Liigiomases ühekordses kromosoomikomplektis sisalduvat geneetilist materjali nim. genoomiks. Ühele isendile omaste geenide ja nende erivormide kogumit nim. genotüübiks. Ühe isendi vaadeldavate tunnuste kogumit nim. fenotüübiks. Keskkond kas soodustab või pidurdab geenide poolt määratud tunnuste väljakujunemist. Molekulaargeneetika on teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsed tasemel. DNA sünteeisle e. Replikatsioonile, RNA sünteesile e. Transkriptsioonile ja valgu sünteesile e. Translatsioonile. DNA lõiku, mis äärab ühe RNA molekuli sünteesi, nim. geeniks. Päriliku info avaldumise etapid. Transkriptsiooni käigus sünteesitakse rakutuumas paikneva DNA struktuuri alusel mRNA molekulid, mis liiguvad tsütoplasmas asuvatesse ribosoomidesse. Seal toimub translatsioon, mille tulemusena saadakse mRNA nukleotiidsele järjestusele vastavad valgu molekulid. Valgud osalevad organismi kõigi tunnuste avaldumises.
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. Mitoosi tulemusena on moodustunud tütarrakud geneetilise info sisalduselt samased
RNA kolm lämmastikalust on samad, mis DNA koostises: adeniin(A), guaniin(G) ja tsütosiin(C). Kui neljanda lämmastikalusena esineb DNA molekulis tümiin(T), siis RNA ehituses on selle asemel uratsiin(U). -A-T-C-C-T-G-G-T-T-T-A-T-G-C- -T-A-G-G-A-C-C-A-A-A-T-A-C-G- Molekulaargeneetika keskendub oma uurimissuundades peamiselt kolmele universaalsele protsessile: DNA sünteesile ehk replikatsioonile, RNA sünteesile ehk transkriptsioonile ja valgu sünteesile ehk translatsioonile. Transkriptsiooni käigus sünteesitakse rakutuumas paikneva DNA struktuuri alusel mRNA molekulid, mis liiguvad tsütoplasmas asuvatesse ribosoomidesse. Seal toimub translatsioon, mille tulemusena saadakse mRNA nukleotiidsele järjestusele vastavad molekulid. RNA süntees lõpeb, kui ensüüm jõuab DNA nukleotiidse järjestuseni, mida nimetatakse terminaatoriks. DNA nukleotiidset järjestust, millega ensüüm
RNA polümeraasil promootoriga seostuda. Mõnikord on vaja aktivaatorvalku(aktivaator), selleks et protsess käima läheks. · Geeniaktiivsuse regulatsioon transkriptsioonitasandil sõltub veel geenitüüpidest: 1. Struktuurgeenid määravad ära struktuurvalkude tootmise. Rakumembraanis olevad valgukanalid, immunsüsteemis valgud 2. Regulaatorgeenid määravad ära struktuurgeenide avaldumise. Kõik ensüümid. · Transkriptsioonile järgneb translatsioon. · Translatsioon- valgu tootmine DNAs oleva informatsiooni baasil. DNA nukleotiidide järjestus määrab ära valkude aminohappelise järjekorra. · Geneetiline kood sisaldab informatsiooni aminohapete kohta. Kolm järjestikulist nukleotiidi mRNAl moodustavad koodoni, mis määrab ära ühe aminohappe. Selle koodi lahtimuukimiseks kasutatakse koodipäikest.
