37oC 60 min + 1 l restriktaasi Cfr42I (jääl) (restriktaasi 10x puhver tähendab seda, et lahuse kontsentratsioon on 10 korda suurem ,kui vaja on.) (2) Peata restriktsioon kuumutades 65 oC 20 min (restriktaas inaktiveerub). Tsentrifuugi, et eemaldada kaanelt kondenseerunud veeaur ja seejärel sega lahuse ühtlustamiseks. (3) Ligeerimisreaktsiooniks pipeteeri järgmisi komponente sellises järjekorras (teostab iga üliõpilane): Ligeerimine kahe nukleiinhape molekuli kokku kleepumine, kasutades fermenti DNA-ligaas. 3 l restrikteeritud genoomset DNA-d + 1 l Cfr42I restrikteeritud pBS SK+ plasmiidi (10 ng) (teostatud juhendaja poolt) + 1 l 5 x ligeerimispuhvrit kokku 6 l + 1 l (5 ühikut) T4 DNA ligaasi (jääl) Selleks, et toimuks konkatemeersete DNA struktuuride moodustumine, peab [DNA] > 5 ng/l. (4) Inkubeeri toatemperatuuril kuni 24 h
Universaalsus- taoline vastavus koodonite ja aminohapete vahel kehtib eluslooduses VIIRUSED JA BAKTERID Viiruste ehitus: Genoom nukleiinhapped säilitavad pärilikku infot. Kapsiid kaitseb genoomi keskkonnamõjutuste eest ja aitab viiruse genoomi peremeesrakku. Ümbris tavaliselt peremeesraku membraanist. Viiruste paljunemine: 1. Viirusosake kinnitub fibrillidega rakumembraanile; 2. Viirusosake vabaneb ümbrisest ja lagundab rakumembraani; 3. Viirusosakese nukleiinhape koos kapsiidiga siseneb rakku; 4. Viirusosake vabaneb kapsiidist Viiruste jagunemine: DNA-viirused (herpes, adeno, papilloom jt) RNA-viirused (punetised, puukentsefaliit, lastehalvatus jt) DNA- ja RNA-viirused (HI, B-hepatiit jt) Bakterid on lagundajad, produtsendid, sümbiondid, patogeenid). Bakterid paljuvead pooldudes, sellele eelneb DNA replikatsioon ehk kahekordistumine.
tümiin (T) ja tsütosiinile (C) guaniin (G). Hübridisatsioonireaktsiooni korral on üks nukeliinhappe järjestus pärit “tuntud” mikroorganismilt (näiteks gripiviiruselt A). See ahel on proov ehk sond (probe). Teine ahel kuulub uuritavale mikroorganismile ehk sihtmärgile (target), mida püütakse kindlaks teha. Positiivne hübridisatsioonireaktsioon näitab, et uuritavas materjalis on sama mikroorganism, millest valmistati sond. Üheahelaline nukleiinhape, mida kasutatakse sondina, võib olla nii RNA kui DNA. Moodustuvad kaheahelalised hübriidid võivad olla kas DNA-DNA, RNA-RNA võis siis DNA-RNA ahelad. 63 Joonis 1. Nukleiinhapete hübridisatsiooni põhimõte. Positiivse hübridisatsiooni korral moodustub sondi ja sihtmärgi vahel kaksikahel. Negatiivse hübridisatsiooni korral homoloogia sondi ja sihtmärgi vahel puudub. Hübridisatsioonireaktsiooni etapid
paardumine on spetsiifiline ja saab toimuda ainult ühel kindlal viisil: A paardub alati Tga ja G paardub alati Cga Sest A paardub alati Tga ja G alati Cga. (Kaksikheeliksit moodustavad DNA ahelad on omavahel komplementaarsed. Kui sellised komplementaarsed ahelad teineteisest lahutada ja sünteesida vastavalt lämmastikaluste paardumisreeglile kummagi ahela baasil uus DNA ahel, siis on tulemuseks kaks kaheahelalist DNAd, mis on täpselt esialgse koopiad.) 20.(116) Kas üheahelaline nukleiinhape võib omada kõrgemat järku struktuuri? Jah. 21.(117) Joonistage võimalik kõrgemat järku struktuur, mille antud oligonukleotiid võib moodustada. paari moodustavad UA ja GC, tegemist on RNA struktuuriga, nii et ta on üksikahel. Üritage leida lihtsalt selline koht, kust saaks hakata tekitama paarisahelat. 22.(118) Mis on valgu monomeerideks? Kõik valgud on polümeerid mille monomeeriks on aminohapped. 25.(121) Milline on nimetatud aminohappe kõrvalahela laeng pH 7 juures
Sporaadiline e harvade üksikjuhtudena Epideemiline e rändava levikuga, haigestumise puhangud liiguvad eri piirkondade vahel Enzootiline e teatava piirkonna loomadel esinev Epizootiline e rändab eri piirkondades loomadelt loomadele. Viirushaigused: · Kõik viirused on elusorganismide siseparasiidid · Nad sisenevad peremeesorganismi rakku või sisestavad sinna oma nukleiinhappe · Viiruslik nukleiinhape (DNA) integreerub peremeesraku kromosoomi, mõnede RNA-viiruste RNA põhjal valmistatakse rakus sellele vastav DNA, mis kromosoomi integreerub · Viirushaigusi esineb kõikidel rakulise ehitusega olenditel · Inimesel tuntakse umbes viissada levinumat viirushaigust, kuid nende arv on tegelikult arvatavasti märksa suurem (inimeselt isoleeritud viiruste liike on kokku üle tuhande)
valk mitte). Tulemusex said et bakteri geneetilise info muutjax on DNA, mitte valk. *1946 katsed bakterite konjugatsioon ja DNA ülekandumine ühelt bakteritüvelt teisele. *transduktsioon e. ühe bakteritüve DNA ülekandumine teisele tüvele faagi vahendusel *UV kiirguse mutageenne toime-see on maximaalne samal lainepikkusel, millel kiirguse neeldumise maximum ka nukleiinhapetel. *taimeviiruse uurimine näitas, et isegi nende puhas nukleiinhape (RNA) võib põhjustada viiruste paljunemise rakus. 38.DNA struktuur-Dna paikneb rakutuumas kromosoomides. (munarakkudes paikneb osa DNA- st ka tsütoplasmas). Monomeerid on A+G=T+C Biheelixi kujuline, paremale kellaosutisuunas keerduv polünukleotiidahel, üxikute molekulide vahekaugus on konstantne.DNA molekul koosneb kahest polünukleotiidahelast, mille väliskihis asuvad vaheldumisi suhkur ja ortofosfaathappejääk, seespool lämmastikalused. Ahelad on
