Eukarüootsete organismide genoomiprojektid (pärmid, eelloomad, hulkraksed) Pärmid: *Esimesena sekveneeritud eukarüoot Saccharomyces cerevisiae -pagaripärm (1996 a., 14 Mb, 16 kromosoomi, lisaks plasmiidid ja dsRNA viirused). Umbes 6340 geeni, 7% kodeerib mittetransleeritud RNA-d. Valke kodeerivaid ORF-e 5773 (25% nendest iseloomustamata). Geenide pikkus ca. 1.5 kb. Geenide kaugus ca 2 kb. Genoom väga kompaktne. Kromosoomides funktsionaalsed elemendid ARS, TEL, CEN. 2002 a. Schizosaccharomyces pombekäärituspärm, genoom. 13.8 Mb. 4940 valke kodeerivat geeni e. 57% genoomist. Sarrnasem kõrgemate eukarüootidega kui S.cerevisiae. *Erinevused intronite arvus (S.cerevisiae275 e. 5%, S.pombe43%), transposonite arvus (S.cerevisiaearvukalt, S.pombevaid mõned) Protozoa: *Esimene sekveneeritud eukarüootne parasiit Plasmodium falsiparum2002 a. (samal aastal P.yoelii yoelii, näriliste parasiit). Genoomi suurus 23 Mb, 14 kromosoomi, umbes 5300 ...
Mille poolest erinevad kvalitatiivsed (absoluutsed) ja kvantitatiivsed (fakultatiivsed) lühipäevataimed Kvalitatiivsetel lühipäevataimedel on õitsemiseks absoluutselt vajalik lühike fotoperiood. Kvantitatiivsed lühipäevataimed õitsevad nii pikkade kui lühikeste fotoperioodide korral, kuid lühikese fotoperioodi korral on efekt (õitsemine) parem. Kriipsutage esitatud loetelust alla lühipäeva taimed: päevalill (Helianthus annuus), müürlook (Arabidopsis thaliana), nisu (Triticum aestivum), harilik peet (Beta vulgaris), soja (Glycine max) Nimetage fütokroomist sõltuvaid reaktsioone taimedes de-etiolatsioon(viib läbi PhyA- fütokroom A) varju vältimise reaktsioon(kaugpunane valgus soodustab) tsirkadiaansetes reaktsioonides – lehtede avanemine päeval ja sulgumine ööseks (kaugpunane soodustab lehtede avanemist, seemnete idanemine(punane valgus soodustab)
Hiired on ka odavad, paljunevad kiiresti. Rattus norvegicus ehk rändrott. Nende järgi uuritakse inimese füsioloogiat ja haigusi. Rottide eelis hiirte ees on kiirem õppimisvõime, seega on mugavamad käitumise uurimiseks. Rotid on füsioloogiliselt inimesele lähedasemad kui hiired. Kuna neil on väike elutsükkel, on neid mugav uurida kogu eluea jooksul. 64. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks? Arabidopsis thaliana ehk müürlook on väike ja kiiresti kasvav taim, mis annab põlvkonna viie nädalaga. Tal on väike genoom ja kiire elutsükkel. Ta on iseviljastuv, kuid tema erinevaid tüvesid on võimalik laboris hübriidide saamiseks ristviljastada. Müürloogal pole majandusikku tähtsust, kuid tema genoom sarnaneb oluliste põllumajandustaimede, nt maisi, riisi ja nisu omale, tänu millele saab müürlook olla nende testorganismiks. Oryza sativa ehk riis
technique does not require protoplasts or even single-cell isolations. Using biolistics, transgenic corn and soybean plants have been produced that contain heritable copies of the inserted gene. 2. Millised omadused muudavad bakteri Agrobacterium tumefaciens unikaalseks kogu eluslooduses? Vt eelmist punkti 3. Milliste taimeliikide genoom on täielikult sekveneeritud? Mida oskate öelda õistaimede genoomi iseloomustamiseks? Täielikult on sekveneeritud Arabidopsis thaliana ja Sativa africana (riis) Õistaimede genoomis on suhteliselt suur osakaal transposoonidel (arabidopsises 10%, sativas 25%). Õistaimedel esineb tihti polüploidia, loomadel on see üldjuhul letaalne. 4. Milline on kloroplastide biokeemiline funktsioon? fotosüntees 5. Milleks vajavad taimed õhulõhesid? gaasivahetus keskkonnaga 6. Kirjelda lühidalt sugulise viljastumise mehhanismi õistaimedel.