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 tagab rakujagunemise käigus päriliku info võrdse ülekande lähterakust tütarrakkudesse), transkriptsioonile (matriitssüntees, mille käigus saadakse DNA molekuli ühe ahela nukleotiidse järjestusega komplementaarne (A=U. T=A, C=G, G=C) RNA molekul; universaalne protsess, kuna toimub nii eel- kui päristuumsete organismide rakkudes) ja translatsioonile (sünteesitakse mRNA molekulide alusel vastava struktuuri ja funktsiooniga valgud; mRNA esimest järku struktuur määrab sünteesitava valgu aminohappelise järjestuse, toimub geneetilise info lahtimõtestamine)
ORTOGRAAFIA Ortograafia mõiste Sõnal ortograafia on kolm tähendust: 1. õigekiri kui tavaline, üldkasutatav kirjutusviis (vastandina foneetilisele transkriptsioonile ehk häälduskirjale); 2. õigekiri ehk õigekirjutus kui kirjakeele normile vastav kirjutus (vastandina vigasele, normist hälbivale kirjutusele); 3. õigekirjutus kui õpetus kirjakeele õigeist kirjutusnormidest: kuidas kasutada tähti, kirjavahemärke, tühikuid. TÄHEORTOGRAAFIA Täheortograafia sisaldab eesti keele häälikute kirjas märkimise reeglid. Need on siin esitatud traditsioonilisel kujul, rääkides häälikutest, mitte foneemidest. b, d, g, p, t, k
sugurakkudel. Insuliin soodustab glükoosi rakku sisenemist glükoosi transporterite translokatsiooni aktivatsiooni kaudu. Samuti reguleerib insuliin glükoosi metabolismis osalevate ensüümide aktiivsust ja sünteesi regulatsiooni. – Stimuleerib glükoosi muutumist glükoos-6-fosfaadiks ja edaspidist metabolismi. – Soodustab glükogeeni kogunemist, indutseerides glükogeeni süntaasi ja inhibeerides glükogeeni lammutavat fosforülaasi. – Avaldab toimet rohkem kui 100 geeni transkriptsioonile –nt. glükoneogeneesis osalevate ensüümide tekke pärssimine. K. Vahenõmm 2018 Insuliinid ja nende analoogid Insuliinravi kõrvaltoimed: hüpoglükeemia, allergia (sea ning veise insuliini, protamiini ning tsingi suhtes), resistentsus, lipoatroofia (nahaaluse rasvkoe kadu on tingitud immuunreaktsioonist insuliini suhtes), lipohüpertroofia (rasva lokaalne kogunemine on tingitud insuliini lipogeensetest omadustest), insuliini turse (tugeva hüperglükeemia ja
DNA primaas sünteesib replikatsiooni alguskohale praimeri. DNA polümeraas jätkab praimeri lõpust edasi, liites praimeri 3'-OH otsa järgmise nukleotiidi, selle vabasse otsa järgmise jnejne. 13. Loetlege ja kirjeldage eukarüootse mRNA transkriptsioonijärgse modifitseerimise käigus toimivaid protsesse. Millises neist osalevad ribosüümid ja mida nad endast kujutavad? Prokarüootides mRNAd ei modifitseerita translatsioon järgneb vahetult transkriptsioonile. Eukarüootides on protsessid teineteisest isoleeritud transkriptsioon tuumas ja translatsioon tsütoplasma. mRNA primaarne transkript (heterogeenne tuuma RNA) modifitseeritakse küpseks mRNA-ks tuumas enne suunamist tüstoplasmasse. 14. Iseloomustage hormoonide retseporeid järgmistest aspektidest: a) keemiline koostis ja struktuur · Steroidid sünteesitud kolesteroolist reguleerivad metaboolseid protsesse, soolade/vee
metüülumine ja Ser jääkide fosforüülumine. Lisaks on teada, et esinevad erinevad nn kromatiini remodelleerivad kompleksid, mis ATP hüdrolüüsi kasutades ajutiselt muudavad nukleosoomide struktuuri ja DNA seostub nõrgemalt. Atsetüülumata (kondenseerunud) kromatiin on vähem alluv hüdrolüüsile DNAaas I poolt. Aktiivsed geenid on tundlikumad DNAaas I-le esinevad nn ülitundlikud piirkonnad, mis arvatakse olevat ilma nukleosoomideta ja DNA lahti keerdunud ja kättesaadavam transkriptsioonile. Tundlikud piirkonnad vastavad seega geeni regulaatorpiirkondadele. Teatud Lys jääkide metüülumine H3-s tuntakse ära spetsiifiliste valkude poolt mis põhjustab eriti kompaktse DNA struktuuri tekke ja geenide vaigistamise (silencing) Kromosoomide ehitus. Kui rakk läheb interfaasist mitoosi, siis rakus olev kromatiin muutub nähtavaks valgusmikroskoobis kromosoomidena. Seega mitoosis peab kromatiini struktuur muutuma veel kompaktsemaks kui see esineb kondenseerunud interfaasses kromatiinis
