Sissejuhatus Metaboolne ja geneetiline regulatsioon bakterites Bakterirakkude efektiivseks kasvuks on vaja, et kõiki raku põhilisi ehitusblokke ja nendeks vajalikke makromolekule produtseeritaks õiges vahekorras. Selleks, et sünteesi lõpp-produktide kontsentratsioon rakus liiga kõrgele ei tõuseks, on rakus välja kujunenud kaks kontrollmehhanismi: 1. Ensüümiaktiivsuse tagasisidestuslik inhibitsioon (feedback inhibition) metaboolne regulatsioon 2. Ensüümi sünteesi repressioon geneetiline regulatsioon Tagasisidestusliku inhibitsiooni tulemusena inhibeeritakse rakus juba olemasoleva ensüümi aktiivsus reaktsiooni lõpp-produkti poolt. Inhibitsiooni võib esile kutsuda ka teatav metabolismiraja vaheprodukt. Geneetilise repressiooni korral inhibeerib tavaliselt lõpp-produkt metabolismiraja esimese ensüümi sünteesi vastava geeni avaldumise pärssimise kaudu. Metaboolne regulatsioon tagasisidestusliku inhibitsiooni kaudu ja geneetilin...
Suhteliselt hiljuti jõuti arusaamisele, et rakutsükli kulgemises osalevad 2 eristatavat süsteemi: rakutsükli eri faasidele iseloomulikke sündmusi käivitav masinavärk, kontrolli teostavad süsteemid. Rakutsüklit käivitav masinavärk kujutab endast tsükliliselt toimivat biokeemilist süsteemi. See baseerub kahele peamisele valkude perekonnale: tsükliin-sõltuvad kinaasid (CDK - cyclin dependent kinase). Need indutseerivad kindlate valkude seriini ja treoniini jääkide fosforüleerimist; ning tsükliinid, mis seostuvad CDK-dega ja kontrollivad nende aktiivsust. CDK-de ja tsükliinide komplekside moodustumine toimub tsükliliselt, need tekivad ja lagunevad igas rakutsüklis. Tsükliine on 2 põhilist klassi: mitootilised tsükliinid , mis seostuvad CDK-dega G2- faasis ja mis on vajalikud rakkudes M-faasi käivitamiseks, ning G1- tsükliinid, mis seostuvad CDK-dega G1-faasis ja on vajalikud S-faasi käivitamiseks....
difusioonina (pärsivad liigne alkohol, suitsetamine, antikovulsandid, fenobarbitaal, oraalsed kontratseptiivid, laguneb streptomütsiini toimel) · Redutseeritakse folaadi reduktaasiga THF-iks (mukoosarakkudes) · Metüül-THF põhiline veres ringlev vorm · Talletatakse maksas ja mujal polüglutamaatvormis Biofunktsioonid: 1. Realiseerub sisuliselt läbi koensüümse THF ühesüsinikuliste jääkide ülekanne puriinide, seriini jt biomolekulide sünteesil 2. Nukleiinhapete sünteesi protsessid 3. Histidiini katabolism 4. Formiaadi detoksikatsioon 5. Homotsüsteiini remetüleerimine 6. Erütrotsüütide areng 7. Soolhappe teke maos Defitsiit: · Alkoholism, alatoitlus, fenobarbitaal, oraalsed kontratseptiivid, sulfanüülamiidpreparaadid, leukeemia ravim metrotreksaad, epilepsia ravimid · Teatud defitsiit võib tekkida raseduse ja imetamise ajal foolhappe kõrgenenud...
Seega peaks mutatsioon kodeerima valku, mis tavaliselt funktsioneerib graanulraku eellasrakus. Valku otsiti hiire 16. kromosoomist (seal teati esinevad weaver geen), mis on homoloogiline inimese 21. kromosoomiga. Hiire vastavast kromosoomi osast leiti geen, mis kodeeris osa kaaliumikanalist. Erinevus metsiku tüübi ja weaver tüübi vahel seisneb aminohappete glütsiini ja seriini kohtade vahetuses valgu keskosas. Graanulrakkude eellasrakkude diferentseerumine liikuvateks graanulrakkudeks on tingimuseks, et suuta reageerida kaaliumioonidele. Pole teada, kas metsikut tüüpi weaver geen võtab osa apoptoosi kujunemisest või on selle rajaks, mis takistab apoptoosi. Kui see on osaks apoptoosi kujunemisel, siis weaver mutatsioon viitaks sel juhul sellele et hüperpolarisatsioon on vajalik mõne neuroni eristumisel. Kui metsikut tüüpi weaver valk...
