suhkrusisaldust reguleeriv insulin 6)kaitsefn- organismile mitteomaste ühendite vastu võitlemiseks moodustuvad antikehad 7)liikumisfn- lihasvalgud muudavad struktuuri, sellega kaasneb molekuli mõõtmete muutumine, algloomad 8)energeetiline fn- valgud võetakse kasutusele alles siis kui lipiidide ja sahhariidide varud on praktiliselt lõppemas 5. Nukleotiidide lühiiseloomustus. Nukleiinhapete monomeerid. DNA koostises on desoksüribonukleotiidid: keeruka struktuuriga, moodustunud lämmastikaluse(A, G, T, C), desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel. RNA monomeerideks on ribonukleotiidid: lämmastikalus(A, G, C, U), riboos ja fosfaatrühm. 6. Nukleiinhapete lühiiseloomustus. Biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Desoksüribonukleiinhape ja ribonukleiinhape. Nukleotiidid liituvad omavahel ja tekib DNA/RNA ahel
PÄRILIKkUS-organismi omdus sarnaneda oma vanematega *pärilikus aine on DNA *DNA sisaldab geene, mis määravad organismi tunnused *Geenide erinevaid vorme nim alleelideks: Dominantne ja retsessiivne *Isendi kõik geenid moodustavad genotüübi *Isendi trunnused kujunevad geenide paasil ja keskkonna tegurite toimel Genotüüp(määrab fen.)-->fenotüüp(isendi om. Tunnused)<--keskkonna tegurid *Dominantsed tunnused määravad dominantsed alleelid *Retsessiivsed tunnused määravad retsesiivsed alleelid
pooride läbimõõt on < 0,4 μm Viiruspartikli ehitus Viiruspartikli südamikus paikneb geneetiline materjal – nukleiinhape, mis kodeerib viirusspetsiifilisi valke Geneetiliseks materjaliks on kas DNA või RNA molekul Viiruse nukleiinhapet ümbritseb valkate – kapsiid, millel loomaviiruste puhul on ka ümbris (envelope) Viiruse genoom on kas üksikahelaline või kaksikahelaline : dsDNA – bakteriofaagid T4 ja lambda, papilloomiviirus ssDNA – bakterifaag M13, parvoviirused (koinfektsioon adenoviirustega)
Valgud moodustuvad vaid elusorganismides. Seetõttu nimetatakse neid koos polüsahhariidide ja nukleiinhapetega biopolümeerideks. Molkulaargeneetika on teadusharu, mis uurib pärilikkue sedasupärasusi molekulaarsel tasemel, Selle teadusharu saavutused võimaldavad mõista, kuidas avaldub isendi genotüübis paiknev pärilik info fenotüübi asemel. Molekulaargeneetika keskendub oma uurimissuudades peamisel kolmele univesaalsele protsessile : 1. dna sünteesile ehk replikatsioonile, 2. RNA spnteesile ehk Transkriptsioonile ja 3. valgu sünteesile ehk translatsioonile. DNA, RNA ja valkude biosünteesiga seondub valdav osa tunnuste tunnuste avaldumise molekulaarsetest mehhanismidest. DNA replikatsioon eelneb raku jagunemisele. Sellega saadakse lähteraku igast DNA molekulis kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega koopiat, mis mitoosil tütarrakkude vahel võrdselt ära jaotatakse.
PÄRILIKKUS Pärilikkuse molekulaargeneetilised alused: Põhiprotsessid: 1) Replikatsioon ehk DNA süntees 2) Transkripstsioon ehk RNA süntees 3) Translatsioon ehk valgusüntees Molekulaarbioloogiliste põhiprotsesside kaudu kandub edasi ja avaldub pärilik informatsioon. DNA replikatsioon: o DNA kahekordistamine raku jagunemise eel o Raku tuumas, tagatakse rakkude paljunemine o Teostab DNA-polümeraas o Vastavalt komplementaarsusprintsiibile(A=T;G=C) sünteesitakse tsütoplasmas olevatest nukleotiididest esialgse ahela kõrvale uus o Replikatsiooni tulemusena tekib ühest DNA molekulist 2 identset DNA molekuli Transkripstioon: .
teada efektiivsuse ja spetsiifilisuse füüsikalis-keemilisi mehhanisme Ensüümid on efektiivsed, spetsiifilised hästi reguleeritavad katalüsaatorid. Reguleerida saab rakus ensüümide aktiivsust ja nende hulka · aktiivsuse regulatsioon allosteerilised ensüümid, · ensüümide hulkade regulatsioon geenide aktiivsuse regulatsioon (klassika operoni mudel) Molekulaarbioloogia tsentraalne dogma bioloogilise informatsiooni "voolu" suund on DNA RNA valk DNA replikatsioon on "poolkonservatiivne" tütar-DNAd saavad kumbki ühe vanadest ahelatest väga tähtis fakt DNA replikatsioonimehhanismi mõistmiseks. DNA replikatsiooni kiirus on konstantne, ei sõltu rakkude kasvutingimustest ja on 800- 1000 aluspaari (bp base pairs) sekundis. Prokarüootsete rakkude DNA replikatsiooni alustab üks DNA polümeraas ja ta viib replikatsiooni ka lõpule (vt. järgmine slaid), mis tähendab, et näiteks E. coli puhul võtab
Ka verehüübimisvalgud, kattevalgud. energeetiline- väga madal -1g valkude lõhustumisel vabaneb 17,6 kJ energiat (nagu glükoosil). Valke lagundatakse ainult pärast sahhariide ja lipiide. 4.Nukleiinhapete lühiiseloomustus Nukleiinhapped- on polümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid (omavahel seotud fosfordiester sidemetega). Nukleiinhappeteks on : 1) RNA (ribonukleiinhape) geneetilise informatsiooni vahendaja, mis koosneb ribonukleotiididest. 2) DNA (desoksüribonukleiinhape)- geenetilise informatsiooni kandja, mis koosneb desoksüribonukleotiididest. Nukleotiidid koosnevad kolmest komponendist: a. viiesüsinikuline suhkur e pentoos: RNA´s riboos, DNA´s- desoksüriboos (teise süsiniku juures OH asemel on H) b. lämmastikalus: RNA´s- Adeniin, Guaniin, (C) tsütosiin, Uratsiil. DNA´s- Adeniin, Guaniin, (C) tsütosiin, Tümiin. c. fosfaatrühm. Biofunktsioonid 1