Oli teada, et selgroogsetes sisaldab transkriptsiooniliselt inaktiivne DNA tihtipeale metüleeritud tsütidiinijääke (5'metüültsütidiin, mC), millele vahetult järgneb G. Transkriptsiooniliselt aktiivses DNAs mC jäägid puuduvad. On näidatud, et DNA mC vormis seob spetsiifiliselt valku, mis interakteerub mSin3ga. See avastus viitab võimalusele, et mSin3e sisaldavad ko-repressorid on kompleksis mC valkudega. 28. Kuidas kromatiin mõjub transkriptsioonile? Elektronmikroskoopiliselt on näidatud, et nukleosoomne struktuur on DNA-l nii vahetult enne kui ka kohe pärast mingi lõigu transkribeerimist. Tõenäoliselt toimub mingi ajutine konformatsiooniline muutus, mille tulemusel side histoonide ja DNA vahel nõrgeneb ning transkriptsioonifaktorite seondumine saab võimalikuks. Lihtsustatud mudeli järgi struktuursed valgud ja transkriptsioonifaktorid konkureerivad DNA-ga seostumise suhtes, kusjuures struktuursed valgud takistavad
või muudab nende avaldumislaadi. Pärilikkuse molekulaargeneetilised alused 1869. Friedrich Miescher eraldas rakutuumast aine, mille nimetas nukleiinhappeks. 1953. James Watson ja Francis Crick avastasid DNA molekuli keeruka biheeliksikujulise sekundaarstruktuuri. Molekulaargeneetika on teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. Keskendub kolmele universaalsele protsessile: a) DNA sünteesile ehk replikatsioonile b) RNA sünteesile ehk transkriptsioonile c) valgu sünteesile ehk translatsioonile DNA replikatsioon eelneb rakujagunemisele. Pärilik info sisaldub DNA nukleotiidses järjestuses. DNA lõiku, mis määrab ära ühe RNA molekuli sünteesi, nimetatakse geeniks. Nukleiinhapete (DNA, RNA) ning valkude sünteesiprotsesside ühine iseärasus on see, et erinevalt teistest biosünteesidest on need matriitssünteesid. See tähendab, et DNA, RNA ja valgud sünteesitakse olemasolevate molekulide (DNA või RNA) ahelatel, mis määravad
geneetilise materjaliga isendid ristuvad Genotüüp raku, organismi kõigi pärilike faktorite kogu ja koostoime. Kitsas mõiste: tuumas paiknevad pärilikkusfaktorid Lai mõiste: - nii tuuma kui tütoplasma pärilikkus - tuumaväline (nii mitokondrite kui kloroplastide DNA) Sügoodi varases staadiumis ka ooplasma segregatsioon e. munaraku tsütoplasma mõju geeni transkriptsioonile. Fenotüüp s.o raku, organismi kõigi tunnuste kogusumma. Nii mikro- kui makroskoopilised, nii sise- kui välistunnused. Konkreetne fenotüüp ei pärandu, fenotüüp on määratud: 1) genotüübiga 2) ümbritseva keskkonna poolt Genoom haploidne kromosoomistik: - inimesel üks saadud isalt, teine emalt - naisel on 2 sarnast, mehel 2 erinevat genoomi (sugukromosoomid!)
geneetilise materjaliga isendid ristuvad Genotüüp – raku, organismi kõigi pärilike faktorite kogu ja koostoime. Kitsas mõiste: tuumas paiknevad pärilikkusfaktorid Lai mõiste: - nii tuuma kui tütoplasma pärilikkus - tuumaväline (nii mitokondrite kui kloroplastide DNA) Sügoodi varases staadiumis ka ooplasma segregatsioon e. munaraku tsütoplasma mõju geeni transkriptsioonile. Fenotüüp – s.o raku, organismi kõigi tunnuste kogusumma. Nii mikro- kui makroskoopilised, nii sise- kui välistunnused. Konkreetne fenotüüp ei pärandu, fenotüüp on määratud: 1) genotüübiga 2) ümbritseva keskkonna poolt Genoom – haploidne kromosoomistik: - inimesel üks saadud isalt, teine emalt - naisel on 2 sarnast, mehel 2 erinevat genoomi (sugukromosoomid!)