Miks kulutab rakk valgusünteesil ühe peptiidsideme sünteesiks ligikaudu 4 korda rohkem energiat? V: Sest ei ole vaja lihtsalt peptiidsideme sünteesi suvalises polüpeptiidis vaid peptiidsideme sünteesi kindla aminohappe järhestusega valgus. 41. Ligikaudu mitu erinevat valku on inimeses? a) 500 b) 5000 c) 50000 42. Teatud juhtudel võib valkudes esineda fosforüleeritud seriinij ääk. Kas seriinijäägi fosforüleerimine toimub enne või pärast seriini lülitamist polüpeptiidahelasse? 43. Millist polümeeri struktuuri tasandit määratakse sekveneerimise abil? a) primaar b) sekundaar c) tertsiaar d) kvaternaar 44. Kas peptiidsideme ümber on võimalik polüpeptiidahela vaba pöörlemine? Põhjendage. V: Kuna peptiidsidemel on suuresti kaksiksideme iseloom, siis ei ole peptiidsidemes C-N vahelise sideme ümber võimalik aatomite vaba pöörlemine. 45. Joonistage toodud aminohapete baasil dipeptiid trans konfiguratsioonis. (võivad olla...
CDK-1 üleminek G2 faasist mitoosifaasi CDK-2 üleminek S faasist G2 faasi CDK-4 ja 6 üleminek G1 faasist S faasi jne 4.)Nimetage tsükliinidest sõltuvate kinaaside substraate rakutsüklis. ??????? See baseerub kahele peamisele valkude perekonnale: tsükliin-sõltuvad kinaasid(CDK - cyclin dependent kinase). Need indutseerivad kindlate valkude seriini ja treoniini jääkide fosforüleerimist; ning tsükliinid, mis seostuvad CDK-dega ja kontrollivad nende aktiivsust. CDK-de ja 13 tsükliinide komplekside moodustumine toimub tsükliliselt, need tekivad ja lagunevad igas rakutsüklis. 5.)Mis on MPF (maturation promoting factor, sün mitose promoting factor), kuidas tekib, millest koosneb, kuidas laguneb...
Samuti on tarvis kontrollmehhanisme ja vigade parandust, mis nõuab samuti täiendavat energiat. 41.(136) Ligikaudu mitu erinevat valku on inimeses? c) 50000 42.(137) Teatud juhtudel võib valkudes esineda fosforüleeritud seriinij ääk. Kas seriinijäägi fosforüleerimine toimu enne või pärast seriini lülitamist polüpeptiidahelasse? Pärast seriini lülitamist polüpeptiidahelasse. Seriini fosforüleerimine ATP poolt kas aktiveerib või passiveerib valku, näit. glükogeeni fosforülaasi. 43.(138) Millist polümeeri struktuuri tasandit määratakse sekveneerimise abil? a) primaar 45.(140) Kas peptiidsideme ümber on võimalik polüpeptiidahela vaba pöörlemine? ei ole 46.(141) Joonistage toodud aminohapete baasil dipeptiid trans konfiguratsioonis. Sarnaselt C=C...
Ühe glükoosi molekuli täielik aeroobne lõhustumine tagab kuni 38 ATP molekuli sünteesi. Kirjeldage, millistest radades ja mil viisil sünteesitakse glükoosi täilikul lõhustumisel ATP-d. Glükolüüsi energia saagis: Ühe glükoosi molekuli kaheks püruvaadi molekuliks konverteerumise käigus sünteesitakse kaks ATP molekuli ning tekib kaks NADH molekuli. NADH molekulid transporditakse mitokondritesse, kus nad annavad oma elektronid hingamisahelasse, millega kaasneb ATP süntees oksüdatiivse fosforüleerimise teel. Kuna nii glükoos-6-fosfaadi sünteesimine glükoosist kui ka fruktoos-1,6-bisfosfaadi teke fruktoos-6-fosfaadist vajavad mõlemad reaktsioonid 1 ATP molekuli, siis glükoosi lagundamine algab hoopiski energia kulutamisega. Energiat annavad glükoloosis kahe 1,3- bisfosfoglütseraadi molekuli muutumine kaheks makroergilist sidet omavaks 3-fosfoglütseraadi molekuliks (2...