1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. Isikute tuvastamine: DNA fingerprinting. Nt kurjategijate, aga ka katastroofiohvrite tuvastamine. Isadustestid. Meditsiinis: geenmutatsioonid, geeniteraapia, molekulaarne diagnostika (ka nt Downi sündroomiga lapsest loobumine), vähialased uuringud. Tänu geneetika arengule on alus pandud ka geneetiliste haiguste diagnostikale (+ ravi arenenud). DNA analüüsimise tulemusel mutantsete geenide ja seega võimalike haiguste tõenäosuse tuvastamine. Nt Huntingtoni tõbi, Alzheimer, naistel rinnavähki soodustava BRCA1 ja BRCA2 analüüsid rinnavähi ennetamiseks. + vähirakkude uurimine tõhusama vähiravi väljatöötamiseks. Lisaks ravieesmärgid: diabeetikutele bakterirakkude kaudu insuliini tootmine. Kasvuhormooni tootmine puudulike geenidega lastele. (BIOLOOGILISED PREPARAADID)
1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. Kohtumeditsiinis kasutatakse (molekulaar)geneetikat isikute tuvastamisel - inimpopulatsioon on geneetiliselt heterogeenne, mis tähendab seda, et DNA nukleotiidses järjestuses on indiviiditi erinevusi. Neid erinevusi on võimalik tuvastada molekulaarsete meetoditega. Meditsiinis on geneetikal palju rakendusi, kuna paljusid haigusi tekitavad geenimutatsioonid. Nt on geenis nukleotiidide järjestus ,,normaalsest erinev" mis pärsib/üliaktiveerib geeni avaldumist või mille tõttu geen kodeerib muutunud omadustega valku. Nt Huntington, fragiilne X jne.
Transkriptsioon- RNA molekuli süntees DNA info põhjal. DNA ahelale sünteesitakse komplementaarne RNA üksikahel, mida nimetatakse transkriptiks. RNA- üksikahelaline polünukleotiidide ahel. Suhkruks on riboos. Alusteks adeiin, guaniin, tsütosiin ja uratsiil. RNA molekulide tüübid: mRNA- kodeerib valke (translatsioon) tRNA- transpordi RNA rRNA- ribosoomide koostises snRNA- väikesed tuuma RNAd, osalevad nitronite splaissimisel. RNA sünteesiks ei ole vaja praimerit
järglaspõlvkonnas nii genotüüpiline kui ka fenotüüpiline lahknemine. - Kolmas seadus ehk Sõltumatu lahknemise seadus - Kaks tunnust (geeni) päranduvad üksteisest sõltumatult. - Dominantsuse seadus Hugo de Vries mutatsiooniteooria - Uurides taimi leidis, et võivad tekkida uued päritavad tunnused (mutatsioonid) Thomas Morgan ja kromosoomiteooria - Uurides Drosophilat avastas, et kromosoomid on pärilikkuse aluseks Friedrich Miescher ja DNA - Avastas 1869 aine mille nimetas nuclein. Hiljem hakati kutsuma nukleiinhappeks 3. Nimeta elusrakkude üldprintsiipe ● Kõik rakud säilitavad oma pärilikkuse informatsiooni DNA kujul lineaarse geneetilise koodina ● Kõik rakud taastoodavad pärilikkusainet (ja selles olevat informatsiooni) matriitssünteesi abil ● Kõik rakud transkribeerivad oma pärilikkuse informatsiooni RNA kaudu
Bio- ja geenitehnoloogia eksami kordamisküsimused 1. Mis on rekombinantne DNA tehnoloogia, selle ajalugu, meetodid ja rakendused. Rekombinantse DNA tehnoloogia on tehnoloogia, mis võimaldab DNA'd sünteesida ja manipuleerida mittelooduslikul teel. Mikroobe on kasutatud toiduproduktide tootmiseks nagu leib, juust ja alkohol. Tuhandeid aastaid on kasutatud selektiivset ristamist nii taimede kui loomade puhul. 20ndal sajandil hakkasid teadlased ära kasutama bakterite loomulikku ainevahetust tootmaks tööstuslikul skaalal butanooli, atsetooni, antibiootikume. Tänapäeval on spetsiifilisi geene võimalik eraldada peaaegu
”Rakubioloogia II” aineprogramm. DNA struktuur ja funktsioonid. Nukleotiidide koostisosad (lämmastikalused, suhkur, fosfaatgrupp). Lämmastikalused puriinid:adeniin,guaniin 2-tsüklilised Lämmastikalused pürimidiinid:uratsiil, tümiin, tsütosiin- ühetsüklilised Suhkur:pentoos-riboos või desoksüriboos Nukleosiid: alus + suhkur (dAMP,dGMP) Nukleotiid: alus 1´ + suhkur + fosfaatgrupp 5´ Keemilised sidemed DNA kaksikheeliksis. Nukleiinhappe teke: fosfodiester sidemetega ühendatud 5´algus 3´ lõpp süsinikega. Uus nukleotiid lisatakse 3´otsa. Nukleotiidide vahel on vesinikside DNA polünukleotiidisete üksikahelate keemiline polaarsus. DNA kaksikahelas olevate polünukleotiidide vastassuunalisus e. Antiparalleelsus- kaksikahel, üks kulgeb 5´3´ ja teine 3´5´ Nukleotiidide komplementaarsuse printsiip- lämmastikaluste võime omavahel seonduda jamoodustada paar A=T(U), G=C
I kontrolltöö – molekulaarbioloogia põhiprotsessid 1. nimeta molekulaargeneetika põhiprotsessid Molekulaargeneetilised põhiprotsessid on DNA süntees e. replikatsioon, RNA süntees e. transkriptsioon ja valgu süntees e. translatsioon. 2. mis on replikatsioon? Millal ja milleks see toimub? Replikatsioon on DNA kahekordistamine enne raku jagunemist, millega tagatakse, et jagunemisel moodustunud tütarrakud saaksid täpselt sama päriliku info. 3. mis on transkriptsioon? translatsioon? Transkriptsioon on RNA süntees, mis toimub päristuumsetel organismidel rakutuumas. See on matriitsreaktsioon, mille käigus saadakse DNA ühe ahela nukleotiidsele järjestusele komplementaarse järjestusega mRNA molekul. Translatsioon e.