päranduvad järglastele enamasti üheskoos. MLB 6001 Üldbioloogia 24 18. DNA teabe realiseerumine Molekulaargeneetika on teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. Molekulaargeneetika keskendub oma uurimissuundades peamiselt kolmele universaalsele protsessile: · DNA sünteesile ehk replikatsioonile, · RNA sünteesile ehk transkriptsioonile, · valgu sünteesile ehk translatsioonile. DNA replikatsioon eelneb raku jagunemisele. Sellega saadakse lähteraku igast DNA molekulist kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega koopiat, mis mitoosil tütarrakkude vahel värdselt ära jaotatakse. DNA lõiku, mis määrab ühe RNA molekuli sünteesi, nimetatakse geeniks. Enamikult geenidelt toimub informatsiooni-RNA (mRNA) molekuli süntees. Transkriptsiooni tulemusena saadakse DNA nukleotiidsele järjestusele vastav mRNA
ppGpp süntees ppGpp-d sünteesitakse siis, kui rakus on aminohapete nälg, selle tulemusena seondub transleeriva ribosoomi aktseptorsaiti laadimata tRNA molekul. Translatsioon peatub ning aktiveerub ribosoomi 50S subühikuga seondunud RelA. RelA on (p)ppGpp süntetaas I. ppGpp mõjutab otseselt geeniekspressiooni, seda nii transkriptsiooni kui ka translatsiooni tasemel. Kaudselt on ppGpp olemasolust mõjutatud DNA sünteesi, rekombinatsiooni ja reparatsiooniga seotud protsessid. ppGpp mõju transkriptsioonile Stabiilse RNA (rRNA ja tRNA) geenide transkriptsioon on ppGpp poolt inhibeeritud. Aminohapete biosünteesi ja C-allikate degradatsioonil osalevate operonide transkriptsioonitase suureneb. ppGpp poolt negatiivselt reguleeritavate promootorite puhul põhjustab see nukleotiid RNA polümeraasi dissotseerumise avatud kompleksist. ppGpp mõju translatsioonile ppGpp translatsiooni pärssiv mõju ilmneb mitmeti. ppGpp interakteerub translatsiooni
taimedes. Näiteks on ppGpp hulga kaudu mõjutatud Myxococcus xanthus'e rakkude morfoloogia ja diferentseerumine, Mycobacterium tuberculosis'e virulentsuse kujunemine ja sekundaarsete metaboliitide (antibiootikumid) süntees. M. tuberculosis'e RelA-defektne mutant ei ela üle pikaajalist nälgimist ja anaeroobseid kasvutingimusi. Just selliste tingimustega peab patogeen organismis toime tulema). 34 ppGpp mõju transkriptsioonile Kuigi ppGpp mõju transkriptsioonile on juba aastakümneid uuritud, pole selle molekulaarseid mehhanisme kuni seniseni veel lõpuni suudetud selgitada. Seni läbiviidud uuringute tulemused võib kokku võtta järgnevalt. In vitro katsetega on näidatud, et ppGpp mõjutab transkriptsiooni otseselt. ppGpp resistentsed RNA polümeraasi mutandid sisaldavad mutatsioone -subühikut kodeerivas rpoB geenis. Stabiilse RNA (rRNA ja tRNA) geenide transkriptsioon on ppGpp poolt inhibeeritud
Mittemetüleeritud DNA on kontsentreerunud CpG saartesse. • Geenikehade metüleerimine – suur osa geenidest sisaldavad CpG metülatsiooni transkribeeritavates regioonides. DNA metülatsiooni ei esine geenide 5’ ega 3’ otstes. Geenidel mille geenikehad on metüleeritud esineb kõrgem ekspressioonitase kui nendel mille promootor on metüleeritud või terve geen metüleerimata. Geenisisene metüleerimine takistab transkriptsioonile vahelesegamist. DNA metüleerimine kaitseb genoomi transposoonide eest. • CpG metülatsioonitase on erinev kudede ja indiviidide vahel populatsioonis. Erinev metüleerimine tagab erineva geeniekspressiooni. Vt järgmine C-nuk kontekst. • • DNA metüültransferaasid (DNMT); DNA demetülatsiooni võimalused DNMT1 metüleerib hemi-metüleeritud DNA, tagab replitseeritud tütarahela sama metülatsioonimustri kui vanemahelalgi