Toorsiid koosneb kahest põhivalgu (fibroiini) kiust, mis on pealt kaetud ja omavahel ühendatud teise, liimitaolise valgu seritsiini kihiga. Seritsiin lahustub kuumas vees ja järele jääb fibroiin. Siidikiudude kättesaamiseks liimaine lahustatakse (saadakse monokiud). Fibroiin on väga lihtsa ehitusega valk: põhilisteks aminohappe jääkideks on glütsiin H2NCH2COOH ja alaniin CH3CH(NH2)COOH, vähem on veel seriini HOCH2CH(NH2)COOH ja türosiini 4-HOC6H4CH2CH(NH2)COOH, muid aminohappeid peaaegu ei olegi. Fibroiin on keemiliselt vähemvastupidavam kui keratiin. Ta lahustub leelistes ja soolalahustes. Ka pikaajaline keetmine võib fibroiini kahjustada. Naturaalne siid on kallim kui teised kiudained, temaga peab seetõttu ka ettevaatlikult ümber käima. Seritsiinist vabastatud siidikiuldudel on siidile iseloomulik läige ning üksteise vastu hõõrudes nad krigisevad...
1. Kui aatom loovutab elektroni täielikult teisele aatomile, missugused keemilise sidemega on tegemist? Ioonside, sellised ained lahustuvad hästi, kuna ioonide hüdratatsioonienergia on suurem kui kristalli võreenergia 2. Miks vesi on hea lahusti (solvent)? Vesi on hea lahusti, sest ta lahustab nii tahkeid, vedelaid kui ka gaasilisi aineid. Vee molekul moodustab dipooli ning aatomid omandavad osalise laengu. Polaarsete ühenditega moodustab vesiniksidemeid, mis tagavad stabiilsust. 3. Termodünaamika II seadus. Kõik protsessid kulgevad tasakaalu e. minimaalse potentsiaalse energia poole e. entroopia kasvu suunas. Entroopia (S) on korrastamatuse mõõt [J/mol*K], korrastatud madal entroopia. Isoleeritud süsteemid püüavad korrastatud olekust korrastamata poole. Tasakaal on siis, kui entroopia on maksimaalne.E...
Kordamisküsimused Ensüüm kui valk: valgu struktuur, aminohapped, mittekovalentsed interaktsioonid, vesilahused ja unikaalsed vee omadused. Valgu funktsioneerimise tagab tema struktuur. Ensüüm kui katalüsaator: keemiline reaktsioon, termodünaamika, kineetika, katalüüs, mehhanism, ensüümide kasutamine tööstuses. Ensüüm kui bioloogiline katalüsaator: sidustatud reaktsioonid, bioenergeetika, metabolism, regulatsioon, klassifikatsioon ja nomenklatuur. Ensüümid on organismide tööhobused. 1) Ensüümkatalüüsi põhimõisted ja printsiibid + Ensüümkatalüüsi peamised tunnus- jooned. · Ensüümkatalüüs põhineb rangelt füüsikalistel ja keemilistel vastasmõjudel. · Kõik ensüümid on evolutsioonilise arengu produktid ja kujunenud selliseks, nagu me neid täna näeme, evolutsiooni ja loodusliku valiku tulemusel. Substraat seostub ensüümi aktiivtsentrisse, mis võtab end...