Genoom- liigiomases ühekordses kromosoomikomplektis sisalduvat geneetilist materjali nimetatakse genoomiks. Genoom on omane liigile. Molekulaargeneetika- teadusharu, mis uurib pärlilikkuse ja muutlikuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. Pärilikkus- looduse üldist seaduspärasust, mille kohaselt järglased sarnanevad ehituselt ja talitluselt vanematega nimetatakse pärilikkuseks. Transkriptsioon- matriitssüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul. Protsess toimub rakutuumas interfaasi ajal. Seda viib läbi ensüüm, mis transkriptsiooni alustamiseks peab seostuma vastava geeni algusosaga. DNA nukleotiidset järjestust, millega ensüüm sünteesi alustamiseks peab ühinema nimetatakse promootoriks. DNA biheeliks keeratakse järk-järgult lahti ning sünteesitakse ühe ahela teatava lõiguga komplementaarne RNA molekul.
Genotüüp ühele isendile omaste geenide ja nende erivormide kogum Fenotüüp- ühele isendile vaadeldavate tuunuste kogum. Genoom- liigiomases ühekordses kromosoomikomplektis sisalduv geneetiline materjal. Inimesel 24 genoomi. Molekulaargeneetika- teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. Pärilikkus-looduse üldine seaduspärasus, mille kohaselt järglased sarnanevad ehituselt ja talituselt vanematega. 2. Kirjelda, kuidas geenist saab tunnus. * DNA koosneb geenidest * geen avaldub > Rna * RNA järgi tehakse valk * valk kujundab tunnuse 3.Transkriptsioon: RNA süntees * toimub rakutuumas * lähteaine on DNA lõik promootorist kuni terminaatorini * Mis toimub: üks DNA biheeliks keeratakse järkjärgult lahti ning sünteesitakse ühe ahela teatava lõiguga komplementaarne RNA molekul. * Mis tekib: mRNA, rRNA, tRNA molekulid 4.DNA molekuli järgi RNA molekuli moodustamine. G>C / T>A / A>U / C>G 5.Translatsioon e. valgu süntees
Valgud täidavad organismis _______________ , _______________ , _____________, ____________ , ____________ , __________ , __________ ja ____________ funktsiooni. Valgu __________________ Nimetatakse esimest järku struktuuriks. Valgu teist järku struktuur tekib _______________________ _________________________________________ . Valgu kolmandat järku struktuur on enamasti ________________________________ . Organismides on kahte tüüpi nukleiinhappeid: ________ ja __________ . DNA on ______________ peamine koostisaine, tema molekul on _________________ __________________________ . DNA tähtsus seisneb _____________________________________ ________________________________________________________________________________ . Geneetilise info realiseerimine toimub RNA molekulide kaasabil. RNA jaguneb molekulide funktsiooni alusel kolmeks (nimetus + ülesanne): 1) ____ ______________
1. Kaasaegse geneetika rakendusalad meditsiinis ja kohtumeditsiinis. · Kohtumeditsiinis isikute tuvastamiseks (inimpopulatsioon on heterogeenne => DNA järjestuses on nukletiidses järjestuses indiviiditi erinevusi) · Meditsiin: Geeniteraapia geenidefekt kompenseeritakse normaalse, funktsionaalse geeni viimisega haige indiviidi rakkudesse; Molekulaarne diagnostika võimalik inimorganismist tuvastada haigust tekitavaid mutantseid geene see aitab otsustada, millist ravi patsient vajab; eriti tähtis on sünnieelne diagnostika Ka vähk on sisuliselt geneetiline haigus
1. Nimeta molekulaargeneetika põhiprotsessid · DNA süntees ehk replikatsioon · RNA süntees ehk transkriptsioon · Valgu süntees ehk translatsioon 2. Mis on replikatsioon? Millal ja milleks see toimub? Replikatsioon on matriitssüntees, mille tulemusena saadakse DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidide järjestusega DNA molekuli. Toimub iga kord enne raku jagunemist. Toimub kõigis organismides. 3. Mis on transkriptsioon? Translatsioon? RNA süntees, DNA alusel/ matriitssüntees, mille käigus saadakse DNa molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega kompementaarne RNA molekul. 4. Mina nimetatakse geeniks? Geen on DNA lõik, mis määrab ära ühe RNa molekuli sünteesi. 5. Millistest osadest koosneb geen? Geeni osad- promootor , RNA, sünteesipiirkond ,terminaator (ilma naljata). 6. Mis on transkriptsiooni saadused? mRNA, rRNa ja tRNA molekulid 7. Mida nimetatakse geeni avaldumiseks?