BIOLOOGIA EKSAMIKS 1. BIOLOOGIA UURIB ELU Biomolekulid-Ained mis ei moodustu väljaspool organismi- sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped, vitamiinid. Elu iseloomustav organisatoorne keerukus väljendub ehituslikul, talitluslikul ja regulatoorsel tasandil. Elu tunnus: rakuline ehitus, kõrge organiseerituse tase, (biomolekulide esinemine), aine- ja energiavahetus, sisekeskonna stabiilsus(ph), paljunemine, (pärilikkus), reageerimine ärritustele, areng Viirus pole elusorganism! Rakk on kõige lihtsam ehituslik ja talitluslik üksus, millel on kõik elu omadused. Üherakulised: -eeltuumsed-bakterid( arhebakterid, purpurbakterid, mükoblasmad) päristuumsed-protistid(ränivetikad, ripsloomad, munasseened, viburloomad, eosloomad, kingloom) Kõik organismid vajavad elutegevuseks energiat Imetajad ja linnud on ainukesed püsisoojased organismid Üherakulistel toimub paljunemine mittesuguliselt, pooldumise teel. Hulkraksed paljunevad kas mittesug...
Geenitehnoloogia arvestuse küsimused 1.Suhkrute lühiiseloomustus Suhkrud e süsivesikud- orgaanilised ühendid, mille koostisesse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik. Suhkruid jagatakse 3 rühma: 1)Monosahhariidid e lihtsuhkrud (üks tsükkel)- kõige lihtsamad süsivesikud, mis koosnevad 3-6 süsinikuaatomist. Tähtsamad neist on: · 5-süsinikuga e pentoosid i. riboos (C5H10O5)- kuulub RNA (nukleotiidi) koostisesse. ii. desoksüriboos (C5H10O4)- kuulub DNA (nukleotiidi) koostisesse. · 6-süsinikuga e heksoosid i. glükoos e viinamarjasuhkur (C6H12O6)- tähtis energiallikas. Taimedes moodustub glükoos fotosünteesi käigus ja tihti talletatakse see tärklisena. Loomad saavad glükoosi toiduga nt tärklise lõhustamisel seedeelundkonnas. ii. Fruktoos e puuviljasuhkur (C6H12O6)- puuviljades ja mees esinev monosahhariid. Seda samu...
6 abil liituda täiendavad fosfaatrühma (tähistatakse , , ) Lehekülg Täiendava fosfaatrühma lisandumine fosfoanhüdriidsideme abil 4. Nukleiinhape = polünukleotiid. Biopolümeerid, mille monomeersed ühikud, nukleosiidmonofosfaadid, on ühendatud 3'-5'- fosfodiestersidemetega. Monomeersete ühikute järjestust loetakse alati 5' 3' suunas. DNA on antiparalleelne kaksikheelik. Võib olla tsirkulaarne (prokarüootides) või lineaarne. Kompkaten ja tihedalt pakitud. Eukarüootne DNA kerituna ümber histoonvalkude moodustab nukleosoome.
valk, DNA või mõlemad (faagi DNA sisaldab fosforit, valk mitte). Tulemusex said et bakteri geneetilise info muutjax on DNA, mitte valk. *1946 katsed bakterite konjugatsioon ja DNA ülekandumine ühelt bakteritüvelt teisele. *transduktsioon e. ühe bakteritüve DNA ülekandumine teisele tüvele faagi vahendusel *UV kiirguse mutageenne toime-see on maximaalne samal lainepikkusel, millel kiirguse neeldumise maximum ka nukleiinhapetel. *taimeviiruse uurimine näitas, et isegi nende puhas nukleiinhape (RNA) võib põhjustada viiruste paljunemise rakus. 38.DNA struktuur-Dna paikneb rakutuumas kromosoomides. (munarakkudes paikneb osa DNA-st ka tsütoplasmas). Monomeerid on A+G=T+C Biheelixi kujuline, paremale kellaosutisuunas keerduv polünukleotiidahel, üxikute molekulide vahekaugus on konstantne.DNA molekul koosneb kahest polünukleotiidahelast, mille väliskihis asuvad vaheldumisi suhkur ja ortofosfaathappejääk, seespool lämmastikalused
1. Pandeemiline - ülemaailme; 2. Endeemiline - teatud piirkonnas esinev; 3. Sporaadiline - harvade üksikjuhtudena; 4. Epideemiline - rändava levikuga, haigestumise puhangud levivad eri piirkondade vahel; 5. Enzootiline - teatava piirkonna loomadel esinev; 6. Epizootiline - rändab eri piirkondades loomadelt loomadele. Viirushaigused: 1. Kõik viirused on elusorganismide siseparasiidid. 2. Nad sisenevad peremeesorganismi rakku või sisestavad sinna oma nukleiinhappe. 3. Viiruslik nukleiinhape (DNA) integreerub peremeesraku kromosoomi, mõnede RNA-viiruste RNA põjhal valmistatakse rakus sellele vastav DNA, mis kromosoomi integreerub. 4. Viirushaigusi esineb kõikidel rakulise ehitusega olenditel. 5. Inimesel tuntakse umbes 500 levinumat viirushaigust, kuid nende arv on tegelikult arvatavasti märksa suurem. 6. Viirusnakkuste ravi on äärmiselt komplitseeritud ja sisuliselt ainus võimalus, mis annab mingi kaitse viirusnakkuste vastu, on vaktsineerimine. 7
