Eksami kordamisküsimused
KT 1
1. Molekulaarbioloogia põhipostulaat (geen-valk-tunnus vahekord)
Molekulaarbioloogia keskne dogma (Cricki postulaat):
1. Replikatsioon - DNA → DNA, RNA → RNA
2. Transkriptsioon – DNA → RNA
3. Pöördtranskriptsioon – RNA → DNA
4. Translatsioon – RNA → valk
5. Valk (Tunnus) → nukleiinhape
(EI)
GENEETILISE INFORMATSIOONI VOOL TOIMUB PÕLVKONNAST PÕLVKONDA
Nukleiinhappelt nukleiinhappele (DNA, RNA) ja nukleiinhappelt valku (tunnus). Mitte aga
valgult nukleiinhappele.
Geneetiline kood (võti) (
→ )– nukleotiidne info aminohappelisse infosse
2. Pärilik reaktsiooni norm (muutlikkuse piirid, modifikatsiooniline muutlikkus)
Pärilik reaktsiooni norm
=fenotüübiline muutlikkuse ulatus - modifikatsiooniline muutlikkus
Genotüüp- isendi geenide kogum
Fenotüüp- isendi tunnuste kogum
Genofond- populatsiooni geenide kogum,
Fenofond- populatsiooni tunnuste kogum
Geen- geneetiline ühik
Feen-elementaartunnus
Memotüüp- vaimsete võimete kogum
Meem- vaimne elementaartunnus.
3. Mida uurib memeetika?
Memeetika
on uurimissuund, mis tegeleb
meemide olemuse ja levimise ning infolevi
evolutsiooniliste mudelite uurimisega; mentaalse koostise teooria, kultuurilise informatsiooni
ülekanne
Meem -
analoog geenile, “vaimne DNA”, “kultuuri ühik”; vaimne
Memotüüp -
meeme informatsiooniline sisaldus; vaimsete võimete kogum
Kultuurirevolutsioon
– meemede inseneering populatsioonides, mida saab uurida
evolutsiooni arvutisimulatsioonil probleeme optimeerides memeetiliste algoritmidega
„Religiooni viirus"
- Dawkini järgi on need "sümptomid„, mis tekivad religiooni
uskujatel infektsioonil mentaalsete parasiitidega (viirustega) (ingl.k. mind-parasites)
Mäluviirused -
Jumal ja usk on viirused. Nende kogumid, analoogial geenide kogumiga,
moodustavad usu, uskumused, relöigiooni ja kultuuri muud komponendid.
Jumala geen
Jumala geeni hüpotees põhineb oletusel et inimese spetsiifilisi geene – geen VMAT2 loob
eelsoodumuse spirituaalseks ja müstiliseks käitumiseks.
Jumala geeni olemasolu põhjendatakse käitumisgeneetiliste, neurobioloogiliste ja
psühholoogia-alaste uurimistulemustega, argumentiteks esitatakse:
1. Spirituaalsust saba kvantitatiivselt mõõta psühhomeetriliste määramistega
2. Spirituaalsus on osaliselt pärandub
3. Osa sellekohasest päritavusest on seostatav geeniga VMAT2 inimese 19 kromosomis
4. Geen VMAT2 toimib läbi monoamiini taseme alandamise
5. Spirituaalsetel inimestel on kaasasündinud optimism mis annab neile eelise looduslikus
valikus läbi poisitiivse rolli inimese füüsilisele ja psühholoogilisele toimimisele
4. Autismi geneetiline alus
Autism – neurodegeneratiivne haigus
Endassesulgumus, lapsepõlves ilmnev psüühikahäire, esineb ka täiskasvanuil.
Põhjuseid otsitakse geenidest, sünniprotsessist, loote- kui ka beebieast. Milles ollakse
kindlad on see, et antud häiretel on bioloogiline alus ning et lastevanemate
kasvatusmeetodid ei põhjusta lapsel seda häiret. Erinevate uuringute järgi
ühemunakaksikutel 60-90%-l mõlemal autism, seega on väga tugevalt geneetiline.
- Kuni 1980a – keskkonna mõju – vanemliku hoole puudus ja ajutraumad
- Ühemunakaksikud – 60-90% mõlemal autism – väga tugevalt geneetiline
- Autism ja ADHD on 2 kõige tugevama päriliku määratlusega psüühilist haigust
Registreeritud autiste aina rohkem
Autism kui mutatsioon
Deletsioon, duplikatsioon ja inversioon
- Kromosoomanomaaliad millel arvatakse olevat autismi tekkel
5. Alleelide lahknemise seadus
Alleelide lahknemisseadus – alleelid lahknevad ja tekib järgnev põlvkond.
Erinevate kromosoomipaaride geenide alleelide lahknemine toimub teineteisest sõltumatult
6. Geenide sõltumatu lahknemise seadus
sõltumatu lahknemine
(ingl. Indipendent assortment)- Alleelide vaba (juhuslik) jaotumine
gameetide vahel, mis toimub siis, kui geenid asuvad erinevates kromosoomides või sama
kromosoomi kaugetes lookustes. Ühe alleelipaari lahknemine ei sõltu teise alleelipaari
lahknemisest.
Nelja gameetide tüübi moodustumine dihübriidsel ristamisel geenide sõltumatul lahknemisel.
-
Kui geenid asuvad erinevates kromosoomipaarides, siis nad lahknevad teineteisest
sõltumatult.
-
Ühe kromosoomipaari lahknemine ei sõltu teise kromosoomipaari lahknemisest.