tuum (2n). Järgneb ( vegetativse sügoodi) areng kultuuris. Varajane embrio siirdadakse kolmandale lambale e. Asendus emale. Asendus ema sünnitab. Kloonimine jaguneb reproduktiivne ja terapeutiline. Terapeutiline on ravi kloonimine, et haiged koerakud asendadakse plastotsüsti tüvirakkudega või võetakse patsiendi tüvirakud viiakse kultueri ja mõjutadakse neid arenema kindlas suunas ning siirdadakse patsiendile tagasi. GEENITEHNOLOOGIA Geeni tehnoloogia seisneb DNA lõikude eraldamises , töötlemmises, in vitro ja siirdamises. Kus juures kasutadakse sama või teise isendi kromosoomi bakteri plaskidi ( väike molekul DNA-d) ja viirust ( genoom). Geenitehnoloogiat kasutadakse transgeensete organismide e GMO-de loomiseks, geeni raviks e geeniteraapias, sünnieelseks ja järgseks diagnostikaks ( DNA proov ), inimese tuvastamiseks ( DNA sõrmejälgede meetod ). Mis tahes transgeense organismi loomisel kasutadakse rekombinatse DNA loomise restritaas tehnikat
Mida tähendab fingerprintimine. See on mikrosatelliitse kordus DNA määramine. Mikrosatelliidid on kiiresti muteeruvad mittekodeerivad DNA lõigud, mis koosnevad tandeemselt korduvatest nukleiididest. Kuna nad muteeruvad suhteliselt kiiresti, siis populatsioonid erinevad korduste arvu poolest. Esmalt koguti üle Aafrika eri elevantide fecest, eraldati sealt DNA ja määrati referents proovid. Seejärel eraldati spetsiaalse meetodiga salakaubana konfiskeeritud elevandiluust DNA ja võrreldi mikrosatellitide korduseid referntsiga. Genotüüp = organismi geenide (alleelide) kogum Fenotüüp = organismi tunnuste kogum Monohübriidne = kahe erineva homosügoodi ristamine (erinevad tunnused) Vastastikune ristamine (retsiprookne) = tunnused vahetatakse ristamiseks erinevatel sugupooltel (kui tulemus ei muutu, siis tunnus ei ole seotud sooga) Dihübriidne ristamine = ristatakse kahe tunnuse suhtes erinevaid homosügoote
Molekulargeneetika ja viirused 1. Selgita mõisteid: geen,geneetika,geneetika,fenotüüp, genoom,molekulaargeneetika,pärilikkus. Geen- DNA lõik, mis määrab ära ühe RNA molekuli sünteesi. Geneetika- teadusharu, mis uurib pärilikkuse ja muutlikuse seaduspärasusi. Fenotüüp- ühe isendi vaadeldavate tunnuste kogum. Genoom- liigiomases ühekordses kromosoomikomplektis sisalduv geneetiline materjal.Genoom on omane liigile. Molekulaargeneetika- teadusharu, mis uurib pärlilikkuse ja muutlikuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel.
Mida tähendab geenivaigistus, mis eesmärgil kasutatakse? Geenivaigistus seisneb kindlate mRNA molekulide blokeerimise või kiires lammutamises nn mikroRNAde kaudu, mille tulemusena geen ei avaldu. Seda mehhanismi esineb taimesel, seentel ja loomadel ning see kaitseb neid näiteks viiruste vastu Milles seisneb polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) ja milleks seda kasutatakse? See meetod võimaldab müne raku olemasolu korral paljundada kindlat DNA lõiku mõne tunni jooksul miljoniks koopiaks, mis annab võrdlevaks uurimiseks piisavat materjali. Mis on DNA kiip ning mis eesmärgil seda kasutatakse? DNA kiip on DNA profiil DNA lõikude jaotus. See on laialdaselt kasutust leidnud isaduse tuvastamisel, kurjategijate paljastamisel ning muudel isiku kindlakstegemist nõudvatel juhtudel. Millistel erinevatel eesmärkidel kasutatakse DNA analüüsi? Selle meetodiga saab testida organidoonori koe
Edastavad väliskeskkonna infot raku sisemusse. Kaitsefunkt-antikehad. Energeetiline funkt. Struktuurid: primaar-näitab aminohappe järjestust, sekundaar- 1 lineaarne ahel võtab mingi kuju, tertsiaal- tekivad gloobulid või fibrillid, kvaternaar- mitu polipeptiidi ühineb. denaturatsioon- kui valk kaotab kõrgemat järku struktuuri. Renaturatsioon- valk võtab suuremat järku strukutuuri. Rakus on suur osa magneesiumi aatomitest seotud nukleiinhapetega DNA ja RNA. DNA tähtsus on päriliku info säilitamine ja selle ülekandmiseks raku jagunemise käigus moodustuvatele tütarrakkudele. RNA osaleb pärilikkuse avaldumises. DNA koostises on 4 erinevat nukleotiidi: adenosiinfosfaat, guanosiinfosfaat, tsütidiinfosfaat, tümidiinfosfaat. Desoksüribonukleotiid on keeruka struktuuriga ühend, mis on moodustunud kolme molekuli-lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel. RNA koostisesse kuuluvad nukleotiidid: adeniinfosfaat, guansiinfosfaat,
oma struktuuri, millega kaasneb ka molekuli mõõtmete muutumine, neid valke nimetatakse kontraktsioonivalkudeks. 8) Valkudelonka energeetilinefunktsioon, kuid kuna neil on palju teisi funktsioone, kasutab organism neid energia saamiseks alles peale pikemat nälgimist kui sahhariidide ja lipiidide tagavarad on lõppenud. NUKLEIINHAPPED Nukleiinhappedonbiopolümeerid,millemonomeerideksonnukleotiidid. Onkahtesortinukleiinhapped DNA desoksüribonukleiinhapeja RNA ribonukleiinhape. DNA monomeerideks on desoksüribonukleotiidid, mis on moodustunud lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel. DNA monomeeriderinevadüksteisest lämmastikalustepoolest. Nukleotiidide liitumisel tekib DNA üksikahel, DNA molekul koosneb kahest omavahel ühinenud ahelast, mille koospüsimise aluseks on komplementaarsusprintsiipe.nukleotiidideüksteiselevastavus.A=T