Kui sel juhul ilmnevad indiviidil muutused fenotüübis, näiteks põeb ta mingit haigust, võimaldab deletsioon lokaliseerida geene, mille defektsus seda haigust põhjustab. Duplikatsioone sisaldavad kromosoomid põhjustavad rakus kodeeritava valgu suuremat sisaldust ja see omakorda kõrgenenud ensüümiaktiivsust. Analüüsiks kasutatakse translokatsioonidega kromosoome. 41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks? Ühe- või kaheahelaline DNA või RNA 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni. Tehti katse DNA transformeerumisega katseklaasis. Katses surnud virulentsete DNA kandus transformatsiooniga mittevirulentsetesse bakteritesse, mis muutis ka need bakterid virulentseks. Järelikult DNA sisaldas seda pärilikkust, mis põhjustas bakteri virulentsust. 43
Geneetika I kordamisküsimused (2012) 1. Molekulaargeneetika põhimõisted (mis on DNA, RNA, aminohapped jne) DNA -desoksüribonukeliinhape, kannab edasi pärilikku infot. Koplementaarsus ja antiparalleelsus- 5´ 3´ Sekundaarstruktuur- iga ahela täispööre e suur vagu(10 nukleotiidi), vahemaa N-aluste vahel e. väike vagu. RNA- ribonukeliinhape, viib läbi valkude sünteesi, geneetilised regulatsiooni protsessid RNA-analüüsi kasutatakse diagnostikas palju vähem, kuna RNA on palju ebastabiilsem (nii säilitamise, kui analüüsi suhtes). Vajadusel (RNA-viiruste analüüs) kasutatakse näiteks revertaasi polümeraas mis sünteesib RNA pealt DNA. Valgud- koosnevad ah, nende kaudu jõuab pärilik info tunnustesse Replikatsioon, transkriptsioon, translatsioon- matriitssüsteemireaktsioonid Nukleosiid- suhkur + lämmastikalus Nukleotiid- suhkur+ lämmastikalus+ fosfaatrühm ( lisaks nukleiinhappe mood. On teisi ül: ATP, koensüümide koostises...
Kordamisküsimused Geenitehnoloogia I arvestuseks 2017 1. Millised molekulid on polümeerid? Polümeerid on ained, mille molekulid koosnevad kovalentsete sidemetega seotud monomeeridest (nukleotiididest). Nt nukleiinhapped. 2. Nukleotiidide lühiiseloomustus. Nukleotiidid on orgaanilised molekulid, mis moodustavad suuri bioploümeere nukleiinhappeid (DNA, RNA). Nukleotiidid koosnevad lämmastikalusest(adeniin, tümidiin, duaniin, tsütosiin; AT GC), suhkrust(pentoos, riboos, desoksüriboos) ja fosfaatrühmast. 3. Nukleiinhapete lühiiseloomustus. Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Nukleiinhape moodustub korduvatest nukleotiididest. On kahte liiki nukleiinhappeid: 1)DNA-desoksüribonukleiinhape 2)RNA-ribonukleiinhape 4. Mida tähendab komplementaarsusprintsiip, mida DNA ahelate antiparalleelsus? Komplementaarsusprintsiip- Kaksikahelaliste nukleiinhapete ehitusprintsiip. Selle kohaselt põhineb kindlate läm...
Puudub iseseisev ainevahetus ja paljunemisvõime 5. Neil on kriitiliselt väikesed mõõtmed iseseisva elusorganismi jaoks Vastuargumendid Neil on tunnused mis lähendavad neid elusorganismidele: 1. Valkude ja nukleiinhapete olemasolu 2. Muutlikus (eriti RNA -viirused). 3. Evolutsioneerumine 4. Rekombineerumine see seletab miks loomade viirused on muutunud inimesele tõvestavaks. Viiruste ehitus: Viirustes eristatakse 4 tüüpi elemente: 1. Nukleiinhape (NH) kas RNA või DNA (mõlemad korraga ei esine) 2. Valguline kate ehk kapsiid ülesandeks NH kaitsmine. Lihtsamatel viirustel ongi need kaks elementi! 3. Superkapsiid sisaldab endas nakatunud ja hävitatud raku membraani elemente. 4. Superkapsiidist väljaulatuvad valgud ja ensüümid. Viiruste pärilikus aines saab esile tuua 3 tüüpi geene: 1. Peremeesraku elutegevust mõjutavad geenid. 2. Viiruse nukleiinhappe kordistumist mõjutavad geenid. 3
16. Milline oligonukleotiid omab kõrgemat ,,sulamistemperatuuri" Tm. Miks? GC rikas, sest GC omab kolme vesiniksidet, AT vaid kahte. 17. . Mitu aluspaari tuleb ühe B-DNA heeliksi pöörde kohta? 10 18. Ligikaudu mitut aluspaari sisaldab inimese genoom? 3 x 10^9 19. Miks sisaldab enamikust organismidest eraldatud DNA ligikaudu võrdsel hulgal A ja T ning G ja C nukleotiide? Sest nad on paaris omavahel. A-T ja G-C ning seetõttu on neid ühepalju, nad on nagu komplekt. 20. Kas üheahelaline nukleiinhape võib omada primaarstruktuurist kõrgemat järku struktuuri? Jah 21. Joonistage võimalik kõrgemat järku struktuur, mille antud oligonukleotiid võib moodustada UCAGUUGGAGCUUCCAACAUU 22. . Mis on valgu monomeerideks? alfa aminohapped 23. Millised aminohapped on toodud joonisel? (kolm aminohapet 20 hulgast) Valiin Türosiin beeta-alaniin 24
Spetsiaalsed kaardistamise meetodid: Neurospora crassa reastatud tetraadide analüüs; Drosophila deletsioonide ja duplikatsioonide tsütogeneetiline kaardistamine. Geenide aheldumise uurimine inimesel: geenide aheldatuse tuvastamine sugupuude analüüsil; somaatiliste rakkude geneetika (rakkude hübridiseerimine, geenide kaardistamine kasutades kromosomaalseid ümberkorraldusi); inimese genoomi analüüs. 10. DNA ja kromosoomide molekulaarne struktuur. Nukleiinhape kui geneetilise info kandja: bakterite transformatsioon, faagide nukleiinhape kui pärilikkuse kandja, RNA viirused. DNA ja RNA koostis: nukleosiidid, nukleotiidid; lämmastikalused; Chargaffi ekvivalentsuse seadus. DNA kaksikahela ehitus: komplementaarsusprintsiip; ahelate antiparallelsus; DNA kaksikheeliksi alternatiivsed vormid. Nukleiinhapete primaar- sekundaar- ja tertsiaarstruktuurid; DNA denaturatsioon ja renaturatsioon; heterodupleksid