-
Diheterosügootide Aa Bb lahknemisel moodustub võrdse sagedusega (1/4) nelja tüüpi
gameete: AB, Ab, aB, ab.
7. DNA süntees (ahelate antiparalleelsus, pidev süntees ja Okazaki fragmendid
)
DNA replikatsiooni (sünteesi) põhimõtted
Duplikatsiooniprotsess, mis leiab aset matriitsilt kopeerimise tulemusel. Näiteks DNA de novo
süntees. Replikatsiooni etapid: ensüüm helikaas lõhub DNA biheeliksi, ensüüm
DNA-polümeraas seondub DNA ahelaga, DNA-polümeraas sünteesib mõlema DNA ahelaga
komplementaarsed uued DNA ahelad, replikatsioon lõppeb, kui DNA-ahelalt on sünteesitud uus
DNA molekul.
DNA replikatsiooonikahvel, osalevad ensüümid
Replikatsioonikahvel: Replikatsioon toimub alguspunktist lähtuvalt kahes suunas, moodustub
kaks Y-kujulist struktuuri. Osalevad ensüüm helikaas ja ensüüm DNA- polümeraas.
DNA komplementaarsus ja antiparalleelsus -
komplementaarsus, bioloogias suurte
molekulide või nende osade struktuuri ruumiline vastavus (täiendavus), millel põhinevad
molekulide vastastikune äratundmine ja eriomane seondumine. Komplementaarsus on oluline
geneetilise informatsiooni ülekandel. Nukleiinhapetes on komplementaarsed lämmastikalused:
adeniinile vastab DNA-s tümiin, RNA-s uratsiil, guaniinile mõlemas nukleiinhappes tsütosiin.
Antiparalleelsus- DNA komplementaarsed ahelad on vastassuunalised, keemiliselt erineva
polaarsusega (3´→5´ ja 5´→3´).
Okazaki fragmendid -
DNA-sünteesil DNA-viivisahelal sünteesitud fragment (prokarüootidel
1000–2000 ja eukarüootidel 100–200 bp), mis koosneb lühikesest RNA praimerist ja järgnevast
DNA-polünukleotiidist. Okazaki fragmendid: RNA praimer (sünteesitakse RNA polümeraasiga)
ja DNA polümeraas III (viib läbi DNA maatritssünteesi).
DNA fragmentide ühendamine: DNA
polümeraas I (RNA lõigatakse välja ja tühik sünteesitakse täis) ja DNA ligaas (ühendab
fragmendid ligeerimisel).
8. Geneetilise info transkriptsioon
-
RNA nukleotiidne järjestus on määratud geeni ühe DNA ahela järjestusega
-
RNA transkript on DNAlt maha loetud
-
Algne mRNA on pre-mRNA
-
Aju töötab väikeste RNAdega
-
mRNAs on info polüpeptiidi sünteesiks
9. Geneetiline kood (koodonite tüübid)
geneetiline kood
(ingl. Genetic code)- Kogum 64 nukleotiidsest tripletist, mis
määravad 20 aminohapet ning polüpeptiidahela initsiatsiooni ja terminatsiooni.
koodon (
ingl. Codon)- Kolm kõrvutiasetsevat nukleotiidi mRNA-molekulis määravad
kindla aminohappe lülitumise polüpeptiidahelasse või polüpeptiidahela sünteesi
lõpetamise (stoppkoodon).
Koodonite tüübid:
1.
Tripletne
. Nukleotiidseks tripletiks mRNA koodonis on kolm nukleotiidi, mis määravad
ühe aminohappe lülitumise polüpeptiidahelasse.
2.
Mittekattuv
. mRNA nukleotiid on koodonis vaid ühe korra (v.a. Kattuvate geenide
korral, kus kasutatakse erinevaid lugemisraame ja sünteesivad erinevaid valke).
3.
Komavaba
. mRNA molekuli kodeerivas osas loetakse nukelotiide järjestikuliste
koodonitena, ilma vahelejäävate nukleotiidideta, nn. lugemisraamis (i.k. reading frame).
4.
Degenereerunud
. Kahekümnest aminohappest vaid kaks on määratud ühe koodoniga,
ülejäänud mitmega.
5.
Lahterdatud (i.k. ordered).
Ühele aminohappele vastavad mitu koodonit ja sarnaste
keemiliste omadustega aminohapete koodonid on omavahel sarnased, erinedes üksteisest
vaid üksiknukleotiidi poolest.
6.
Esinevad algus- ja lõpukoodonid
. Polüpeptiidahela sünteesi alustavad ja lõpetavad
spetsiiffilised koodonid.
7.
Peaaegu universaalne
. Välja arvatud üksikud erandid on geneetiline kood ühtne kõigile
elusorganismidele, viirustest inimeseni.
10. Geenide aheldatus kromosoomides
Geenide aheldu
s – samas kromosoomis ehk samas füüsilises üksuses paiknevad geenid jäävad
kokku ka pärast meioosi
Jaguneb kaheks:
1. Füüsiline aheldus – geenid asuvad samas kromosoomi DNA niidis
2. Geneetiline aheldus – lahknevad sõltumatult teineteisest
Rekombinatsioon
– vanematel mitteesinevate geenikombinatsioonide teke mittehomoloogsete
kromosoomide ümberkombineerumisel ja homoloogsete kromosoomide ristsiirdel meioosis –
krossingover ja transpositsioon
-
kui geenid avalduvad samas kromosoomis siis päranduvad nad koos samasse gameeti
-
Aheldunud geenide dihübriidsel ristamisel saame samad lahkenmissuhted kui
monohübriidsel ristamisel
Homoloogiliste kromosoomide sõltumatu lahknemine
Nelja gameetide tüübi moodustumine dihübriidsel ristamisel geenide sõltumatul lahknemisel
-
Kui geenid asuvad erinevates kromosoomipaarides siis lahknevad teineteisest sõltumatult
-
Ühe kromosoompaari lahknemine ie sõltu teise kromosoomipaari lahknemisest
-
Diheterosügootsete Aa Bb lahkenmisel moodustub võrdse sagedusega nelja tüüpi
gameete AB Ab aB ab
11. Polüpeptiidahela süntees ribosoomides (translatsioon)
Translatsioon
on protsess, mille käigus sünteesitakse
aminohapetest polüpeptiidahel.