kromosoomikomplektis sisalduvat geneetilist materjali. Hulkrakse organismi keharakkudes on enamasti ühesugune arv kromosoome. Igas kromosoomis asuvad geenid määravad ära hulga tunnuseid. Genotüübiks nimetatakse ühele isendile omaste geenide ja nende erivormide kogumit. Fenotüübiks nimetatakse ühe isendi vaadeldavate tunnuste kogumit. Nad on omavahel sõltuvuses. Keskkond kas soodustab või pidurdab geenide poolt määratud tunnuste väljakujunemist. DNA molekuli struktuuri avastamine pani aluse molekulaargeneetikale (teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsel tasandil). Oma uurimissuundades keskendub peamiselt replikatsioonile (eelneb raku jagunemisele, on matriitssüntees, mille tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli; on kõigis organismides toimuv universaalne molekulaargeneetiline protsess, mis
see 24 kromosoomist). Ühele isendile omased geenid ja nende erivormide kogum-genotüüp. Ühe isendi vaadeldavate tunnuste kogum-fenotüüp. Keskkond ka soodustab või pidurdab geenide poolt määratud tunnuste välja kujunemist. Molekulaargeneetika-tadusharu, mis uurib pärilikuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. DNA süntees-replikatsioon (eelneb raku jagunemisele, sellega saadakse lähteraku igast DNA molekulist 2 ühesuguse nukleotiidse järjestusega koopiat, mis tütarrakkude vahel võrdselt ära jaotatakse) RNA süntees-transkriptsioon(selle tulemusel saadakse DNA nukleotiidsele järjestikusele vastav mRNA nukleotiidne järjestus, sellele järgneb mRNA transport rakutuumast tsütoplasmas paiknevatesse ribosoomidesse, kus toimub valkude süntees) Valgu süntees-translasioon (selle käigus sünteesitakse mRNA molekulide alusel vastava struktuuri ja funktsiooniga valgud)
GEENITEHNOLOOGIA Geenitehnoloogia molekulaargeneetika rakendusharu, DNA-fragmentide siirdamine rakkude ja organismide geneetilise informatsiooni muutmiseks või nende kasutamine pärilike haiguste diagnoosimisel ja indiviidide geneetilisel tuvastamisel. Geenitehnoloogia seisneb DNA valitud lõikude eraldamises, töötlemises in vitro ja siirdamises sama või muu liigi isendi geneetilisse struktuuri kromosoomi, plasmiidi või viirusesse. Rekombinantne DNA DNA molekul, milles on ühendatud eri liikidelt pärit DNA- fragmendid. Restriktaas bakteritel esinev endonukleaaside hulka kuuluv ensüüm, mis katkestab DNA kaksikahela kindla nukleotiidijärjestuse kohalt. Ligaas ensüüm, mis ühendab kovalentse sidemega DNA-fragmentide ahelate otsad. Geenides on intronid ja eksonid : · Intron lõigatakse · Ekson liidetakse Bakterid toodavad inimese valke alates 1978. aastast : · Esimene oli insuliin · Inimese kasvuhormoon
RIBOSOOMIDE FUNKTSIOON- viivad läbi valgusünteesi kasutades aminoatsüül-tRNA'd substraadina. Ribosoomi subühikute vahele jääb põhiline aktiivtsenter, mis moodustab tRNA'de sidumiskohad: · A-saiti seondub aminoatsüül-tRNA - paikneb nii väiksemal kui suuremal subühikul. · P-saiti seondub peptidüül-tRNA. · E-sait on deatsüleeritud tRNA spetsiifiline. TRANSKRIPTSIOON on matriitssüntees, mille käigus sünteesitakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul. Transkriptsioon toimub eukarüootidel tuumas, prokarüootidel tsütoplasmas. Prokarüoodi transkriptsiooni initsiatsioon: RNA polümeraas seondub ühega paljudest spetsiifilistes tranksriptsiooni faktoritest (-faktor) moodustades holoensüümi. Saab seonduda promootor-piirkonnaga DNA'l. -35 -10 regioon sisaldab prokarüootset promootorit.. Selles staadiumis DNA on kaksikheeliks
taimerakus? Ehitus?- Ülesanne on muundada väliskeskkonnast kättesaadav energia (kas päikesevalguse või keemiliste sidemete oma) rakule sobivasse vormi. Mitokondrid ja plastiidid (kloroplastid) on kahekordse membraaniga ümbritsetud organellid. Nad on spetsialiseerunud ATP sünteesile. mitokondrid kasutavad elektronide transpordist ja oksüdatiivsest fosforüleerimisest saadavat energiat kloroplastid kasutavad fotosünteesil akumuleeritavat energiat. Mõlemal organellil on oma DNA, ribosoomid,valgusüntees. Siiski sünteesitakse ENAMIK neis organellides vajaminevatest valkudest tsütosoolis ja transporditakse seejärel organellidesse (mitokondri ja genoomse DNA vaheline interaktsioon). Tuuma ja vakuoolide järel ühed suuremad organellid . Erinevalt mitokondrite (A) kristadest ei ole tülakoidid kloroplastides (B) seotud sisemise membraaniga. Mõlemas organellis on sisemembraanide pind väga suur ja nendega on seotud ensüümid, mille ülesanne on transportida
signaalita Onkogeenid Normaalsete proto-onkogeenide mutantsed alleelid Proto-onkogeenid stimuleerivad rakutsükli iga faasi algust Aktiveeruvad ainult siis, kui tingimused raku paljunemiseks soodsad Mutantsed proto-onkogeenid on aktiivsed igal ajal ja stimuleerivad rakutsükli faaside vaheldumist pidevalt Tuumor supressorgeen p53 Geen p53 kontrollib ühte regulatoorset transkriptsioonifaktorit regulaatorvalku molekulmassiga 53 kilodaltonit: p53 proteiin 53 Vähihaigete DNA järjestuse määramisel p53 mutantne enamusel UV kiirgusega kiiritamisel sünteesitakse rakus p53 valku rohkem p53 seondub nende geenide enhanceritele, mis peatavad rakutsükli Vajalik peatada rakutsükkel, aeg parandada DNA kahjustused mitte sünteesida valku kahjustatud DNA pealt, et ei tekiks kasvajat tuumor supressor Kui DNA on nii kahjustatud, et pole võimalik parandada, seondub normaalne p53 nende geenide enhanceritele, mis käivitavad apoptoosi
Pärilikkus Ensüüm- valk, mis reguleerib bikoeemilise Genoom- geneetiline marerjal, mis sisaldub reakstsiooni kiirust. liigiomases ühekordses kromosoomikomplektis. Biheeliks- DNA teisene struktuur (kruvikujuline) (inimese gen. 22 kromosoomi) Hormoon- orgaaniline aine, mis on regulatoorse Geeni avaldumine- toimub, kui mingilt geenilt toimub toimega ja moodustub loomorganismide RNA süntees sisekretsiooninäärmetes. On 2 hormoone- valgulised, Genotüüp- isendile omane keeni ja selle steroidhormoonid. erivormide(alleelide) kogum.