tymri.ut.ee Õppetöö Geneetika 1 1. Sissejuhatus geneetikasse. Klassikalise ja molekulaargeneetika kujunemine. Geneetika tänapäeval: rekombinantse DNA tehnoloogia; genoomide sekveneerimine; globaalne geeniekspressiooni uurimine, geenikiibid. Kaasaegse geneetika rakendusalad; geneetika ja meditsiin (haigust põhjustavad mutatsioonid geenides, geeniteraapia, molekulaarne diagnostika); geneetika kaasaegses põllumajanduses; organismide kloonimine. Geneetika väärkasutused: eugeenika; lõssenkism. 2. Reproduktsioon kui pärilikkuse alus. Rakk kui elusorganismi ehituskivi. Eukarüootne ja prokarüootne rakk Kromosoomid. Rakutsükkel, selle toimumist mõjutavad kontrollpunktid. Raku jagunemine mitoosi teel. Raku jagunemine meioosi teel. Meioosi häired. Meioosi evolutsiooniline tähtsus. Gameetide moodustumine erinevatel organismidel: oogenees; spermatogenees; sugurakkude moodustumine taimede...
G1- faas RNA ja valkude sünteesiks 2. S- DNA replikatsioon, sünteesi faas 3. G2- iga kromosoom koosneb kahest õdekromatiinist, mille faasi lõpp juhatab sisse M- faasi Rakutsükli kontroll · Rakutsüklit kontrollivad rajad organiseerivad rakutsükli sündmused õigesse järjestusse 1) Tsükliin-sõltuvad kinaasid (CDK-cyclin dependent kinase)- indutseerivad kindalte valkude seriini ja treoniini jääkide fosforülerimist 2) Tsükliinid (sostuvad CDk-dega ja kontrollivad nende aktiivsust) Mitootilised tsükliinid seostuvad CDK-dega G2 faasis, on vajalikud M-faasi käivitamiseks G1- tsükliinid (seostuvad CDK.dega G1 faasis, vajalikud S-faasi käivitumiseks) Proliferatsiooni reguleerivad geenid ja kasvufaktorid · Kasvufaktorid (tsütokiinid) rakusisesed ja rakkude vahelised signaalmolekulid,...
Need on transmembraansed valgud, mille aktiivtsenter on suunatud Golgi valendiku poole. Substraadiks neile ensüümidele on nukleosiid di- või monofosfaatsuhkrud, kus on makroergiline side. Need suhkrud liidetakse kas juba paigas olevale eelmisele suhkrujäägile, kui on tegemist oligosahhariidse ahela pikendamisega (N-seoseline glükosüleerimine asparagiini lämmastiku aatomile), või aminohappele (O-seoseline glükosüleerimine seriini või treoniini OH rühma hapniku aatomile). Valkude glükosüleerimine kaitseb valke lagundamise eest proteolüütiliste ensüümide poolt. Mutsiinid on ulatuslikult glükosüleeritud valgud, suhkrukomponentide molekulmass on kuni 80% valgu kogu molekulmassist. Tänu sellele on mutsiinid väga vastupidavad proteolüütilistele ensüümidele, samuti madalatele pH väärtustele. Valkudel olevad suhkrujäärgid on olulised ja rakkude omavahelises äratundmises...
Defineerige mis on lämmastiku fikseerimine ja millised organismid on võimelised seda protsessi läbi viima. Kirjeldage milline on lämmastiku tsükli üldskeem looduses ja millisel kujul on meie organism võimeline lämmastikku kasutama biosünteetilistes protsessides. Molekulaarne lämmastik N2 muundatakse redutseeritud või oksüdeeritud vormiks. Atmosfääris leiduv N 2 on keemiliselt väga inertne ning metabolismis kasutamiseks tuleb see redutseerida NH 3 kujule. Toimub UV kiirguse ja välgu kaasabil maa atmosfääris. Eluslooduses on lämmastikku fikseerima võimelised vähesed mikroorganismid, kes redutseerivad elementaarse lämmastiku ammooniumiks. Mõned sellistest bakteritest on vabalt elavad, paljud on aga taimede, eelkõige liblikõieliste taimede, sümbiondid. Valdav enamus organisme on võimeline omastama lämmastikku NH 4+ vormis. Summaarne reaktsioon N2 + 10H+ + 8e- + 16ATP Z 2NH4+ +...