verealbumiinid, histoonid, ensüümvalgud (juuksed), lihasvalgud (aktiin), kollageenid Klassifikatsioon koostise alusel: Lihtvalgud koosnevad ainult AH-jääkidest. Mida ühekülgsem on Ah koostis, seda spetsiifilisemat funktsiooni see valk täidab. Liitvalgud koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast. 1. valk + glükoos = glükoproteiin membraanides retseptorvalgud, viirusvastane interferoon. 2. valk + nukleiinhape = nukleoproteiin kromosoomides ja ribosoomides. 3. valk + pigment = kromoproteiin heem ja klorofüll. 4. valk + fosfor = fosfoproteiin piimavalk kaseiin. 5. valk + lipiid = lipoproteiin biomembraanides ja verest lipiidide transportija. Orgaanilised ühendid 6. valk + metall = metalloproteiin liiteensüümid ja transferiin (Fe transportiv valk). NB
milline deletsioon muutust põhjustab. Duplikatsioone sisaldavad duplikatsiooni puhul on geeni poolt kodeeritud valgu hulk rakus kõrgem, see võib väljenduda kõrgenenud ensüümiaktiivsuses. Duplikatsioonide analüüsiks kasutatakse sageli translokatsioonidega kromosoome. Proovitakse erinevaid versioone ning mõõdetakse ensüümaktiivsuse järgi, kus geen asub. 41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks? Päriliku informatsiooni kandjaks võib olla kaheahelaline DNA, rõngas DNA, üheahelaline DNA, ssRNA, dsRNA. 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni. Sia ja Dawsoni katse: tehti eksperiment kahe bakteritüvega IIR (mitte virulentne, kapslita ning väikesed karedapinnalised kolooniad) ja IIIS (limakapsliga, virulentne, suured karedapinnalised kolooniad)
verealbumiinid, histoonid, ensüümvalgud (juuksed), lihasvalgud (aktiin), kollageenid Klassifikatsioon koostise alusel: Lihtvalgud koosnevad ainult AH-jääkidest. Mida ühekülgsem on Ah koostis, seda spetsiifilisemat funktsiooni see valk täidab. Liitvalgud koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast. 1. valk + glükoos = glükoproteiin membraanides retseptorvalgud, viirusvastane interferoon. 2. valk + nukleiinhape = nukleoproteiin kromosoomides ja ribosoomides. 3. valk + pigment = kromoproteiin heem ja klorofüll. 4. valk + fosfor = fosfoproteiin piimavalk kaseiin. 5. valk + lipiid = lipoproteiin biomembraanides ja verest lipiidide transportija. Orgaanilised ühendid 6. valk + metall = metalloproteiin liiteensüümid ja transferiin (Fe transportiv valk). NB
Geenitehnoloogia I käsitletavad teemad – 2013 sügsissemester. NB! Nii loengute kui ka Tago Sarapuu gümnaasiumiõpiku peatükid 1-4 ja Mart Viikmaa õpikust see materjal, mid üles laetud geen.ttu.ee ‘’Õppematerjalid’’ alla Bioteaduste metoodika Loodusteaduslikud sh bioloogiliste protsesside uurimisel kasutatavad meetodid jaotatakse: VAATLUS (ing k observation) nt anatoomia, kirjeldav embrüoloogia) VÕRDLUS (ing k comparison) - nt võrdlev anatoomia, geenijärjestuste võrdlus KATSE (ing k experiment) – kui muudetakse üht parameetrit/tingimust, ja võrreldakse tulemusi nii muudetud kui muutmata (st kontroll) tingimustega katse puhul Biokeemilised meetodid Biofüüsikalised meetodid (nt valkude struktuuri analüüs) Mikroskoopia (valgus- ja elektronmikroskoopia) Geneetilised meetodid (mutatsioonanalüüs koos...
verealbumiinid, histoonid, ensüümvalgud (juuksed), lihasvalgud (aktiin), kollageenid Klassifikatsioon koostise alusel: Lihtvalgud – koosnevad ainult AH-jääkidest. Mida ühekülgsem on Ah koostis, seda spetsiifilisemat funktsiooni see valk täidab. Liitvalgud – koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast. 1. valk + glükoos = glükoproteiin – membraanides retseptorvalgud, viirusvastane interferoon. 2. valk + nukleiinhape = nukleoproteiin – kromosoomides ja ribosoomides. 3. valk + pigment = kromoproteiin – heem ja klorofüll. 4. valk + fosfor = fosfoproteiin – piimavalk kaseiin. Orgaanilised ühendid 5. valk + lipiid = lipoproteiin – biomembraanides ja verest lipiidide transportija. 6. valk + metall = metalloproteiin – liiteensüümid ja transferiin (Fe transportiv valk). NB
(-S-S-) Tsüstesiinside ??? Valkude erinevaid jaotusi: (lihtvalgud, liitvalgud (mis on prosteetiline rühm); füsiko-keemiliste omaduste põhjal, jne. täisväärtuslikud valk, väheväärtuslikud valgud) Lihtvalgud: aminohappe jääkidest, nt munvalge Liitvalgud: koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast, nt kromosoomid - valk + glükoos = glükoproteiin membraanides retseptorvalgud, viirusvastane interferoon. - valk + nukleiinhape = nukleoproteiin kromosoomides ja ribosoomides. - valk + pigment = kromoproteiin heem ja klorofüll. - valk + fosfor = fosfoproteiin piimavalk kaseiin. - valk + lipiid = lipoproteiin biomembraanides ja verest lipiidide transportija. - valk + metall = metalloproteiin liiteensüümid ja transferiin (Fe transportiv valk).