Translatsioon on peamine osa
valgusünteesist.
T
ranslatsiooni viib läbi
ribosoomi kompleks, mille hulka kuuluvad:
●
30S
alaühik (eukarüootidel 40S
) ja 50S alaühik (eukarüootidel
60S) või vastavalt
väike ja suur alaühik;
●
mRNA
, mis määrab ära
aminohapete järjestuse; ● initsiaator-
tRNA;
● vastavalt faasile initsiatsiooni- või elongatsioonifaktorid.
Translatsioon jaguneb kolmeks faasiks: initsiatsioon, elongatsioon ja terminatsioon. Initsiatsiooni
käigus moodustub funktsionaalne ribosoom, mis on võimeline translatsiooni läbi viima.
Elongatsioonil toimub aminohapete lisamine
peptiidahelasse. Terminatsioonil vabaneb
sünteesitud
valk ribosoomist.
12. Geenide struktuur pro- ja eukarüootides
Geeniekspressiooni kontrollsüstem – operoni mudel
Tüüpiline geeni struktuur:
-
Prokarüootse geeni kodeeriv DNA järjestus on pidev
-
Eukarüootse geeni kodeeriv järjestus on katkestatud mittekodeerivate järjestustega
-
Pro- ja eukarüodi geeni kodeeriv järjestus ja vastav polüpeptiid on väga varieeruva
suurusega
13. Inimese sugu ja sugukromosoomid
sugukromosoomid
e. gonosoomid (ingl. Sex chromosomes)- Soo määramises osalevad
kromosoomid, vastandatud autosoomidele.
X- ja Y- sugukromosoomid. XX- emane, XY- isane. Igas keharakus on 23 paari kromosoome,
kusjuures ühe paari moodustavad sugukromosoomid. Kromosoomide paari moodustavad
ühesuguse kuju ja suurusega kromosoomid (erandiks mehe sugukromosoomid). Inimese
sugurakud sisaldavad pärilikku infot keharakkudega võrreldes poole vähem. Meestel valmib
kahesuguseid sugukromosoome (pooltel spermidel on X-kromosoom, pooltel Y-kromosoom),
munarakud sisaldavad ainult X-kromosoome.
Soo määramine inimesel
ja testikulaarne feminisatsioon:
Isassugu on määratud siis, kui Y-kromosoomis on metsiktüüpi SRY-geen (määrab sugu
determineeriva faktori TDF-i sünteesi) ja X-kromosoomis metsiktüüpi testosterooniretseptori
geen Tfm. Testosterooniretseptori geeni mutatsioonil (tfm) moodustub feminiseerunud isane
(esineb testikulaarne feminisatsioon).
14. Suguliiteline pärandumine (erisused autosoomsest pärandumisest)
ristpärandumine
(ingl. Cris-cross inheritance)- Suguliitelise pärandumise juht, kus ema
tunnus kandub poegadele ja isa tunnus tütardele (tütred isa sarnased ja pojad ema sarnased)
-
Erinevused järgnevuses ja loetelus
-
Esimesest põlvkonnast võib toimuda lahknemine
-
F2 põlvkonnas tunnused seonduvad sooga
-
Lahknemissuhted on erinevad
-
X kromosoomides üks geen määrab värvipimedust
15. Rakutsükkel (apoptoos)
apoptoos
(ingl. Apoptosis)- Nähtus, kus eukarüootse organismi rakud hukkuvad
samades rakkudes toimivate geneetiliselt programmeeritud sündmuste tõttu, raku enesetapp.
Rakkude sünd, põlvnemine ja surm:
-
Rakkude sünd toimub sümmeetrilise või asümmentrilise jagunemise tulemusel
-
Rakkude põlvnemine toimub tüvirakkude kaudu
-
Totipotensetest tüvirakkudest moodustuvad diferentseerumisel kõik, pluripotentsetest
mitmed ja unipolentsetest vaid üht tüüpi diferentseerunud rakud
tüvirakk
(ingl. Stem cell)- Rakk, millel on laiaulatuslik proliferatsioonivõime ning mis
võib diferentseeruda spetsialiseerunud rakutüüpideks. Eristatakse totipotentseid, pluripotentseid,
multipotentseid, oligopotentseid ja unipotentseid tüvirakke.
16. Geenide domineerimine, ekspressiivsus ja penetrantsus
Geenide domineerimine -
olukord, kus heterosügootses genotüübis alleelipaari üks liige
avaldub ja teise toime on pärsitud
.
Geeni ekspressiivsus -
kui tugevalt geen väljendub – etteulatuv lõug
Geeni penetrantsus -
geen on olemas aga kõikidel ei avaldu
-
6 sõrme – arenguhäire
17. Mitoosi bioloogiline olemus
mitoos
(ingl. Mitosis)- Rakujagunemise viis. Interfaasis duplitseerunud kromosoomide
lahknemine ning raku tsütoplasma (koos de novo sünteesitud organellidega)
jagunemine kahe geneetiliselt identse tütarraku tekkel.
