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...
Tähtsamad momendid geneetika ajaloos: *1865-99-geneetika sünd, pärilikud alged *1900-43 areneb klassikaline geneetika, mis põhineb mendelismil ja morganismil *1944-70- molekulaargeneetika *1971-areneb geenitehnoloogia 2.Mendel- pani aluse geneetikale, ettekanne taimede hübriididest (1865) De Vries-1901 mutatsiooniteooria looja (1901) Johannsen- tõestab, et muutlikus võib olla pärilik ja mittepärilik, mõisted geno- ja fenotüüp, geen ja populatsioon. Vavilov- formuleerib päriliku muutlikkuse homoloogiliste ridade seaduspärasuse (1922). Kultuurtaimede tekkekolded ehk tsentrumid (1927) Morgan- pärilikkuse kromosoomiteooria (geenid asuvad kromosoomides) 1911 Watson-Crick- desifreerivad DNA molekuli (DNA biheeliks) 1953 3. Geneetika peamised meetodid: Hübridoloogline (Mendelism)- järglaste saamine isenditest, kes erinevad teineteisest kardinaalselt või mitme tunnuse poolest (ristamine) Tsütoloogiline- seisneb raku iseärasuste ja organismi t...
Korduvjärjestustega (ingl repetitive) DNA (osaliselt kodeeriv) Suures hulgas teatud korduvaid DNA järjestusi sisaldavad piirkonnad · kõrgelt korduvad järjestused DNA lihtjärjestused (ingl simple sequence DNA) paiknevad kromosoomide tsentromeerides ja telomeerides tandeemselt üksteise järel (= satelliit-DNA) · Mõõdukalt korduv DNA (=mobiilsed DNA elemendid, dispergeerunud DNA) paiknevad genoomis hajali Transposoonid (Transpositsioon toimub DNA vahendusel) Viiruste retrotransposoonid (Transpositsioonis osaleb RNA) Mitteviiruslikud retrotransposoonid (Transpositsioonis osaleb RNA) Pikad dispergeerunud elemendid (LINE-d -long interspersed elements 6-7kb) Lühikesed dispergeerunud elemendid (SINE-d 100-500 bp) Mittekodeeriv DNA (geenide regulaatorpiirkonnad, intronid, geenidevaheline DNA)...
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 F1 x F1 ristamine: Mendel avastas, et t...
üksikkoopialine DNA (1-10 koopiat genoomi kohta) Pikad dispergeerunud elemendid (LINEs-long interspersed elements 6-7kb). L1,L2, L3 - 20% genoomist Lühikesed dispergeerunud elemendid (SINEs 100-400bp). Ainus aktiivelement e. Alu, ca 1milj. koopiat ja 10% genoomist Transposoonid LTR-dega (long terminal repeats), ca 8% genoomist DNA transposoonid , ca 3% inimese genoomist 89. Telomeraas. Ensüüm telomeraas tagab põhilise järjestuse TTAGGG (5' 3'), mis kordub sadu ja tuhandeid kordi, säilimist. On kompleks valgust ja RNAst. Lisab nukleotiide DNA replikatsioonil mahajääva (lagging) ahela 3' otsale, komplementaarselt telomeraasi RNA nukleotiidse koostisega. Telomeeri DNA sünteesil on seega matriitsiks RNA, seega telomeraas on pöördtranskriptaas. 90. DNA poolkonservatiivse replikatsiooni tõestamine....
Osa süsteemist, mis kontrollib transkriptsiooni (DNA>RNA süntees). Teeb seda üksi või koos teiste valkkompleksidega, kas suurendades (kui aktivaator) või ära hoides (kui repressor) RNA polümeraaasi seondumist. Mobiilne DNA DNA, mis liigub iseeneslikult genoomis ringi. Võivad põhjustada mutatsioone , liikudes genoomi uutesse lookustesse ja muudavad DNA hulka genoomis. Kasulikud uurijatele, et muuta DNA'd elusorganismis. Elemendid transposoonid , retrotransposoonid, DNA tr., plasmiidid, bakteriofaagi elemendid. Kromatiin Nukleiinhappe valkkompleks, nähtav interfaasis kui rakud ei jagune. Rakufaasis on jaotunud ühtlaselt üle kogu tuuma. Struktuur sarnane kõigil eukarüootidel. Kromatiin pakkimise käigus moodustab mitoosi ajal (metafaasis) nähtavaid kromosoome. Mediaatori funktsioon transkriptsiooni initsiatsioonil Mediaator on suur valkkompleks, mis funktsioneerib transkriptsiooni koaktivaatorina....