Deletsiooni abil: kui on toimunud muutus fenotüübis, on delets abil võimalik kindlaks teha, millise geeni defektsus mingit haigust põhjustab (kui deletsiooni asukoht langeb kokku selle kindla geeni asukohaga). Nt kärbestel silmavärv. Duplikatsiooni abil: dupl puhul on olemas algne krom uuritava geeniga ja selline krom, kuhu on sellest geenist segment lisaks. Geeni poolt kodeeritud valgu hulk rakus on sellisel juhul suurem. 41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks? Kahte tüüpi nukleiinhapped DNA ja RNA (viirustel, nt gripiviirus ja HIV). Enamasti on tegu kaksikahelalise DNA molekulidega, mõnede DNA-viiruste puhul võib geneetilist infot kanda ka üksikahelaline DNA. 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni. Kaudsed tõendid: 1) eukarüootidel asub DNA rakutuumas, RNA ja valgud tsütoplasmas
võimaldab deletsioon lokaliseerida geene, mille defektsus seda haigust põhjustab. Duplikatsioonide analüüs – duplikatsiooni puhul on geeni poolt kodeeritud valgu hulk rakus kõrgem, see võib väljenduda kõrgenenud ensüümiaktiivsuses. Duplikatsiooni all on mõeldud segmenti X kromosoomist, mis translokeerunud mõnda teise kromosoomi. Uuritakse translokatsiooniga kromosoomi efekti white mutatsiooni avaldumisele. 41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks? Kromosoomid koosneva 2 tüüpi makromolekulidest – valkudest ja nukleiinhapetest. Enamuse organismide puhul on geneetilise info kandjaks 2-ahelaline DNA. Erandiks on mõned viirused. 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni. Otsesed tõendid selle kohta, et geneetiline informatsioon sisaldub DNAs, on saadud järgmist katsetega: bakterite transformatsiooni põhjustav DNA
H°' suurem G-C rikaste nukleiinhapete puhul ja järelikult on suurem ka vastav Tm 17. Mitu aluspaari tuleb ühe B-DNA heeliksi pöörde kohta? a) 10 b) 25 c) 50 18. Ligikaudu mitut aluspaari sisaldab inimese genoom? a) 3 x 105 b) 3 x 107 c) 3 x 109 19. Miks sisaldab enamikust organismidest eraldatud DNA ligikaudu võrdsel hulgal A ja T ning G ja C nukleotiide? V: Sest lämmastikalused paarduvad omavahel(A-T ja G-C) ja seega on neid ühe palju, nad on nagu komplekt. 20. Kas üheahelaline nukleiinhape võib omada primaarstruktuurist kõrgemat järku struktuuri? V: Kuna paljud looduses esinevad nukleiinhapped sisaldavad oma primaarstruktuuris kas osaliselt või täielikult komplementaarse järjestusega piirkondi, siis on läbi spetsiifiliste aluspaaride tekke võimalik lokaalse sekundaarstruktuuri moodustumine nendes piirkondades. 21. Joonistage võimalik kõrgemat järku struktuur, mille antud oligonukleotiid võib moodustada. (erinevad järjestused) UCAGUUGGAGCUUCCAACAUU 22
GEENITEHNOLOOGIA KORDAMISKÜSIMUSED 1. Bioteaduste meetodika Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad samaaegselt selgitada mitmeid loodusnähtusi. Bioteaduste uurimisobjektid pärinevad loodusest : biomolekulid, rakud, organismid, populatsioonid, liigid, ökosüsteemid. Kasutatavad meetodid jaotatakse : vaatlus, võrdlus (võrdlev anatoomi, geenijärjestuse võrdlus), katse (kui muudetakse üht tingimust ja võrreldakse tulemusi nii muudetud kui muutmata tingimustega katse puhul) TEADUSLIKUD FAKTID ∨ Uurimisobjekt < PROBLEEMI PÜSTITAMINE > muutuja ∨ TAUSTAINFO KOGUMINE > teadusinfo ∨ Probleemi oletatav vastus < HÜPOTEESI SÕNASTAMINE ...
GEENITEHNOLOOGIA KORDAMISKÜSIMUSED 1. Bioteaduste meetodika Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad samaaegselt selgitada mitmeid loodusnähtusi. Bioteaduste uurimisobjektid pärinevad loodusest : biomolekulid, rakud, organismid, populatsioonid, liigid, ökosüsteemid. Kasutatavad meetodid jaotatakse : vaatlus, võrdlus (võrdlev anatoomi, geenijärjestuse võrdlus), katse (kui muudetakse üht tingimust ja võrreldakse tulemusi nii muudetud kui muutmata tingimustega katse puhul) TEADUSLIKUD FAKTID Uurimisobjekt < PROBLEEMI PÜSTITAMINE > muutuja TAUSTAINFO KOGUMINE > teadusinfo Probleemi oletatav vastus < HÜPOTEESI SÕNASTAMINE ...