18. Meioosi bioloogiline olemus
meioos
(ingl. Meiosis)- Rakujagunemisviis, kus sugurakkude või eoste eellasrakkude
kromosoomide arv redutseerub kaks korda, lähtuvalt diploidsest (2n) või somaatilisest
kromosoomide arvust. Selle protsessi tulemusena moodustuvad loomadel gameedid ja
taimedel spoorid (n). Tähtis muutlikkuse allikas rekombinatsiooni tõttu.
19. Punktmutatsioonid (transitsioonid, transversioonid, lugemisraami muutvad
mutatsioonid)
punktmutatsioon
(ingl. Point mutations)- Muutus, mis toimub geeni kindlas punktis
(saidis). Üksik(ud) nukleotiidipaar(id) asendatakse, lisanduvad või langevad välja.
transitsioon
(ingl. Transition)- Mutatsioon, mis põhjustatakse DNA- või RNA-molekulis
puriini asendumisel teise puriiniga või pürimidiini asendumisel teise pürimidiiniga.
transversioon
(ingl. Transversion)- Mutatsioon, mis on põhjustatud DNA- või RNA-
molekulis puriini asendumisel pürimidiiniga või vice versa (pürimidiin puriiniga).
raaminihkemutatsioon
(ingl. Frameshift mutation)- Mutatsioon, mis muudab mRNA
lugemisraami nukleotiidide lisandumise või väljalangemise tõttu.
transposoonmutagenees
(ingl. Transposon mutagenesis)- Mutatsioonide tekitamine
transposooni sisenemisel geeni.
Punktmutatsioonilised haigused inimesel
Tsüstiline fibroos, müotooniline lihasdüstroofia, soolevähk, sirprakuline aneemia, β-
talasseemia, McArdle’i haigus, fragiilse X-i sündroom, Huntingtoni, Kennedy tõbi,
tserebellaarne ataksia, Friedrichi ataksia
20. Kromosoommutatsioonid inimesel
Kromosoomide mittelahknemine meioosis
Aneuploidsus inimestel
– tekib kromosoomide mittelahknemisest (klinefelteri sündroom XXY
ja turneri sündroom X0)
Kromosoomide mittelahknemine meioosis
-
Kromosoom-mutatsioonid - Downi sündroom,
Polüploidide teke
-
Kolm koos võib eksisteerida
-
Polüploidide rakkude arv on sama aga rakud on suuremad
-
Enamus teravilju on polüploidid
Somaatiliste mosaiikide moodustamine
-
Tingitud sellest (eriti sugukromosoomide geenides)
-
Erinevat värvi silmad; kilpkonna värvi kassid
21. Mutatsioonisagedus (mutageenid ja supermutageenid)
spontaanne mutatsioon
(ingl. Spontaneous mutation)- Mutatsioon, mis tekib ilma
teadaoleva välise põhjuseta. Vt. indutseeritud mutatsioon.
Spontaansed mutatsioonid
-
Prokarüoodid 10 -7 -10 -8
-
Eukarüoodid10 -5 -10 -6
indutseeritud mutatsioon
(ingl. Induced mutation)- Mutatsioonisageduse tõstmine
organismide eksponeerimisel füüsilistele või keemilistele mutageenidele (tekivad muutused
DNA-s või RNA-s). Indutseeritud mutatsioonid
Keemiline mutagenees
-
Mutageenid 10 -3 -10 -4
-
Supermutageenid 10 -1 -10 -2
-
Kiirgus mutagenees
Kiirgusdoos tõstab proportsionaalselt muatsioonisagedust
Mutatsioonisagedu
s –Teatud mutatsiooni tekkesagedus populatsioonis.
Mutatsioonisagedus
-
Ajaühikus geeni kohta
-
Isendi genoomi kohta (x geenide arv
Mutatsioonid, aeg ja koht
– somaatilised ja generatiivsed mutatsioonid, regulatoorgeenid
mutatsioonid, otse ja pöördumatasioonid reversioonid
22. Inbriiding, selle geneetiline mõju järglastele
Inbriiding = sugulasristamine
Järglaskonnas suureneb kiiresti homosügootide proportsioon ja väheneb heterosügootide osa.
Inbriidingukoefitsiendi (F) väärtused esimese astme sugulaste abieludes.
1. Poolõvede (poolõed ja poolvennad) abielust sündinud laste inbriidingukoefitsient on
1/8.
2. Õvede (õed ja vennad) abielust sündinud lapse inbriidingukoefitsient on ¼.
Inbriidinguefekt amisi
suguvõsas (USA) retsessiivse autosoomse tunnuse – albinismi –
avaldumisele 8 põlvkonna jooksul.
Kogu sugupuu lähtub kahest vanemast, kes emigreerusid Euroopast Ameerikasse.
23. Onkogeenid (viiruselised, rakulised)
onkogeen
(ingl. Oncogene)- Geen, mis soodustab ja kontrollib rakkude jagunemist, aga võib
põhjustada loomarakkude kasvu täieliku peatamise või ka vohamise (kasvajaliste rakkude kasvu
e. transformatsiooni) koekultuuris ja kasvajate teket in vivo.
-
Viirusonkgeenid
-
Rakulised pro-onkogeenid
-
Okogeenide supressorid - Geen, mis surub maha mutantse geeni avaldumise.