(oregano, loorber, basiilik, rosmariin, piparnünt, salvei jne) Fenoolid · Teine suur metaboliitide klass. flavonoidid (suurim klass) antotsüaniin vastutavad värvi eest taimedes. Kaitseb UV eest. fütoaleksiin - tapab baktereid ja seeni, on osa indutseeritud kaitsest. Segab ära patogeeni metabolismi · medicarpin - alfalfa (Medicago sativa) · rishitin - tomatoes and potatoes (the Solanaceae family) · camalexin, Arabidopsis thaliana tanniin ligniin Tanniinid · veeslahustuvad flavonoidid taime vakuoolides. · Tanniinid on putukatele mürgised, sest nad seonduvad süljevalkudega ja seedetrakti ensüümidega (nt. trüpsiin) ja põhjustavad seedetrakti mittetoimimise. Putukad, kes tarbivad palju tanniine võtavad kaalus juurde ja siis surevad. · Tanniinid annavad ka punasele veinile oma eripärase maitse, sest viinamarja tanniinid seonduvad sülje valke ja tekitavad valkude hüübimise (koagulatsioon). Alkaloidid
on kogunenud suur hulk andmeid, mille põhjal uurida inimese tervist ja haigusi[38]. Aastakümneid on rotte kasutatud ravimite testimiseks. Väga palju teadmistest vähki tekitavate molekulide kohta on saadud just uuringutest rottidega.[2] 61. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede (õis- ehk katteseemnetaimed, paljasseemnetaimed, sõnajalgtaimed, sammaltaimed) hulgas ja miks? Harilik müürlook (Arabidopsis thaliana) on tänapäeval kõige populaarsem taimne mudelorganism. Müürlook on lähedalt sugulane sinepitaimega. Tänu väikesele kasvule ja lühikesele generatsiooniajale on kaardistatud palju fenotüüpe ja biokeemilisi mutante. Harilik müürlook oli esimene taim, mille kogu genoom sekveneeriti (avaldati 2000. aastal). Isetolmlemine teeb müürlooga iseäranis heaks mudelorganismiks: järglased (seemned) tulevad kõrvalise abita ja taimeliinide omavahelist ristumist on lihtne ära hoida
pärinevad kordusjärjestustelt, hilisemad suurtest genoomsetest piRNA klastritest. Dicer ei osale piRNAde sünteesis. PIWI tüüpi valgud lõikavad märklaud-RNAd. piRNAd on vajalikud, et kaitsta genoomi mobiilsete elementide ja korduselementide plahvatusliku paljunemise eest. • • AGO valgud ja RISC kompleks • Argonaut valgud jaotatakse kolme rühma: 1. Argonaut sarnased valgud, mis sarnanevad arabidopsis thaliana AGO1 valguga 2. Piwi sarnased valgud, mis sarnanevad D.melanogaster PIWI valguga 3. C.elegansi spetsiifilised grupp 3 argonaudid. • • miRNAd, siRNAd ja piRNAd pakitakse koos Argonaut perekonna valkudega RISC kompleksi. Argonaut on RISC kompleksi katalütiline komponent. Väikesed RNAd juhivad argonaudi märklauani tundes ära neil ekomplementaarse järjestuse. Argonaut sisaldab PIWI domeeni, mis viib läbi kaheahelalise RNA lõikamist.
Rottid on füsioloogiliselt lahedased inimesele, kui hiired, ja nede prganism käitub stressi ajal samasuguselt nagu inimese organism. Kuna rotidel on suhteliselt väike elutsükkel, neid on kerge uurida kogu eluiga jooksul või põlvkondade jooksul. Rottide ja hiirte korral on kerge reguleerida nende elutingimusi. 58. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks? 1) Arabidopsis thaliana e müürlook. Kasutatakse taimede uurijate poolt taimede arengu uurimiseks. Ta on mugav, sest tal on väike genoom (ca 100 Mbp), kiire elutsükkel (ca 5 nädalat), viljaks ning kergelt kultiveeruv ja kättesaadav. 2) Oryza sativa e riis. Tal on kõige väiksem genoom teraviljade sees, aga vaatamata sellel, ta on mudeliks ühe suure õistaimede grupi- Üheidulehelised- geenoomiks. Teda võib kasvatada erinevates oludes.
Stress mõjutab ajutegevust rottidel ja inimestel samamoodi. Rotid on vastuvõtlikud sarnastele terviseprobleemidele. MITTEIMETAJATEST: Danio rerio – sebrakala. Paljuneb kiiresti. Embrüod arenevad kehaväliselt. They can be cloned from somatic cells and can be made transgenic. U 30 000 geeni. 64. Millised on molekulaarbioloogia mudelobjektid kõrgemate taimede hulgas ja miks? Arabidopsis thaliana – müürlook. Väike genoom, haploidne. Kiire elutsükkel (u 5 nädalat). Lihtne kasvatada. U 27 600 geeni. Oryza sativa – riis. Smallest genome of all the cereals. U 45 000 geeni.