Mõne aja pärast rakk sureb. Laguneb ehk lüüsub ja vabanevad viirusosakesed nakatavad uusi rakke: a. Äge haigus areneb, kulgeb kiirelt. Kaks väljundit: organism kas terveneb või sureb (gripp, entsefaliit, marutõbi) b. Krooniline Organismis pidevalt hukkub viirusnakkusega rakke, kuid uute rakkude teke suudab seda kompenseerida (AIDS) 2) Lüsogeenne tsükkel Viiruse nukleiinhape on peremeesraku kromosoomides vaikivas olekus paljude rakupõlvkondade vältel. Koos rakkude paljunemisega levib ka viirus. Mingi sise- või välismuutuse korral viirus aktiveerub, läheb lüütilisse tsüklisse ja tekib haigus (I tüüpi herpes, papilloomi viirus) Inimese viirushaigused Nakatumine: 1) Piisknakkus (gripp) 2) Otsene kontakt (tuulerõuged, leetrid) 3) Biovedelikega (veri, sperma) 4) Toidu ja joogiga (reoviirused, adenoviirused)
mille defektsus seda haigust põhjustab. · Duplikatsiooni puhul on geeni poolt kodeeritud valgu hulk rakus kõrgem ning see võib väljenduda kõrgenenud ensüümaktiivsuses. Duplikatsioonide analüüsiks kasutatakse translokatsioonidega kromosoome. Proovitakse erinevaid variante ning mõõdetakse ensüümaktiivsuse järgi, kus geen asub. 41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks? · Enamike organismide puhul kaheahelaline DNA, osade DNA viiruste puhul on DNA üheahelaline ja on ka viirusi, kus RNA on päriliku info kandjaks. 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni. · Transformatsioon bakterites. Katse Streptococcus pneumoniae'ga, mis põhjustab kopsupõletikku. Virulentsed limakaspliga (S-tüüpi) ja avirulentsed limakapslita (R-tüüpi)
nukleosiid 5'-trifosfaadid. Nukleiinhappe (DNA või RNA) ahel kasvab 5'3' suunas. Fosfodiesterside moodustub kasvava nukleiinhappe ahelas oleva viimase nukleotiidi suhkrujäägi 3'-OH rühma ja lisanduva nukleotiidi suhkrujäägi 5' C-ga seotud fosfaadi vahel. Nukleiinhappe sünteesil lülituvad sünteesitavasse ahelasse nukleotiidid, mis on komplementaarsed matriitsahela nukleotiididega. Sünteesi viivad läbi polümeraasid. Matriitsina toimib üksikahelaline nukleiinhape. Seega peab kaksikahelaline DNA replikatsiooni initsiatsioonisaidist olema eelnevalt viidud üksikahelaliseks. DNA ahelate eraldumist teineteisest katalüüsib DNA helikaas. DNA replikatsiooni käigus lülitatakse kasvavasse DNA ahelasse inimesel 3000 nukleotiidi minutis, bakteril 30000 nukleotiidi minutis. DNA sünteesil eristatakse 3 etappi - initsiatsioon, elongatsioon ja terminatsioon. Replikatsioonil käituvad matriitsina mõlemad
retseptoriga. Viiruste sisenemine rakku. Paljud viirused sisenevad rakku retseptor- vahendatud endotsütoosi abil. Paljudel loomaviirustel on fosfolipiidne kaksikkiht, mis ümbritseb viiruse geneetilist materjali ja valgulist katet. See fosfolipiidne kaksikkiht pärineb eelmise peremeesraku membraanist, kust viirus on pungunud. Viiruspartikkel läheneb plasmamembraanile väljastpoolt ning ühineb sellega. Sel moel pääseb viiruslik nukleiinhape tsütoplasmasse. Transtsütoos. Ainete ja võõrkehade liikumine läbi plasmamembraani kindla retseptori abil. Fagotsütoos. Neutrofiilid ja makofaagid. Algloomadel on fagotsütoos toitumisviis. Hulkraksetel pole enamik rakke võimelised fagotsüteerima, seda teevad selleks spetsialiseerunud rakud. Imetajatel on kaks põhilist klassi fagotsüüte: makrofaagid ja neutrofiilid (mõlemad ühisest eellasest). Et saada fagotsüteeritud, peab osake seostuma raku pinnale
vesiikulisse kompleksis oma retseptoriga. Viiruste sisenemine rakku. Paljud viirused sisenevad rakku retseptor-vahendatud endotsütoosi abil. Paljudel loomaviirustel on fosfolipiidne kaksikkiht, mis ümbritseb viiruse geneetilist materjali ja valgulist katet. See fosfolipiidne kaksikkiht pärineb eelmise peremeesraku membraanist, kust viirus on pungunud. Viiruspartikkel läheneb plasmamembraanile väljastpoolt ning ühineb sellega. Sel moel pääseb viiruslik nukleiinhape tsütoplasmasse. Transtsütoos. Ainete ja võõrkehade liikumine läbi plasmamembraani kindla retseptori abil. Fagotsütoos. Neutrofiilid ja makofaagid. Algloomadel on fagotsütoos toitumisviis. Hulkraksetel pole enamik rakke võimelised fagotsüteerima, seda teevad selleks spetsialiseerunud rakud. Imetajatel on kaks põhilist klassi fagotsüüte: makrofaagid ja neutrofiilid (mõlemad ühisest eellasest). Et saada
Täidavad spetsiifilisi funktsioone nt keratiinid (juuksed), lihasvalgud (aktiin), kollageenid Klassifikatsioon koostise alusel: Lihtvalgud koosnevad ainult AH-jääkidest. Mida ühekülgsem on Ah koostis, seda spetsiifilisemat funktsiooni see valk täidab. Liitvalgud koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast. 1. valk + glükoos = glükoproteiin membraanides retseptorvalgud, viirusvastane interferoon. 2. valk + nukleiinhape = nukleoproteiin kromosoomides ja ribosoomides. 3. valk + pigment = kromoproteiin heem ja klorofüll. 4. valk + fosfor = fosfoproteiin piimavalk kaseiin. 5. valk + lipiid = lipoproteiin biomembraanides ja verest lipiidide transportija. 6. valk + metall = metalloproteiin liiteensüümid ja transferiin (Fe transportiv valk). NB! Väljend proteiid on vale kõik valgud on proteiinid ja liitvalkudel lihtsalt vastav eesliide!!!!! Omadused
Eukarüootidel leiavad nii tRNA protsessing kui ka 3'-terminaalse CCA järjestuse lisamine aset tuumas. organismides lisatakse CCA järjestus pärast 3' otsa protsessimist posttranskriptsiooniliselt ensüümi ATP(CTP):tRNA nukleotidüültransferaasi poolt. peamised modifikatsioonid tRNAs ja nende tähtsus. RNA molekulidest on siiani leitud 109 modifikatsiooni tüüpi, neist tRNA-del on avastatud 85. Seega on tRNA kõige modifitseeritum nukleiinhape rakus. Reeglina on lihtsate organismide ning organellide tRNA'd vähem modifitseeritud kui kõrgemate eukarüootide tsütoplasmaatilised tRNA'd. Kõige sagedasemad on lihtsad nukleosiidide modifikatsioonid: riboosi või aluse metülatsioonid, aluse isomerisatsioonid, aluste redutseerimised, aluste tiolatsioonid ja aluste deamineerimised. Keerulisematel juhtudel liidetakse nukleosiididele lisagruppe ja esineb ka aluste ja/või riboosi mitmekordseid modifikatsioone.