Supressormutatsioonide puhul toimub järglaskonnas lahknemine (osa omandab mutantse
fenotüübi, osa mitte). Mutatsioonid kasvajate supressorrakkudes soodustavad kasvajate
teket.
-
Pärilikud kasvajad
-
Kasvajate supressorvalgud
penetrantsus
(ingl. Penetrance)- Indiviidide protsent, kellel on konkreetne fenotüüp,
võrreldes nende isenditega, kellel see võiks genotüübi tõttu olla.
24. Eelsoodumus (Knudsoni kahe löögi hüpotees)
Knudsoni kahe löögi hüpotees.
● Päriliku (1) ja mittepäriliku (sporaadilise) (2) retinoblastoomi moodustumine.
● Pärilikul tüübil on vaja üks (ühes alleelis), mittepärilikul juhul aga kaks
mutatsiooni RB-geenis (mõlemas alleelis).
25. IQ (olemus) ja intelligentsusomadused
IQ = intelligentsuskvoot
Binet’-Simoni test mõõdab inimese IQd, testib inimese ruumilisi ja loogilisi võimeid.
100:
normaalne IQ, 70% populatsioonist, keskmine arv paljude inimeste jaoks,
116+:
kõrgem IQ, 17% populatsioonist, keskmine professionaalsete inimeste jaoks,
121+:
potentsiaalselt edukas, 10% populatsioonist, kolledži lõpetanud,
132+: piiripealne
geenius, 2% populatsioonist, paljude doktorantide IQ,
143+: geenius, 1% populatsioonist,
füüsika doktorantide IQ, 158+: geenius, 1:10 000 populatsioonis, Noobeli preemia saajad, 164+:
geenius, 1:30 000 populatsioonis, Mozart, Fischer…
IQ, seos keskkonnaga
Narkomaanide lastel IQ= 82-83 (USA). Geneetiline võimekus ei realiseeru. Seevastu
heal järjel vanemate lastel geneetiline võimekus realiseerub. Beebi aju on õppimismasin;
aktiivsuse järjekord:
- Aistinguline – nägemine, kuulmine, kompamine
- Keeleline – sümbolid, ideed, verbaalne võimekus
- Kõrgemad tajufunktsioonid – kriitiline mõtlemine, reflektoorne mõtlemine,
kaalutletud reaktsioon
Kriitiline iga kuni 2.a – lastekodud, adopteerimine
Heal järjel vanemate lapsed – geneetiline võimekus realiseerub
IQ taseme põhjused:
- Geenid – lugemis-, kirjutamis-, ja kõnevõime; dementsus
- Uudikmutatsionid – päritavuse puudumine
- Keskkond – teadmata geenide avaldumine
26. Kvalitatiivsed käitumistunnused
-
Intelligentsusomadused
-
Psüühikahäired ja sõltuvused – alkohol, suitsetamine, skisofreenia, bipolaarsus ja
agressiivsus
-
Käitumisgeenide valik – FOXP2 (kõnegeen), kunstlik valik (loomkatsed)
Psüühikahäired ja sõltuvused
-
Emotsionaalne intelligentsus ei pruugi korreleeruda akadeemilise võimekusega
-
Isikuomadustest kuni 50% määratud geneetilise varieeruvusega, ülejäänud keskkonna
toimest
-
Psühhiaatriline geneetika – DISC1 on geen mis põhjustab häireid
27. Kvantitatiivsed käitumistunnused
Langetõbi, epilepsia
-
Krooniline neuroloogiline haigus
-
Epilepsiavormis on määratud mitme geeni poolt mis asvad erinevates kromosoomides
-
Haigus mille korral normaalse närvisüsteemiga inimestel tekivad krambihood
-
Ei ole päritav kuigi on täheldatud mõnende vormide puhul pärilikkuse esinemist
Diabeet
-
I – autoimmuunhaigus, mille korral organism toodab antikehi insuliini produtseerivate
pankrease B-rakkude vastu. Haiguse väljaarenemine sõltub suuresti keskkonnateguritest
– suhkru tarbimisest. Haigestunud vajavad insuliiniterapiat
-
II – insuliinist sõltumatu diabeet. Ei ole autoimmunhaigus, tavaliselt polügeenne ning
keskkonna poolt tugevalt mõjutatud
HIV/AIDS
-
Retroviirus mis levib vere kaudu otsesel kontaktil. Koosneb kolmest retroviiruse
ühisgeenist: gag, pol, env
28. Dementsus, Alzheimeri tõbi Alzheimeri tõbi -
Neuronid häivivad aju kindlates piirkondades ning ajus tekivad nn
seniilsuslaigud. Eeldatakse et tõbe määrav geen asub 21. kromosoomis. Dominantse vormi puhul
pärandub otse vanemalt järglasele.
Dementsus -
nõdrameelsus (raukustõbi)
29. Õpiedukus ja geenid
Põlvkondadevaheline epigeneetiline pärilikkus
- Hirmugeenid
-Mäletamine
- Õppimisvõime -
geenide poolt on määratud intelligents ning sellega ka võimekus
omandada uusi teadmisi
- Molekulaarne emaarmastus
30. Diabeet, alkoholism, skisofreenia
Diabeet
diabeet,
tüüp I (ingl. Diabetes mellitus type I)- Tüüp I diabeedi korral toimub pankreases
insuliini tootvate β-rakkude autoimmuunne häving. See põhjustab veresuhkru taseme tõusu ka
uriinis. Ravitakse insuliini manustamisega. 2010.a. 285 milj. inimest haiged, neist ca 90%
diabeet tüüp 2
Diabeet tüüp 1
Insuliin-sõltuv diabeet (T1D)
Autoimmuunhaigus (pankrease beeta-rakud)
Monogeenne (valdavalt)
Diabeedi juhtudest ca 10%, valdavalt kohe lapseeas
Maailmas 35 milj. haiget, 100000 kohta Hiinas alla 1, Soomes 35
Sagedus tõuseb aastas kuni 3%(?)