Avastati maisis ( Barbara McClintok) kirju maisitõlvik. Transposoonid põhjustavad mitteaktiivseid või ebastabiilseid alleele. Naturaalselt esinevad transposoonid põhjustavad geneetilist variatsiooni. Transposooni vaigistamine: Maisis rohkelt aktiivseid transposoone. Kui luua mutandid, mis takistavad epigeneetilist protsessi, siis transposoonid ,,ärkavad". Epigeneetilised sildid tekkisid, et võõrast DNA-d (viirused) vaigistada. Transposoonide epigeneetiline vaigistamine on oluline et hoida genoomi terviklikkust! Transposoonide vaigistamise haldamine on aktiivne protsess, milleks on vaja siRNA tootmist ja epigeneetikat. Small interfering RNA-s e. Väikesed segavad RNA-d on pärit tsentromeeri ümbrusest. Kokkuvõte: transposoonide aktiivsus peab olema kindlalt kontrollitud, et vältida laialdast mutatsioonide levikut...
Tähtsamad momendid geneetika ajaloos: *1865-99-geneetika sünd, pärilikud alged *1900-43 areneb klassikaline geneetika, mis põhineb mendelismil ja morganismil *1944-70- molekulaargeneetika *1971-areneb geenitehnoloogia 2.Mendel- pani aluse geneetikale, ettekanne taimede hübriididest (1865) De Vries-1901 mutatsiooniteooria looja (1901) Johannsen- tõestab, et muutlikus võib olla pärilik ja mittepärilik, mõisted geno- ja fenotüüp, geen ja populatsioon. Vavilov- formuleerib päriliku muutlikkuse homoloogiliste ridade seaduspärasuse (1922). Kultuurtaimede tekkekolded ehk tsentrumid (1927) Morgan- pärilikkuse kromosoomiteooria (geenid asuvad kromosoomides) 1911 Watson-Crick- desifreerivad DNA molekuli (DNA biheeliks) 1953 3. Geneetika peamised meetodid: Hübridoloogline (Mendelism)- järglaste saamine isenditest, kes erinevad teineteisest kardinaalselt või mitme tunnuse poolest (ristamine) Tsütoloogiline- seisneb raku iseärasuste ja organismi t...
Mis on pärilikkuse molekulaarne alus? Pärilikkuse molekulaarne alus on geneetilise materjali kordistumine ning ülekanne ühe põlvkonna rakkudest teisele 2. Kirjelda katset ajaloost, mis näitas, et geneetilise info ülekanne toimub DNA abil? Looduses toimub DNA ülekanne surnud rakust elusrakku. 1928 F. Griffith; katse pneumokokiga (S. pneumoniae) - S tüüpi smooth limakapsliga rakud on patogeensed, R-tüüpi rough kapslita rakud ei ole. R elus ja S surnud rakkude seguga süstimisel hiired surid. Surnud rakud olid elus rakke muutnud e. transformeerinud patogeenseks. 1944 O. Avery jt. näitasid, et transformeeriv faktor oli DNA. Smooth rakkudest isoleeriti DNA, mida valikuliselt töödeldi DNA lagundavate ensüümidega. Transformatsiooni võime kadus. 3. Nukleotiidide ehitus DNA-s ja RNA-s? Nukleiinhapped koosnevad nukleotiid...
- Replikatsioon ja transkriptsioon tunduvalt kiiremad: kiirus ~300 nukleotiidi /s. Transkribeeritakse ja transleeritakse palju geene korraga. Transkriptsioon ja translatsioon toimuvad üheaegselt ning samaaegselt mRNA degradatsiooniga 8. Kirjelda bakterite paljunemise võimalusi? - Bakterite paljunemine toimub peamiselt pooldumise teel, kuigi on olemas ka midagi sugulise paljunemise sarnast. Plasmiidid -- muutuvad episoomideks, kui ühinevad bakteri-DNA-ga. Transposoonid ehk "hüppavad" DNA lõigud -- transpositsioon on protsess, mille käigus liikuvad DNA fragmendid sisenevad peremehe genoomi järjestusse DNA muutlikkus! 9. Bakteri genoomi iseloomustus? - vt punkt 7 10. Geeniülekande viisid bakteritel (3) ja nende lühike iseloomustus? - Geneetilise info ülekandeks bakterite vahel on 3 võimalust: Transformatsioon doonori DNA satub retsipienti väliskeskkonnast. Transduktsioon bakteri DNA kandub ühest rakust teise faagide abil....