32% kodeerivast osast sarnane inimese geenidega, 70% inimgeenidest sarnane C.elegansi omadega. Geeni keskmine pikkus 5 kb, suur osa koondunud operonidesse, Otsene HGP eelkäija (metodoloogia). Drosophila melanogaster genoom: Lõplikult sekveneeritud aastal 2002, Genoom 165 Mb (6 kromosoomi), 13601 valke kodeerivat geeni s.t. üks iga 9 kb. kohta. Väga palju retrotransposoneid, Esimene genoom, mis sekveneeriti whole genome shotgun (WGS) tehnikat kasutades. Arabidopsis thaliana genoom (müürlook): Sekveneeritud 2000 a. 5 kromosoomi, genoom 125 Mb. Umbes 25000 geeni. 35% geenidest unikaalsed, Lisaks nukleaarsele genoomile ka mitokondriaalne ja kloroplastide genoom, Geenid kompaktsed s.t. väikeste intronitega ja paiknevad genoomis lähestikku (keskmine vahemaa 4.6 kb). Mitmed geeniperekonnad paiknevad tandeemselt, Eksonid on palju rohkem G+C rikkad kui intronid (taimede omapära), Genoomis toimunud arvukalt duplikatsioone (polüploidiate teke). Mus musculus
Erinevate ühe pre-mRNA splicing'u võimaluste esinemine teeb geeni defineerimise veel keerukamaks. Suurim inimese geen on düstrofiini (lihasrakkude valk) geen, sisaldab 2,4 milj aluspaari. Geenide arv genoomis Arabidopsis'el on ~20 000, inimesel 27000-32000. 1 Need arvud näitavad, et enamik DNA-st tuumas ei ole transkribeeritav (vastavat mRNA-d ei sünteesita). Näiteks taimede Arabidopsis thaliana genoomi suurus on ~7x107 aluspaari, Fritillaria assyriaca 1011 bp, aga cDNA (mRNA-lt pöördtranskriptaasiga saadud DNA) suurus on peaaegu ühesugune. See näitab, et mõlemad genoomid kodeerivad sama arvu geene kuigi genoomi suurus erineb neli suurusjärku. Järelikult erinevus genoomi suuruses põhineb mittekodeerivatel korduvatel DNA järjestustel. (50% maisi genoomist on retrotransposoonid). Inimese haploidne genoom sisaldab ~3,2x109 aluspaari, mis on jaotatud 23 kromosoomi vahel
Kvalitatiivsed taimed lähvad õitsma ainult teatud päevapikkusest alates. Nt kui kasvatada lühipäevataimi keskkonnas kus on päeva pikkus rohkem kui 12h siis lühipäevataimed ei õitse vaid on vegetatiivses seisundis. Kvantitatiivsed lühip täimed õitsevad pm ainult mingis kindla päevapikkuses.(kuni 8 h) 43. Kriipsutage esitatud loetelust alla lühipäeva taimed: päevalill (Helianthus annuus), müürlook (Arabidopsis thaliana), nisu (Triticum aestivum), harilik peet (Beta vulgaris), soja (Glycine max) ? 44. Nimetage fütokroomist sõltuvaid reaktsioone taimedes De-etiolatsioon, varju vältimise reaktsioon, tsirkadiaansetes reaktsioonides lehtede avanemine päeval ja sulgumine ööseks, seemnete idanemine, päeva pikkuse tajumine ja vastavalt sellele õitsemise aeg. 46. Nimetage krüptokroomist sõltuvaid reaktsioone taimedes.
mutatsiooni, millest 50 100 on seotud haigustega (eelsoodumusega teatud haigustele). Eeldatavasti on 2011. a. lõpuks teada juba 30000 inimese genoomi järjestused. Praeguseks on sekveneeritud ka geneetikas mudelorganismidena kasutatavate organismide genoomid. Nii teame me DNA nukleotiidset järjestust bakteril E. coli, pärmil S. cerevisiae, nematoodil C. elegans, äädikakärbsel, hiirel, rotil, taimedest müürloogal Arabidopsis thaliana. 2 Genoomi primaarjärjestuse teadasaamine aitab oluliselt kaasa genoomi funktsioonide uurimisele. Mis funktsioon on ühel või teisel DNA järjestusel, selgub geneetilistest katsetest sama järjestuse mutantidega. Viimastel aastatel leiavad üha enam rakendust ka uued molekulaarsed meetodid, millest põgusalt tuleb juttu allpool. Globaalne geeniekspressiooni uurimine
2003. a. aprilliks, DNA kaksikheeliksi kirjeldamise 50-ndal aastapäevaks, esitas HGP inimese genoomi nukleotiidse järjestuse, kus 98% geene sisaldavatest aladest oli sekveneeritud 99,99%-lise täpsusega. Praeguseks on sekveneeritud paljude geneetikas mudelorganismidena kasutatavate organismide genoomid. Nii teame me DNA nukleotiidset järjestust bakteril E. coli, pärmil S. cerevisiae, nematoodil C. elegans, äädikakärbsel, hiirel, taimedest müürloogal Arabidopsis thaliana. 2004. a. aprillis teatati roti genoomi DNA järjestuse määramisest. Genoomi primaarjärjestuse teadasaamine aitab oluliselt kaasa genoomi funktsioonide uurimisele. Mis funktsioon on ühel või teisel DNA järjestusel, selgub geneetilistest katsetest sama järjestuse mutantidega. Viimastel aastatel leiavad üha enam rakendust ka uued molekulaarsed meetodid, millest põgusalt tuleb juttu allpool. Globaalne geeniekspressiooni uurimine
annaabi.ee 