Diabeet tüüp 2
Insuliin-sõltumatu diabeet (T2D)
Polügeenne
2011.a. teada enam kui 36 geeni
Need geenid määravad haigusest siiski vaid 10%
Alkoholism
alkoholism (ingl. Alcoholism)- alkoholisõltuvus, tugeva päritavusega haigus.
Skisofreenia skisofreenia (ingl. Schizophrenia)- vaimuhaigus, mis väljendub tajumise, mõtlemise, tundeelu ja
tahteelu muutumises. Avaldumisel suur osa keskkonna mõjuritel. Kõige rohkem skisofreenikuid
Indoneesia saarestikus. Päritav haigus.
KT 2
1. Kuidas töötab sügootne kell?
Sügootne kell -
sügoodi arenguprogramm lülitatakse lisaks emaefektile sisse sügoodi varaste
geenide aktiveerimisega
See perioodm, mis jääb viljastumise ja munaraku jagunemise tekkimise vahele
Õnnehormoonid ja armastus – dopamiini, seratoniin
2. Emaefekti geenid, kuidas need toimivad?
Emaefekt
- isengi tunnus, mis on määratud ema poolt. Seisneb emasorganismi geenide
transkriptsiooni tulemusel munarakku viidud ja sügoodi esimestel jagunemistel avalduvate
regulaatorainete toimes
Emaefekti geen
– geen, mis määrab isendi fenotüübi ema genotüübi kaudu. Avaldub ainult
emasliini kadu
1) Avaldumine emasliini kaudu
2) Sümmeetriatelgede moodustumine
- Selgimine-kõhtimine telg
- Keha esiosa-tagaosa telg
3) Sügootsed arengugeenid
- Segmentatsioonigeenid
- Omeootilised geenid
- Rakutüüpide spetsialiseerumine
3. Mis on epigeneetika?
Genoom
– kromosoomne DNA (kromosoom – tuumas, episoom – tuumaväline)
Epigenoom
– kromosoomiväline DNA
Geneetika
– geenid tuumas ja tuumaväliselt
Epigeneetika
– geenide avaldumine, arengugeneetika, õpetus sellistest
pärandumismehhanismidest mis ei ole seotud muutustega genoomis (lihtsamalt geenide
avaldumine)
Kogu seda protsessi ei saa vaadelda lahus geenidest
Epigeneetika n organismi arengu käigus toimuva geeniaktiivsuse ajaliste ja ruumiliste
kontrollmehhanismide kompleksne uurimine.
o Rakusainete tasemel (emapärilikkus, sügootne kell)
o DNA modifikatsioonid
o Valkude modifikatsioonid
o Geenide, kromosoomide kadu diferentseerumisel
Epigeneetiline regulatsioon
Mehhanismid mille käigus on DNA, RNA või valgud keemiliselt või struktuurselt nii muudetud
et säilub nende primaarne järjestus kuid on muutunud funktsioon
Olulise tähtsusega on modifikatsioonid rakulise elutegevuse regulatsioonis, geeniekspressioonis,
DNA replikatsioonis ja rekombinatsiooniprotsesside toimumises
Epigeneetilise regulatsiooni all mõeldakse – DNA metülatsiooni/ hüdroksümelatsiooni/
atsetüleerimist jne
4. Günandromorfid ja geneetilised mosaiigid, nende erisused
Günandromorf
- organism kus pool kehast omab isassugutunnuseid ja teine pool
emassugutunuseid (Gyne – emane, andro – isane)
Geneetilised mosaiigid -
sama organismi erineate kudede rakkudes esinev epigeneetiline
mosaiiksus. Tavaliselt funktsioneerib pooltes rakkudes üks X kromosoom pooltes teine.
Sellepärast et inaktivatsiooniprotsess on juhuslik. (värvilaigud, erinevad silmad jne)
5. Transgeneesi meetod (olemus)
Transgenees
– geenitehnoloogiline protseduur transgeensete organismide saamiseks; viiakse
organismi võõras geen et muuta organismi fenotüüpi
Kimäär
– indiviid, kelle rakud pärinevad kahest või enamast sama või eri liigi embrüost
Hübriidid
– (ei ole kimäärid) - Nt muul, sebroid, zorse, beefalo, liger ja tigon
6. Milles seisneb geenidoosi kompensatsiooni efekt?
Geenidoosi kompensatsioon
– emasimetajatel on 2 X-kromosoomist üks juhuslikult valitud
inaktiveeritud olekus. See tagab X liiteliste geenide avaldumise emastel ja isastel
Geeni (alleeli) efektiivsete koopiate arv indiviidi genotüübis.
Inimese Y-kromosoomi SRY geen määrab valgu mis reguleerib sugulist diferentseerumist. Ühe
meesgeeni kohta 15 naissoo geeni.
