei suuda polümeraas koheselt sünteesida. DNA replikatsioonil osalevad ensüümid DNA polümeraas- sünteesib uue ahela, liigub 5´3´ suunas DNA praimaas- sünteesib mahajäävale ahelale RNApraimeri, olemuselt on RNApolümeraas DNA ligaas- seob Okazaki fragmendid, luues fosfodiestersideme DNA helikaas- lagundab vesiniksidemed Eksonukleaasid- lagundavad RNApraimeri DNA topoisomeraasid- keerab DNA ahela replikatsiooniks lahti DNA liider- ja viivisahela sünteesi erinevus. DNA polümeraasi liikumise suund. Okazaki fragmentide olemus ja funktsioon- Kuna viivisahela suund on 3´5´ suunaga,siis DNA polümeraas ei saa sinna koheselt uut ahelt sünteesida. DNA praimaas sünteesib RNA praimeri 5´3´ suunaga,sinna kinnitub DNA polümeraas ja sünteesib Okazaki fragmendi. Sünteesitud RNA praimer lagundatakse eksonukleaaside poolt ja Okazaki fragmendid seotakse ligaasi poolt.
2)ensüüm DNA polümeraas seondub DNA ahelaga 3)DNA polümeraas sünteesib mõlema DNA ahelaga komplementaarsed uued dna ahelad. 4)replikatsioon lõpeb,kui mõlemalt dna ahelalt on sünteesituduus DNA molekul. Replikatsiooni tulemusena tekib ühest DNA molekulist 2 identset DNA molekuli.Selleks, et geen võiks päranduda uutesse tekkivatesse rakkudesse ja järglastesse, peab ta tootma täpseid endasarnaseid koopiaid. Säärast koopiakirjutamist nimetatakse replikatsiooniks. 39. RIBONUKLEIINHAPPED. RNA Geneetilise info kandjad . 1874 Milscher tegi kindlaks,et kõikide rakkude tuumades esinev "nukleiin" on keemilise ehitusega hape mis koosneb süsiniku,lämmastiku, fosfori ja hapniku aatomitest. RNA on koondunud tsütoplasmas asuvatesse organellidesse ribosoomidesse.Raku tuumas esineb vähe,peamiselt tuumakeses. RNA esineb rakus kolme variandina : transport-RNA, maatriits ehk informatsiooni RNA ja ribosoomi- RNA
Membraanis paiknevad energia hankimises osalevad valgud, elektrontransportahela mittevalgulised komponendid (nt kinoonid), fotosünteesiaparaat purpurbakteritel. Membraan on ioongradiendi tekke eelduseks, mis omakorda energiseerib enamikku rakuprotsesse. Laetud membraan (membraanist väljas on +laeng, raku sees on -laeng- võimaldab teha tööd (ATP süntees). 4. Membraanil on lookused kromosoomi ja plasmiidide kinnitamiseks (vajalik nende replikatsiooniks ja jaotumiseks tütarrakkude vahel) 5. Viburite kinnitamine rakule ja viburi töölepanek. Rakukesta (cell wall) ehitus 1. Mükoplasmad: rakukest puudub. 2. Grampositiivsed bakterid: rakukest paks, koosneb peamiselt peptidoglükaanist. 3. Gramnegatiivsed bakterid- rakukest mitmekihiline, peptidoglükaani rakukestas vähe, rakukestas välismembraan. 4. Valgulise kestaga bakterid (osad arhed, Planctomycese rühm, klamüüdiad). Peptidoglükaan puudub.
750 nt/sek. -klambriga on võimelised seonduma kõik 5 DNA polümeraasi ning -klambriga seondumise kaudu reguleeritakse erinevate DNA polümeraaside osalemist DNA sünteesil. Rakutsükkel Raku kasv Initsiatsiooni mass Replikatsiooni initsiatsioon, elongatsioon Replikatsiooni terminatsioon Terminatsioonijärgne valkude süntees Raku jagunemine. E. coli tüve K-12 kromosoom on 4639221 bp pikkune. Replikatsioon algab oriC-lt ja toimub mõlemas suunas. Kogu genoomi replikatsiooniks (C periood, eukarüootidel vastab sellele S-faas) kulub 40 minutit. Replikatsiooni terminatsioonijärgselt toimub tütarmolekulide dekatenatsioon ja jaotumine, septumi moodustumine ning 20 minutit pärast replikatsiooni terminatsiooni tütarrakud jagunevad (D periood, eukarüootidel vastavalt mitoos ja tsütokinees). Seega kulub replikatsiooni initsiatsioonist rakkude jagunemiseni kokku 60 minutit (C + D periood). Aeglaselt kasvavate rakkude puhul (generatsiooniajaga üle
olulisemad on OmcB ja OmcS. 7 Rakkude energia hulk ja selle muutumine Energia on rakkude eluspüsimiseks hädavajalik. Kõik elusrakud vajavad suures hulgas energiat, hoidmaks entroopiat madalana süsteemides, mis on vajalikud ensümaatiliste protsesside läbiviimiseks ja biosüsteemide funktsionaalsuse 60 hoidmiseks. On leitud, et bakteriraku kasvamisel kulub rakul kuni 75% energiast valgusünteesiks ja DNA replikatsiooniks kulub 2% koguenergiast. Rakkudes energia talletamiseks ning metabolismiradade vahel liikumiseks kasutatakse peamiselt kolme molekuli: adenosiinfosfaadid (ATP/ADP/AMP), nikotiin-amiid-adeniin-dinukleotiid (NAD/NADH) ja nikotiin-amiid-adeniin- dinukleotiid-fosfaat (NADP/NADPH). ATP toob energiat substraatselt fosforüülimiselt ja membraanselt fosforüülimiselt anabolismiradadele, NADH toob redutseerivat ,,jõudu" katabolismirajalt hingamisahelale või fermenteerimise
annaabi.ee 