Nimeta bakterites leiduvate transposoonide põhilised tüübid? Transposoonid ehk ,,hüppavad geenid" on transponeeruvad ehk mobiilsed geneetilised elemendid. Nii pro kui ka eukarüootides. Jaotatakse kolme põhitüüpi: IS elemendid, Tn elemendid ehk kompleksed transposoonid, Tn3 elemendid ehk replikatiivsed transposoonid. IS elemendid ehk insertion sequences (800 2000 np), suht identse ehitusega, võivad lülituda väga erinevatesse kohtadesse bakteri kromosoomis või plasmiidis, näit. IS50.Iseloomustus: väikesed, alla 2500 np, suht identse ehitusega sisaldavad ainult transpositsiooniks vajalikke geene mõlemas otsas on IR järjestused (inverted repeat) ehk 9 50 bp otsmised pöördkordusjärjestused (vastassuunalised, palindroomsed) IS-elemendi...
Tandemid. Tandeemselt korduvad geenid kodeerivad rRNAsid, tRNAsid ja histoone. Neid eristavad duplitseerunud geeniperekondadest identsed või peaaegu identsed valgulised või funktsionaalsed RNA-produktid. Tandemkordusega geenide paljusus on oluline, kuna rakul on vaja nende produkte suures koopiaarvus. Hajuskordused. Enamlevinud korduv-DNA vorm, nende hulgas on transposoonid , retrotransposoonid, mitte- LTR transposoonid ja protsessitud pseudogeenid. DNA "sõrmejäljed" ja nende määramine. Tekivad lihtsa järjestusega DNA järjestuste pikkuste erinevustest. Inimestele ja teistele imetajatele on iseloomulikud alad nimega minisatelliidid. Mikrosatelliitidest erinevad need selle poolest, et esimeste kordusalad on lühemad. Minisatelliidid on polümorfsed ning nende alade pikkuse järgi saab iga inimese jaoks koostada unikaalse DNA sõrmejälje. Speiser DNA....
, 1999). Jaapanis uuriti üherakuliste seente Candida albicans ja C. dubliniensis kliinilisi tüvesid ja leiti, et HGT võib olla toimunud ühe perekonna liikide vahel. Kahel C. albicans isolaadil 301 isolaadi seas tehti kindlaks genotüüp, millises 25S rRNA geeni I grupi intronisse oli transponeerunud C. dubliniensis introni sarnane insertsioon (Tamura et al., 2001). Transposoonid on geneetilised elemendid, mida on leitud nii pro- kui eukarüootides. Erinevalt teistest geenidest on nad võimelised liikuma peremeesgenoomi sees uude asupaika. Transposoonide transpositsioon kodeerivatesse DNA järjestustesse ja nende poolt algatatud kromosoomide ümberkorraldustel on suur mõju geeniekspressioonile ja genoomi evolutsioonile. Kuigi hüüfe moodustavatel seentel avastati transposoonid alles...
Geeni tõttu on mul roheline habe, mis sunnib olema kena teiste roheliste habemete kandjate vastu. 6. Mis on geneetiline parasiit? Nimeta peamised tüübid (3) ja anna nende definitsioonid. Geneetiline parasiit elemendid, mis replitseeruvad sõltumatult peremehe kromosoomidest. 1. segregatsiooni segajad meioosis mitte-mendelliku pärandumisega munarakku sattuvad geenid. B-kromosoom, geenikonversioon 2. transponeeruvad elemendid transposoonid DNA-element, mis võib liikuda ühest DNA molekulist teise või ühest DNA molekuli otsast teise. 3. sugude suhte muutjad mtDNA pärandub loomadel ja õistaimedel reeglina emalt. isassteriilsus kahekojalistel taimedel võib olla põhjustatud mtDNA variantidest. 7. Võrdle vastust geneetilistele parasiitidele i) Drosophilal ja imetajatel, ii) sugulise ja mittesugulise paljunemise korral.Drosophilal on transposoonid koondunud vähekombineeruvasse...
jms 3. Insenergeneetika olemus 1. Rekombinantse DNA tehnoloogiad - Plasmiidid - Restriktaasid - Transgeenid 2. Geenide kloonimine - Kloonimisvektorid - Genoteegid ja kloniteegid 3. Geeniraamatukogud - Genoteegid - Klonoteegid 4. Transposoonid 4. Transgeenne tehnoloogia Transgeen(Organismi või rakku sisseviidav võõras geen) transgeenne kunst (ingl. Transgenic art)- Võimalused konstrueerida ebanormaalsete omadustega järglasi (monstrumeid). Näiteks sinised tomatid või helenduvad kalad ja imetajad. 5. Horisontaalne geeniülekanne horisontaalne geeniülekanne (ingl. Horizontal gene transfer)- Liikidevaheline geeniülekanne isenditele, kes pole geenidoonori järglased. 6...