millele on lisatud geene nartsissilt ja bakterilt. Selline riis suudab toota A-vitamiini eellasmolekuli -karoteeni. 2) Väljaspool organismi valmistatud päriliku materjali organismi viimine. 3) Looduses mitteesineval viisil kahe või enama raku ühinemisega muundatud geneetilise materjaliga elusrakkude saamist. 4) Organismi teatud geeni töö peatatakse ning organism ei tooda enam vastavat ainet. (nt tomat, kartul) Rekombinantse DNA loomise restriktaastehnika Rekombinantse DNA loomise restriktaastehnika Sama restriktaas tunneb ära sama järjestuse DNA eri molekulides Restriktaas "lõikab" DNA ahelad pooleks nii, et tekivad "kleepuvate" otstega DNA lõigud Eri päritolu DNA lõigud viiakse lahuses kokku; lõigud ühinevad komplementaarsuse alusel; kleepuvate otste vahele tekivad vesiniksidemed Ensüüm ligaasi abil ühendatakse eri päritolu DNA lõigud omavahel kovalentsete sidemetega kokku -
MITOOS MEIOOS Rakkude paljunemine Kromosoom on kokku pakitud DNA molekul. Kromatiim on lahti pakitud DNA molekul. GEEN – üks lõik DNA-st, milles oleva info järgi tehakse valmis valk. DNA – rakutuumas RNA – pendeldab, kopeerib infot. Mitoos – raku jagunemis viis, millega tagatakse kromosoomide arvu püsime. Paljuneb. Keharakkude paljunemine. Rakutüskkel – interfaas – eluperiood, kus rakk ei paljune. Ja MITOOS tuuma ja tsütoplasma jagunemine, mille tulemusena moodustab kaks vanemrakuga identset tütarrakku. Joonis + faasid. Meioos – sugurakkude paljunemine. MITOOS
Geneetika kordamisküsimused 1. Mis on kromosoomid? Kromosoom on rakutuuma element, mis moodustub mitoosi- või meioosiprotsessiks (ainult siis mikroskoobist nähtav). Kromosoomid on moodustunud kromatiinist (DNA ja valkude kompleks), on kepikujulised struktuurid ja sisaldavad geene. Iga kromosoom koosneb ühest DNA molekulist. 2. Telomeer, tsentromeer Telomeer on DNA ahela piirkond, mis asub kromosoomi otstes. Telomeeri ülesandeks on kaitsta kromosoomi otsi kahjustuse eest. Iga jagunemise käigus väheneb DNA ahela pikkus kromosoomi otstest just telomeeride piirkonnast, see on hea selleks, et kahjustada ei saaks olulised geenid. Teiseks telomeeri ülesandeks on rakujagunemiste regulatsioon. Nimelt on rakk jagunemisvõimeline kuni telomeeride kriitilise pikkuseni ning selle pikkuseni jõudes lõpetab rakk jagunemise. Telomeeridega on arvatavasti seotud nn
Seejuures ei saa keskkonnatingimused ilma vajalike geenideta tunnust välja arendada II Paranda vead: a) mRNA molekuli kolm järjestikust nukleotiidi määravad ära ühe kindla aminohappe valgu molekulis. Seda vastavust nimetatakse komplementaarsuse printsiibiks. b) Ühele aminohappele vastav mRNA nukleotiidikolmik,koosneb kolmest erinevast nukleotiidist ja seda nimetatakse koodoniks. III Kasutades "koodipäikest" koosta antud DNA ahela alusel vastav valgufragment. DNA ahel: TACACGAAGATGTCGATCCTATTC RNA ahel: AUGUGCUUCUACAGCUAGGAUAAG Valgufragment
hernestes, munas ja kalas. Asendamatud aminohappeid on (8): Isoleutsiin, leutsiin, lüsiin, metioniin, treoniin, valiin. Valgumolekul koosneb peptiinsidemest ja aminohapetest. Valkude seedimiseks on vaja peptiinsidemed lõhkuda, milleks magu toodab seeede ensüümi nimega PEPSIIN(vajalikud tingimused on: maohape, 37temp). 4. Nukleiinhapped (DNA,RNA) DNA(desoksüribonukleiinhape, ladina k. On tuum=nukleus) DNA on (BIO)polümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukeitiidid. Nukleotiidid: A(adeniin), T(tümiin), C(tsütoniin) ja G(guaniin). Klomentaarsus: A-T, C-G,T-A, G-C. DNA lõik on GEEN. DNA molekul asub kromosoomi sees. Kromosoomid on rakutuumas. DNA tähtsus päriliku info säilitaja ja edasikandja rakust rakku. DNA molekuli ja struktuur avastati 1953-ndal aastal J.Watsoni ja Fr. Cricki poolt. RNA on peamiselt üheahelaline,
Raku kahanemine Raku turse Aktiivne protsess (ATP vajadus) Passiivne protsess RAKUBIOLOOGIA TSENTRAALNE DOGMA DNA -------> replikatsioon (tuumas, mitokondris) ---> transkriptsioon (tuumas, ribosoomides, ER's) -----> RNA -------> translatsioon(ribosoomides, endoplasmaatilises retiikulimis)-------> VALK REPLIKATSIOON matriitssüntees, mille tulemusena sünteesitakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli. Matriitsiks on DNA ühe ahela nukleotiidijärjestus. -Replikatsiooni etapid: I helikaas eraldab ahelad II DNA polümeraas seondub ahelaga III DNA polümeraasi abil sünteesitakse uued komplementaarsed ahelad IV replikatsiooni lõpuks on kaks identset DNA molekuli TRANSKRIPTSIOON -Replikatsiooni etapid: I RNA-polümeraas seondub DNA ahela promootor piirkonnaga II ensüüm keerab DNA biheeliksi lahti III RNA-polümeraas sünteesib ühe DNA ahela lõiguga komplementaarse RNA molekulis