nukleiiniks. Võrreldes teiste rakust eraldatud komponentidega oli see ühend ebatavaline oma kõrge lämmastiku ja fosfori sisalduse poolest. 1871. aastal need andmed ka publitseeriti, kuid nukleiinhappe rolli geneetilise informatsiooni kandjana mõisteti alles aastakümneid hiljem. Tõendid selle kohta, et geneetiline informatsioon sisaldub DNA-s Kromosoomid koosnevad 2 tüüpi makromolekulidest - valkudest ja nukleiinhapetest. Nukleiinhape võib olla kas DNA (desoksüribonukleiinhape) või RNA (ribonukleiinhape). Enamuse organismide puhul on geneetiline informatsioon kodeeritud DNA nukleotiidse järjestuse poolt. Erandiks on mõned RNA viirused, mille genoomiks on RNA molekul. Viiruste eripäraks on veel see, et kui teiste organismide genoomiks on kaksikahelaline DNA, siis mõnede DNA viiruste genoomiks on üksikahelaline DNA. Ka RNA viiruste genoomiks võib olla kas üksikahelaline või kaksikahelaline RNA.
KORDAMISKÜSIMUSED Talpsep 1. Millisel juhul on LCR eelistatud meetod PCR ga võrreldes LCR on suurema spetsiifilisusega kui PCR. Seda on kaval kasutada tuntud järjestuste ja punktmutatsioonide tuvastamiseks kui kasutada oleva DNA kogus on limiteeritud. 2. Milline meetod võimaldab RNA amplifitseerimist DNA juuresolekul? NASBA on RNA tuvastamiseks eriti hea meetod: RNA ahelale saab panna pöördtranskriptaasiga praimeri juurde, sünteesitakse uus ahel, RNAas lõhutakse H-ga ära ja sünteesitakse uuesti jne kuni saadakse detekteeritav kogus nukleiinhappe molekule. Tal on ka see omadus, et töötab DNA juuresolekul ei pea proovi ära puhastama, mis RNA puhul on väga keeruline. Kasutatakse ka ekspressiooniproduktide määramiseks. 3. Millised ensüümid on vajalikud TMA meetodil amplifitseerimiseks? TMA- transcription mediated amplification. RNA polümeraas ja pöördtranskriptaas ...
Nukleiinhappe (DNA või RNA) ahel kasvab 5' --> 3' suunas (infot loetakse teiselt ahelalt suunas 3'- 5'). Fosfodiesterside moodustub kasvava nukleiinhappe ahelas oleva viimase nukleotiidi suhkrujäägi 3'-OH rühma ja lisanduva nukleotiidi suhkrujäägi 5' C-ga seotud fosfaadi vahel. Nukleiinhappe sünteesil lülituvad sünteesitavasse ahelasse nukleotiidid, mis on komplementaarsed matriitsahela nukleotiididega. Sünteesi viivad läbi polümeraasid. Matriitsina toimib üksikahelaline nukleiinhape. Seega peab kaksikahelaline DNA replikatsiooni initsiatsioonisaidist olema eelnevalt viidud üksikahelaliseks. DNA ahelate eraldumist teineteisest katalüüsib DNA helikaas. Pidevalt sünteesitavat ahelat nim. liiderahelaks. 3'-5' ahela süntees toimub nn. mahajääva ahela sünteesina. 102. Replikatsioon eripära kahel erineval ahelal. Telomeeride replikatsioon. Replikatsiooni eripära kahel erineval ahelal. Ühe DNA ahela süntees on pidev, teise ahela süntees katkendlik
Järgneb lüütiline tsükkel. 4 erinevust T4 ja Mu vahel T4 on keerulisema ehitusega. Mu mõõdukas faag, lüütilise tsükli ja lüsogeense staadiumiga. Mu transponeerub suvalistesse kohtadesse bakteri kromosoomi ja põhjustab seal oma genoomi replikatsiooni käigus ulatuslikke geneetilisi ümberkorraldusi. Mu faagi välja tulekul haaratakse faagi genoomiga kaasa ka külgnevat DNAd. Mu faagiga nakatunud bakterid sisaldavad palju erinevaid mutatsioone. T4 nukleiinhape on modifitseeritud, kaitsmaks teda faagi-spetsiifiliste nukleaaside ja rakuliste restriktaaside eest. Struktuursed osad (pea, saba, fiibrid) moodustuvad teineteisest sõltumatult. Infektsiooni tagajäjel inaktiveeritakse raku geenide transkriptsioon ja translatsioon. Vastavalt avaldumise ajale klassifitseeritakse geenid: varajased, keskmised ja hilised geenid. Levioni geenid: kapsiidivalk, RNAst sõltuv polümeraas, replikaas, lüüsivalk, A-valk (antiretseptor)
Peale hübriidrakkude selektsiooni HAT-söötmel saadi rakuliin, mis sisaldas vaid ühte inimese kromosoomi – 14. kromosoomi kuhu oli liitunud enamus x-kromosoomi pikast õlast. Kui eelnevalt oli teada et HPRT geen paikneb x-kromosoomis, siis käesolevad katsed näitasid, et ta asub x-kromosoomi pikas õlas. Samasse õlga paigutusid ka fosfoglütseraadi kinaasi PGK ja glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaasi G6PD geenid. 27 41. Millist tüüpi nukleiinhape võib olla päriliku informatsiooni kandjaks? Nukleiinhapped jagunevad: DNA ja RNA. Mõlemad võivad olla geneetilise info kandjaks, kuid enamuse organismide puhul on selleks 2-ahelaline DNA. Seda sellepärast et DNA on stabiilsem. RNA on genoomiks osadel viirustel (nt HIV on retroviirus, kelle genoomiks on ssRNA, mille pöördtranskriptaas sünteesib DNA) 42. Eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et DNA kannab geneetilist informatsiooni. 1928 näitas Griffith bakteri S