7. Positiivne geneetiline regulatsioon (kuidas toimib?)
1. Promootori tasemel (ees)
a. Süsteemi algolek suletud
b. Regulaatorgeen aktivaatori
2. Pidrudatud süsteemid
a. Suletud süsteemis – regulaatorgeeni produkt on aktiivne regulaator, seondub
regulaatorvalgu seondumise saidiga promootori ees, aktiveerib struktuurgeenid
b. Aktiivne aktivaator + korepressor (efektormolekul) = represseerib struktuurgeenid
3. Indutseeritud süsteemid
a. Sünteesitakse inaktivaatne aktivaator, ei seondu regulaatorvalgu seondumise
saidiga promootori ees, ei aktiveeri struktuurgeene
b. Inaktiivne aktivaator + induktor (efektormolekul) =aktiveerib struktuurgeenid
8. Negatiivne geneetiline regulatsioon (kuidas toimib?)
1. Operaatori tasemel (promootori järel)
a. süsteemi algolek – avatud
b. Regulaatorgeeni produkt on repressor
c. Nii indutseeritava kui represseeritavad süsteemid
2. Pidurdatud süsteemid
a. Avatus süsteemis = regulaatorgeeni produkt on inaktiivne repressor, ei seondu
regulaatorvalgu seondumise saidiga promootori ees, ei pidurda struktuurgeenid
b. Inaktiivne repressor + korepressor = aktiivne repressor mis pidurdab
struktuurgeenid
3. Indutseeritud süsteemid
a. Sünteesitakse aktiivne repressor, mis seondub regulaatorvalgu seondumise saidiga
promootori ees ja pidurdab struktuurgeene
b. Aktiivne aktivaator + induktor (efektormolekul) = inaktiveerib repressori, mis ei
pidurda struktuurgeene
9. Immuunsüsteemid inimesel (erinevad tüübid)
immuunsüsteem
(ingl. Immune system)- Organismide bioloogiliste struktuuride ja protsesside
süsteem, mis kaitseb organismi haiguste eest, tappes patogeene ja kasvajarakke.
Kaasasündinud immuunsus
-
Keemiline kaitse – põletik, komplemendisüsteem
-
Rakuline kaitse – patogeeni spetsiifilisus
Omandatud immuunsus
-
Rakuvahendatud immuunvastus
-
Humoraalne ehk antikehavahendatud immuunvastus
-
Immunoloogiline mälu
10. Geenisplaissing (olemus ja toime)
Splaissing ehk kokkupõime
– protsess, mille käigus RNAst eliminiteeritakse eksonite vahele
jäävad nitronite järjestused ja eksonite järjestused seotakse kovalentselt
Alternatiivne splaissing
– samalt geenilt kodeeritud pre-mRNA eriviisiline splaissing, mille
tulemusel saadakse ühe geeni alusel valgu paljusid isovorme
Antikehade geneetiline determinatsioon
Antikeha geenide assambleerimine
-
Kerge ahelda lambdageenide assambleerimine kahest geenisegmendist
-
Kerge ahela kapageenide assambleerimine kolmest geenisegmendist
-
Raske ahela geenide assambleerimine neljast geenisegmendist
-
Varieeruvad ühendamissaidid
11. Geenidevahelise toime tüübid (nimetage vähemalt kolm)
Alleelidevahelised vastastikused toimed
-
Dominantsus, retsessiivsus
– alleel on täielikult dominantne siis kui ta annab täpselt
samasuguse fenotüüpse homo- ja heterosügootses olekus. Osaliselt dominantne on
heterosügootide fenotüüp aga siis kui ta on homosügootidest erinev
-
Intermediaarsus e vahepealsus
– heterosügoodil avaldub fenotüübiliselt
homosügootsete vanemate vahepealne tunnus
-
Kodomineerimine
– mõlemad alleelid osalevad tunnuse väljakujunemisel teineteisest
sõltumatult, andes heterosüootses olekus iseseisva tunnuse
Geenidevahelised vastastikused toimed
-
Komplementaarsus
– teises põlvkonnas saadakse lahknemissuhe, järjest erinevamaks
läheb
-
Epistaas
– õied muudavad värvi kui mõlematel geenidel esinevad dominantsed alleelid
-
Duplikaatsus
– seemne kuju määravad 2 duplikaatset geeni mis mõlemad määravad
samasuguse vaheprodukti tekke
-
Pleiotroopsus
12. Immunoglobuliinid, ehitus ja antikehade varieeruvus
Antikehad (tetrameerne valk)
-
Antikeha kerged ahelad – kapa ahelad, lambda ahelad
-
Antikeha rasked ahelad
Immuunoglobuliini ahelad (nii kerged kui rasked)
-
N-terminaalsed otsad hüpervarieeruvad
-
C-terminaalsed otsad konstantsed
13. Käitumuslik epigeneetika
Geeni aktiivsuse päranduvad (mitte alati) muutused, millega ei kaasne DNA järjestuse
muutuseid.
DNA vaigistamise (ingl silincer) mehhanismid:
-
DNA metülatsioon
Adopteerimine
– adopteeritud lastel IQ sageli 20 ühikut kõrgem kui emal. Adopteerimine on
protsess mille käigus võtab isik endale vanemlikud õigused ja kohustused teise isiku üle.