33. Mitmest aminohappejäägist võiks koosneda valk molekulmassiga 50 kDa? 400-st 34. Joonistage toodud neljast aminohappest moodustunud tetrapeptiid. Aminohapete järjestus tetrapeptiidi N terminusest alates oleks (a,b,c,d) (võivad olla erinevad aminohapped) NH2 ja COO liituvad. 35. Nimetage kaks aminohappejääki mille kaudu võiks toimuda valkude fosforüleerimine. Valkude fosforüleerimine võiks toimuda türosiini, seriini ja treomiiniga, sest nad on ainukesed, mis sisaldavad OH-rühma, mis saab seostuda fosfaatrühmaga. 36. Nimetage üks aminohappejääk mille kaudu toimub valkude glükosüleerimine. Seriin, O-seoseline. Asparagiin, N-seoseline. 37. Millised nimetatud molekulidest on valgud? (võivad olla erinevad molekulid) b) kollageen c) DNA polümeraas 38. Milline on tetrapeptiidi (glutamiin- glütsiin- asparagiinhape-seriin) summaarne laeng pH 7 juures? (võivad olla erinevad tetrapeptiidid). 39...
87. Milline toodud kõveratest vastab allosteerilise ensüümi kineetikale ja milline Michaelis-Menteni võrrandiga kooskõlas olevale ensüümi kineetikale? 88. Millise aminohappejäägi kaudu toimub valkude fosforüleerimine? (erinevad aminohapped) a) Glütsiin b) Asparagiin c) Trüptofaan d) Seriin e) Isoleutsiin Valkude fosforüleerimine toimub Seriini kaudu. 89. Millist reaktsiooni katalüüsivad proteiini kinaasid? Kinaasid katalüüsivad vitamiin C aktiivsust. 90. Milline ühend leiab reeglina kasutust fosfaatgrupi doonorina valkude fosforüleerimisel? Fosfaatgrupi doonorina leiab kasutust ATP valkude fosforüleerimisel. 91. Millisel membraanide omadusel põhineb regulatsioon kompartmentalisatsiooni kaudu? Kompartmentalisatsiooni kaudu põhineb selektiivne läbilaskvus. 92. Mida mõjutavad reeglina steroidhormoonid?...
Aluselised Lüsiini ja arginiini r-grupid on füsioloogilise pH juures positiivselt laetud. Histidiini R-grupp võib sõltuvalt ümbritsevast keskkonnast olla laenguta või positiivselt laetud esineb tihti ensüümide aktiivtsentris. Aromaatsed Fenüülalaniin ja trüpofaan on väga aromaatsed. Hüdroksüaminohapped Seriini ja treoniini hüdroksüülrühmad teevad nad palju hüdrofiilsemaks ja reaktiivsemateks Väävlit sisaldavad aminohapped Tsüseiini tioolrühm SH on väga reaktiivne. Esineb tihti ensüümide aktiivtsentris Aminohapete amiidid aspargiin on aspartaadi amiid ja glutamiin on glutamaadi amiid 4. Valgud: üldiseloomustus, funktsioonid loomaorganismides Mille poolest erineb valk peptiidist? Oligopeptiid 2-20 aminohappejääki Polüpeptiid 20-50 aminohappejääki...
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. Geneetiliste haiguste raviks saab kasutada geeniteraapiat - geenidefekti kompenseeritakse normaalse, funktsionaalse geeni viimisega haige indiviidi rakkudesse. Selleks kasutatakse nt modifitseeritud viiruseid. Näiteks on seda üritatud rakendada tsüstilise fibroosi puhul. Molekulaarne diagnostika aitab organismist tuvastada haig...
Lewin "Genes" V ja VI väljaanne, edasises tekstis on viiteid Genes VI joonistele (kui pole eraldi märgitud) ja üksikutel teemadel detailsematele materjalidele. Kursiivis on esitatud lõigud, mis on mõeldud täindavaks lugemiseks aga ei ole "kohustuslikud". Sissejuhatus Molekulaarbioloogia on termin, mis võeti kasutusele selle sajandi teisel poolel peale esimeste makromolekulide ruumilise struktuuri kindlakstegemist. Esialgu tähistaski see termin just struktuurset bioloogiat molekulaarsel tasemel. Seega on molekulaarbioloogia oma algses tähenduses keemia ja füüsika meetodeid kasutav bioloogia osa, mis tegeleb bioloogiliste makromolekulide ruumilise struktuuri ja struktuuri ning funktsiooni vaheliste seoste kindlakstegemisega. Hiljem,...