…on biotehnoloogia haru, kus eesmärgi saavutamiseks viiakse geene (geeni osi) ühest organismist teise või muudetakse muul viisil geene saadakse GMO. Organisme, kellele on viidud võõraid geene, nim. transgeenseteks. Esimene transgeenne bakter tehti 1973.a. Nokautorganism – organism, kellel teatud geen on maha surutud. Geenide ülekandmine on võimalik restriktaaside abil. Restriktaasid on ensüümid, mida toodavad bakterid enesekaitseks – need lõikavad DNA lõikudeks, aga nii, et tekivad üheahelalised otsad – “kleepuvad otsad”. Selliste otstega DNA juppe on komplemen- taarsuse tõttu võimalik mugavalt liita. Erinevate DNA-de liitmisel saame rekombinantse DNA. Restriktaas Vektor Lõigatud DNA Restrikataas (sama) Lõigatud
1. PPT 1. Geeniused ja geenid geen (ingl. Gene): Spetsiifilise bioloogilise funktsiooniga geneetiline determinant. Pärilikkuse ühik, mis asub kromosoomi kindlas punktis (lookuses). DNA segment, mis kodeerib mingit kindlat RNA-d ja mRNA kaudu kindlat polüpeptiidi ning mida saab eksperimentaalselt eristada cis- trans- või komplementatsioonitestiga. Geenius: harukordselt andekas inimene, suurvaim. Geenius on see, kes on suutnud oma päriliku potentsiaali ideaalselt hästi realiseerida. 2. Autismi geneetiline alus autism (ingl. Autism) Endassesulgumus, lapsepõlves ilmnev psüühikahäire, esineb ka täiskasvanuil
Bakterid ja viirused · Bakteri ehitus: ribosoomid, nukleoid, rakusein, membraan, piilid, viburid, 1 rõngas DNA · Kõik bakterid on üherakulised · Bakterid on eeltuumsed(pole välja kujunenud tuuma) ja tuumaaine DNA paikneb rakus vabalt · DNA asukoha piirkond- nukleoidpiirkond · Bakteril on 1 rõngaskromosoom · Kogu geenitehnoloogia käib läbi bakterite ensüümide · Bakteritel membraansed siseorganellid puuduvad, aga ribosoome(toodavad valke) on palju · Bakterit ennast ümbritseb membraan. Osadel ka kaks membraani. Sellele vastavalt jagatakse Gram posit./negat. · Peal on rakukest(kihn). Osadel kaetud limaga(kõige peal limakapsel, mis hoiab niiskust) · On baktereid, kellel on viburid
translatsioon- valgu süntees Molekulaargeneetika-teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. Geen-DNA lõik, mis määrab ära ühe RNA molekuli sünteesi Matriitsüntees-DNA, RNA ja valgud sünteesitakseolemasolevate molekulide ahelate alusel, mis määravad sünteesitavate molekulide monomeeride järjestuse. Replikatsioon- matriitsüntees. Toimub enne rakujagunemist(mitoosil, meioosil).Tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega DNA molekuli. Protsess toimub rakutuumas. Ensüüm keerab DNA biheeliksi järk-järgult lahti, sünteesib karüoplasmas olevatest nukleotiididest esialgse ahela kõrvale uue(vastavalt komplementaarsusprintsiibile)- DNA molekulid on ühesuguse nukleotiidse järjestusega. Transkriptsioon-matriitsüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne RNA molekul.
muutmine.Suhkrud leukeemia,hepatiit B ja seina ravimina:osa ravimi C,erütropoetiin- sünteesi)Atsükloviir,fa alriivse vormi neerupuudulikusest,kas mtsükloviir(inhib saamiseks(streptomütsi vajast viiruse in),aeglustavad põhj.,anemia)Antikehi pöördtranskriptaasi)zid bakterite autoimmuunhaiguste ovudiin(sama, blok ka resistsentsusut AB vastu.Genereerida DNA suhtes. Nt mõne looma org-s., ja sünteesi)inimorganism asidotümidiin.atsükloviir eraldada,seejärel i enda . Digitalis purpurea seostada ravim vastu:aspirin(COX),zil steroidglükosiidid.Valgu antikehaga ja eutin(lipoksügenaas),si d sekundaar-tekib H- transportida ldenafil(fosfodiesteraas sidemete abil ühe ja sihtmolekulini.Ensüüm ),enalapril(AKE)Geeni
• Kui suur osa on pärilikkusel ja kui suur osa on keskkonnateguritel organismi tunnuste kujunemisel? Pärilikkus: 40%, keskkond: 50% • Millal on keskkonna mõjul toimunud geneetilised muutused pärilikud? Kui muutused toimuvad sugurakkudes • Mis rolli mängivad geenid, RNA ja valgud tunnuste avaldumises? Dna-rna-valk- paljude valkude koostoime-pärilikud tunnused.geen määrab rna ja rna valgud. • DNA: struktuur, ehitus ja asukoht rakus,ülesanded rakus ja seos tunnuste avaldumisega, DNA replikatsioon • RNA: struktuur, ehitus ja asukoht rakus, ülesanded rakus ja seos tunnuste avaldumisega, RNA transkriptsioon • Valgud: Geneetilise koodi tähtsus valgusünteesis, Valgusünteesi kulg, Valgu küpsemine rakus • Milline on DNA ehitus? Kus asub DNA rakus? väga pikk kaksikahel, koosneb
Mg-ioonid : klorofülli nukleiinhapete koostises. Fosfor P70 kg kohta koostises.Fe-ioonid: hemoglobiini umbes 780 g Rakumembraani ehituses, koostisesAnioonid organismidesKarbonaatioonid: nukleiinhapete koostises, energiarikaste ühendite nt. nende kujul kandub CO2 ATP koostises. Väävel S70 kg kohta umbes 140 g kehast välja. Leidub osades aminohapetes ja vitamiinides. Fosfaatioonid: DNA, RNA, ATP, ja fosfo- lipiidide Mesoelemendid:Naatrium Na70 kg kohta umbes koostises.Joodiioonid: kilpnäärmehormooni 100 g Kaalium K70 kg kohta umbes 140 g Kaalium koostisesKuidas inimene saab mineraalaineid? pH? peamiselt rakusisene ja naatrium rakuväline element. ORGAANILISED AINED RAKKUDESMis Osalevad närviimpulsi moodustumises, veebilansi iseloomustab orgaanilist ainet?