transkriptsiooni. 13. Kuidas mõjutab kromatiini struktuur transkriptsiooni? Kui kromatiin on kondenseerunud, ei pääse RNA-polümeraasid ja transkriptsioonifaktorid DNAle ligi ning transkriptsiooni ei toimu. 14. Kromatiini-seoselised mittehistoonsed valgud maatriksivalgud, transkriptsioonifaktorid, replikatsioonivalgud, HMGd ja nende mõju kromatiini struktuurile moodustavad kromatiini lingumiseks vajalikke struktuurseid võrgustikke, transkriptsioonile teatud HMG valgud seonduvad DNAle kooperatiivselt transkriptsioonifaktoritega, mis tunnevad ära teatud DNA järjestusi, stabiliseerides sellega transkriptsiooni- multivalkkomplekse sellel geeniregulaatoralal ja replikatsioonile osalevad eukarüootse rakutsükli regulatsioonis. Mis on MARid ja nende tähtsus? Matrix-attachment regions, alad kromatiinikiududel, mis seonduvad võrgustikule (maatriksile), organiseerivad kromatiini
piirkondadesse vabalt difundeeruda. Milline on kõige tuntum tuuma organell/reaktsioonikeskus? Tuumake. Mis toimub tuumakeses ja mitu tuumakest võib maksimaalselt inimese rakutuumas olla? Mis selle numbri määrab? Selles piirkonnas toimub rRNA geene sisaldavalt DNAlt rRNA süntees ja protsessimine ning rRNA-le ribosomaalsete valkude liitmine, ehk siis ribosoomi subühikute kokkupakkimine. Lisaks on leitud, et lisaks rRNA geenide transkriptsioonile toimub tuumakeses ka ribosoomi valkude geenide transkriptsioon – kinnitav näide, et ühe funktsionaalse üksuse (ribosoom) varuosade tootmine on koondatud tuumas ühte keskusesse. Kromosoomi osa, milles paiknevad rRNA geenid, nim tuumakese organisaatori piirkonnaks (i. k nucleolus organizer region, NOR). Inimese genoomis (23 kromosoomi) esineb NOR viies erinevas kromosoomis. Diploidses rakus on seega 10 NOR-i ja neis paikneb tandeemselt kokku ~200 rRNA geeni
neisse piirkondadesse vabalt difundeeruda. 10. Milline on kõige tuntum tuuma organell/reaktsioonikeskus? Tuumake. 11. Mis toimub tuumakeses ja mitu tuumakest võib maksimaalselt inimese rakutuumas olla? Mis selle numbri määrab? Selles piirkonnas toimub rRNA geene sisaldavalt DNAlt rRNA süntees ja protsessimine ning rRNA-le ribosomaalsete valkude liitmine, ehk siis ribosoomi subühikute kokkupakkimine. Lisaks on leitud, et lisaks rRNA geenide transkriptsioonile toimub tuumakeses ka ribosoomi valkude geenide transkriptsioon kinnitav näide, et ühe funktsionaalse üksuse (ribosoom) varuosade tootmine on koondatud tuumas ühte keskusesse. Kromosoomi osa, milles paiknevad rRNA geenid, nim tuumakese organisaatori piirkonnaks (i. k nucleolus organizer region, NOR). Inimese genoomis (23 kromosoomi) esineb NOR viies erinevas kromosoomis. Diploidses rakus on seega 10 NOR-i ja neis paikneb tandeemselt kokku
transkriptsiooni. Mõlemad nukleotiidid on transkriptsiooni initsiatsiooni esimesed nukleotiidid, mis RNA ahelasse lülitatakse. Initsieeriva nukleotiidi defitsiit langetab ka rRNA geenide transkriptsiooni ning rakkude kasvukiirust. ATP hulga kaudu reguleeritakse rakkude kasvu ka kaudselt. ATP kontsentratsiooni langedes reorganiseeritakse bakteri transkiptsiooniaparaat ümber rRNA geenide transkriptsioonilt stressi vastuse geenide transkriptsioonile. 49 ATP kontsentratsiooni langedes inhibeeritakse RpoS-i lagundamine, mis on stressi sigmafaktor. Aminohapete kättesaadavust tunnetatakse alarmooni (p)ppGpp (guanosiintetrafosfaadi ja guanosiinpentafosfaadi) kaudu. Selle alarmooni süntees aktiveeritakse aminohapet mittekandva tRNA abil läbi allosteerilise RelA aktivatsiooni. Väike molekul (p)ppGpp toimib rRNA ekspressioonile kaheti,
annaabi.ee 