Mis tüüpi küsimustele populatsioonigeneetika vastust otsib. Kirjelda üldiselt põhilist töövõtet. Too näiteid erinevatest populatsioonigeneetika mudelitest. Mis on mudeli parameeter ja tema hinnang? Mis tegurid võivad viimast mõjutada. Populatsioonigeneetika uurib geneetilise varieeruvuse muutumist nii ajas edasi kui tagasi. Populatsioonigeneetika üritab ennustada, mis saab varieeruvusest tulevikus. Selgitada kuidas tänane varieeruvus tekkis. Populatsioonigeneetika ennustav pool arendati suures osas välja juba 20.sajandi esimeses pooles. Püütakse mõista alleeli/genotüübi/haplotüübi jne sageduse muutumist ajas sõltuvalt erinevatest tingimustest. Ennustatakse seda, kui palju populatsioon geneetiliselt varieeruma peaks, kuidas see aja jooksul muutub ja kuidas erinevad bioloogilised protsessid seda ajas ja ruumis mõjutavad. Minevikku vaatav populatsioonigeneet...
NB! Need ei ole eksamiküsimused. Need on märksõnad, mille tausta teada. Eksamiküsimused (3 suuremat, 3 väiksemat) on pigem laiemat tüüpi ja integreeritud teadmistele suunatud. Põhinevad loengumaterjalidel ja üldisemas kontekstis seminarides käsitletud teemadel. Seminariartiklite üksikuid detaile eksamil ei küsita. Genoomi arhitektuur: • Liigispetsiifilised kromosoomid ja nende evolutsioon, homoloogia (sünteensuse) kaardid. Kromosoomistik on liigispetsiifiline, igal liigil on kindel arv, kindla kujuga kromosoome. Näiteks inimestel on 46 kromosoomi, koertel 78, kassidel 38, tubakal ja kartulil 48 jne. • Mõisted Eu- ja heterokromatiin: omadused, funktsioon. Kromatiin jaguneb eu- ja heterokromatiiniks. Eukromatiin on valdavalt dekondenseerunud olekus ning seal toimub geenide transkriptsioon ehk on transkriptsiooniliselt aktiivne interfaasis. On geeni...
Molekulaarbioloogia Molekulaarbioloogia – tegeleb päriliku info kodeerimise, säilitamise ja ülekande mehhanismi uurimisega, samuti päriliku info realiseerumise molekulaarsete mehhanismidega (kuidas info geenides määrab elusorganismi ehituse ja tema funktsioneerimise. Uurib füüsikalis-keemiliste struktuuride ja biokeemilis-füsioloogiliste funktsioonide vastavust. Teadussuund hakkas arenema pärast makromolekulide ruumilise struktuuri kindlakstegemist (DNA 3-ruumiline struktuur). Molekulaarbioloogia dimensioon – 1 A – 300 A (üle 500 – rakubioloogia, alla 1 - biofüüsika) 1 A (ongström) = 10 -10 m 1nm = 10 A 2-ahelalise DNA läbimõõt – 20 A kovalentne side – 1,5 A globulaarse valgu d – 50 A dsDNA (double stranded) d – 50 A ribosoomide, valgumolekulide d – 200-300 A DNA aluspaaride vahe – 3,4 A vesiniksideme pikkus – 3 A nukleosoom – 60x110x110 A bakteri ribosoom – 200x200x230 A tuumapoorid – 120x120x75 A bakteriaalne RNA polümeraas – 90x90x...
Kapsli teke sõltub pXO2 plasmiidist. Kapsli teke on infektsioonis väga oluline, kuna muudab patogeeni fagotsütoosi suhtes resistentseks. 19. Muhkkatk ja plasmiidid 20. Transponeeruvad elemendid IS elemendid- 1-2 kb, kodeeritakse vaid transpositsiooniks vajalikke valke. Otstes pöördkordus järjestused (IR- inverted repeats- 16...40 bp). Genoomis on IS otste juures otsekordusjärjestused DR- directed repeats Transposoonid (Tn) on IS elementidest suuremad ning kodeerivad lisaks transpositsiooniga seotud valkudele ka teisi valke, näiteks ensüüme, mis tagavad antibiootikumiresistentsuse (raskemetallidele) . Tn-id võivad olla kompleksed, sisaldades mõlemas otsas IS elementi (Tn5 Km resistentsus). Tn3 perekonda kuuluvad transposoonid IS elemente ei sisalda 21. Deinococcus radiodurans (omadused, geneetilised erisused)...
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 DNA kaksikheeliksi suur ja väike vagu- suur vagu 3,4nm, sisaldab 10 nukleo...