3. Kromosoome inimese keharakkudes on 46, sugurakkudes 23 4. Inimese genoom koosneb 24 kromosoomist 5. Keskkonna mõju tunnuste kujunemisele: soodustab või pidurdab tunnuste arengut. Näiteks kehakaal ja –ehitus, naha pigment, haiguste põdemine 6. Genotüüp – organismi kõik geenid ühesrakus, st. eeskiri, kuidas seda organismi üles ehitada. Fenotüüp – organismi kõik tunnused ehksee, milline organism tegelikult kujunes. 7. Replikatsioon – DNA süntees, kõigis organismides toimuv universaalne molekilaargeneetiline protsess, mis tagab rakujagunemise käigus päriliku info võrdse ülekande lähterakust tütarrakkudesse 8. Transkriptsioon – RNA süntees, matriitsüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nulkeotiitse järjestusega komplementaarne RNA molekul. RNA süntees komplementaarsuse alusel 9. Translatsioon – valgu süntees geneetilise info põhjal 10
3. Kromosoome inimese keharakkudes on 46, sugurakkudes 23 4. Inimese genoom koosneb 24 kromosoomist 5. Keskkonna mõju tunnuste kujunemisele: soodustab või pidurdab tunnuste arengut. Näiteks kehakaal ja –ehitus, naha pigment, haiguste põdemine 6. Genotüüp – organismi kõik geenid ühesrakus, st. eeskiri, kuidas seda organismi üles ehitada. Fenotüüp – organismi kõik tunnused ehksee, milline organism tegelikult kujunes. 7. Replikatsioon – DNA süntees, kõigis organismides toimuv universaalne molekilaargeneetiline protsess, mis tagab rakujagunemise käigus päriliku info võrdse ülekande lähterakust tütarrakkudesse 8. Transkriptsioon – RNA süntees, matriitsüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nulkeotiitse järjestusega komplementaarne RNA molekul. RNA süntees komplementaarsuse alusel 9. Translatsioon – valgu süntees geneetilise info põhjal 10
Küsimustele vastused ! Õ.lk 42 1.Geenitehnoloogia seiseb DNA valitud lõikude eraldamises, töötlemises in vitro ja siirdamises sama või muu liigi isendi geneetilisse struktuuri. Gt-t saab ära kasutada näiteks: *meditsiinis: 1) pärilike haiguste ravis/diagnoosimises, 2) vaktsiinide ja inimesele vajalike valkude tootmises (seda tehakse teiste organismide, nt bakterite, viiruste, seente sees), *põllumajanduses: 1) tõuomaduste muutmisel (näiteks saab tekitada lehmi, kes toodavad oma kehas mingit inimesele
Loomsed rakud vajavad rikastatud söödet: essentsiaalsed aminohapped (Lys, His, Leu, Ile, Met, Phe, Thr, Trp, Val; Cys, Glu, Tyr), Kasvufaktoreid, Vitamiine, Seerumit,(Kinnitus maatriksit (ECM kinnituseks) koosneb kollageenist, hüaluroon happest ja teistest ECM valkudest). Osad võivad kasvada ka 3D geelis ja suspensioonis. · Mida nimetatakse transfektsiooniks, milliseid alternatiivseid meetodeid saab kasutada? Transfektsioon on võõra DNA viimine rakku. Keemilised meetodid. Kaltsiumfosfaadi meetod, DEAE dekstraan Füüsikalised meetodid. Mikroinjektsioon ja elektroporatsioon Membraanide fusioonid. Liposoomid, katioonsed lipiidid ja DNA kompleks lipofektsioon (DNA) konstrukti sisestamine viiruste abil. DNA viirused= näit. SV 40 (simian virus) pôhinevad vektorid · Mis on GFP, milliseid konkreetseid ekspresioonikonstrukte praktikumis kasutati?
ülekanne. *Esimeseks objektiks geneetilistel uuringutel olid soolekepikesed, sest nad on hästi kultiveeritavad laboratoorsetes tingimustes. Hiljem hakati uuringutel kasutama ka teisi baktereid ja viirusi. Genofoor koosneb ligikaudu 4x105--5x106 nukleotiidipaarist, milles sisaldub geneetiline informatsioon 3000 --4000 erineva valgu sünteesiks. *Pärilikkuse funksionaalseks ühikuks on geen, mis kujutab endast DNA molekuli või niidi osa ehk väikest lõiku. Geen koosneb ca 1000 nukleotiidi paarist. Geenidesse on koondunud kõik raku omadusi puudutav informatsioon. Geenid jaotatakse: *struktuurgeenid kannavad informatsiooni raku poolt produtseeritavate valkude kohta; *regulaatorgeenid reguleerivad struktuurgeenide tööd; *operaatorgeenid reguleerivad koos regulaatorgeenidega struktuurgeenide töö kiirust.
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