organismides. DNAs on informatsioon, mis realiseerub läbi RNA, moodustub valk ja see toimub läbi ribosoomi. Erinevates diferenseerunud rakkudes on valguprodukt (kus talle on pandud juurde teised molekulid) on erinev, aga muud asjad on üldjoontes samad. Genoom on rakus olev kogu DNA. Diploidsetes organismides loetakse genoomiks haploidset karnituuri. Kogu kromosoomis olev DNA on genoom. Genoom pole sama mis on karüotüüp, see on liigispetsiifiline. Genoom on nukleiinhape, kromosoom on kompleks nukleiinhappest ja tervest erinevast reast valkudest. Eukarüootidel on genoom paigutatud kromosoomidesse, prokarüootidel on ta tsirkulaane (plasmiidis või nukleoidis, üksainuke kromosoom). Genoom on pakendatud kuna rakk on väike. DNA molekul ühes kromosoomis on piisavalt pikk. et tagada DNA pakitus ja funktsionaalsus, on DNA omakorda erinevalt pakitud sinnamaani kuni saame mitootilise kromosoomi. DNA ja valkude kompleksi nimetatakse kromatiidiks.
1.Tähtsamad momendid geneetika ajaloos. Geneetika on teadus pärilikkusest, selle funktsioonidest ja materiaalsetest alustest, päriliku muutlikkuse mehhanismidest ja seaduspärasustest rakkudes, organismides, perekondades ja populatsioonides. Nüüdisaegse teadusliku geneetika sünniaastaks peetakse tavaliselt aastat 1900. Esimestel aastatel nimetati seda uurimisvaldkonda pärilikkuse põhiprintsiipide esmaavastaja G. Mendeli järgi mendelismiks, 1906.a. loodi termin geneetika. Kuigi geneetika "ametlik" ajalugu on võrdlemisi lühike, eelnes sellele siiski üsna pikk tähelepanekute kogunemise, arusaamade kujunemise ning uurimismeetodite loomise periood. Samuti on selles ajaloos mõnede ekslike kujutluste väga pikaaegne püsimine, kuid ka mitmete avastuste ja teooriate ignoreerimine ning unustamine kauaks ajaks. 2.Geneetika klassikud Gregor Mendel (1822-1884) -- pärilikkuse aluste esmaavastaja G. Mendel oli Brünni linnas (nüüdne Brno, T ehhimaal)...
paardunud, aga juhusliku komplementaarsuse alusel. Korrektse struktuuri tekkeks peavad kõik valed struktuurid lahti sulama ja tekib korrektne kaksikahel. Et saada terves ulatuses paardunud DNA kaksikheeliks, on vaja ahelate paardumine pika aja jooksul temperatuuril, kus ahelad on osaliselt paardunud ja valed struktuurid ei püsi. DNA sulamine – ahelate lahutamine temperatuuri toimel. Tm – temperatuur, mille 9 juures ½ nukleiinhape ahelates on lahti sulanud. Need piirkonnad, mis sisaldavad G-C paare on stabiilsemad ja sulavad kõrgematel temperatuuridel (3 vesiniksidet). DNA-l esinevad struktuurivormid: A, B ja Z. Rakkudes on DNA B-vormis (aluspaaride väike kalle heeliksi telje suhtes, aluspaarid asuvad heeliksi keskel (teljel), fosfaatrühmad väljaspool, järgmises ringis riboosid; suur/väike vagu esineb. B-vormis on kõige painduvam (elastsem), võib moodustada
saada). Elus- koostises on nukleiinhapped ja valgud, viirused muteeruvad (eriti RNA viirused), viirused evolutsioneeruvad (teatud viiruste tõvestavad omadused ajas laienevad, võivad ohustada ka inimest nt: SARS (tsiibeti kassidelt hakkas), linnugripp, seagripp), viirustel on omased viirused ehk virofaagid (parasitism on samuti üks elu tunnuseid). Klassikaline bioloogia loeb viirusi eluta organismideks. Ehitus: nukleiinhape (DNA või RNA), kas 1 või mitu molekuli (erinevas struktuuris), valguline kate (kapsiid), osadel viirustel on ka täiendav ümbris, milles on valgud, lipiidid, süsivesikud, ensüümid (superkapsiid) ja ankurmolekul kompleks. Saab eristada kolme geenide rühma: 1. Geenid, mis mõjutavad nakatunud peremeesrakus toimuvaid protsesse, 2. Geenid, mis kordistavad viiruse pärilikku materjali. 3. Geenid, mis teevad viiruse struktuurvalke. Inimene ja viirus. 1
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