14. Käitumispatoloogia
Patoloogia
:
-
Stress
-
Õppimine ja mälu
-
Toitumishäired
-
Skisofreenia
-
Bipolaarsed muutused
-
Psühhopaatia
-
Depressioon
-
Enesetapud
-
Histoonide atsetülatsioon
15. Unetsükkel
-
REM staadium – magamine (atsetüülkoliin). Unenäod
-
Lühiajalised ärkvelolekuajad
-
Une sügavus
-
Une pikkust mõjutavad geenid (nt. geen ABCC9)
- Vastsündinud 12-18h
- Imikud 14-15h
- Väikelapsed 12-14
- Koolieelikud 11-13
- Koolilapsed 10-11
- Noorkuid 8,5-9,5
- Täiskasvanud 7-9
16. Biorütmid
Biorütmide geenid
-
Tsirkulaarrütmid seentel ja bakteritel
-
Äädikakärbse perioodilisuse geenid
-
Biorütmid taimedel
-
Biorütmid loomadel
-
Ajavahe mälu inimestel
Biorütmid inimesel
23. päevaline füüsiline tsükkel
28. päevaline emotsionaalne tsükkel (nn. naistetsükkel, mensturatsioonitsükkel)
33. päevaline intellektuaalne tsükkel
Kokkulangevuse sagedus:
-
23 ja 28 = kordus 644 päeva järel
-
23, 28. ja 33 = kordus 58 aasta järel
-
Head ja halvad päevad
-
Astroloogia ja kalkulaatorid
Inimese tsirkaadianrütm (24h)
- 00.00 kesköö
- 02.00 sügavaim uni
- 4.30 madalaim kehatemperatuur
- 6.45 kiire vererõhu tõus
- 7.30 lõpeb melatoniini sekretsioon
- 8.30 seedetrakt hakkab tööle
- 9.00 kõrgeim testosteroon
- 10 kõrgeim aktiivsus
- 14.30 parim koordinatsioon
- 15.30 kõrgeim reaktsioon
- 17 – suurim jõud
- 18.30 kõrgeim vererõhk
- 19 kõrgeim veretemperatuur
- 21 melatoniini sekretsioon algab
- 22.30 seedetrakt lõpetab töö
- Siesta, öökullid, kanad
17. Foto- ja kemotaksis
Fototaksis
Positiivne fototaksis
(valguse suunas, inimeste vajadus päikese ja D vitamiini järele, või
põgenemine pimeda aja eest)
Negatiivne fototaksis
(valgusest eemale, kaitse päikesevalguse eest, et nahka mitte põletada, või
tahtmine magada)
Kemotaksis
(ingl. Chemotaxis)- Organismide (rakkude) juurdetõmme (positiivne kemotaksis)
või eemaletõuge (negatiivne kemotaksis) difundeeruva aine toimel. Nähtus, mis tingib
somaatiliste rakkude, bakterite jt. liikumise neid ümbritsevas keskkonnas lähtuvalt mõjuaine
kontsentratsioonigradiendist (nt. makrofaagide või lümfotsüütide migratsioon organismis,
spermide liikumine munajuhas jne.).
Mutantidel kaob eelistus liikuda valguse suunas.
18. Mis on genoomika?
Genoomika -
tervikgenoomide struktuuri ja funktsiooni uurimine ning liikide võrdlemine
Genoomika tüübid:
1. Funktsionaalne genoomika
a. Alt-üles lähenemine. Lähtub rakus olevatest molekulidest Selgitab kuidas geenid
töötavad. Seosed (ahelad) geenide aju ja käitumise vahel.
2. Käitumisgenoomika
a. Ülalt-alla lähenemine. Geenidelt käitumisele. Selgitab kuidas kogu organism
käitub.
3. Võrdlev genoomika
4. Arvutigenoomika - arvutites konstrueeritakse midagi geenisarnast
5. Metagenoomika
a. Struktuurne genoomika - geeni molekulaarstruktuuri uurimine
b. Personnaalne genoomika - isikute genoomi määramine
6. Geneetiline genoomika (seos genoomi ja transkriptoomivahel)
a. Uurib geene, mis mõjutavad geenide avaldumist. QTL-de avaldumine
7. Võrdlev genoomika - evolutsiooniliste võrdluste tegemine nt populatsioonide võrdlemine
19. Geenide kloonimine
Geenide kloonimine
- Kloonimisvektorid
- Genoteegid ja kloniteegid
1.
Restriktaasid
- Endonukleaas, mis tunneb ära lühikesi spetsiifilisi DNA- järjestusi ja
lõikab DNA-molekuli selles restriktsioonisaidis või selle lähedalt katki.
-
Kleepuvad ja tömbid otsad
-
Restriktsiooni-modifikatsioonisüsteem
2. Rekombinantne DNA
-
Kloonimisvektorid
-
Multikloonimissait
-
Fagemiidid (ekspressioonivektorid)
-
Kosmiidid
-
Süstikvektorid
-
Kunstlikud kromosoomid
kloonselektsioon
e. klonaalne selektsioon (ingl. Clonal selection)- Organismi immuunsüsteemi
reageering antigeenile. B- ja T-lümfotsüütide selektsioon nende diferentseerumisel – oma
antigeene ründavad rakud hävitatakse.
negatiivne selektsioon
(ingl. Negative selection)- Selektsioon tunnuse kaotamise suunas.
positiivne selektsioon
(ingl. Positive selection)- Selektsioon, mis viib uue tunnuse tekkeni; uue
mutatsiooni kinnistumisele populatsioonis.
20. Organismide kloonimine
-
Tõuomaduste parandamiseks
-
Somaatilise raku geneetiline materjal viiakse munarakku millest on eelnevalt eemldatud
munaraksu olev geneetiline materjal, seejärel jagunema stimuleeritud munarakust
arenevad välja isendid kes on geneetiliselt identsed doonoriga
-
Esimene loom keda klooniti oli leopardkonn – embrüonaalse raku tuum viidi tuumata
munarakku
-
Arenes kuni kullese staadiumini
-
1958 kloonimine embrüonaalse raku tuumaga
-
2007 IPSd ka inimese fibroblastidest
21. Geeniteraapia tüübid ja meetodid
Defektse geeni normaalseks muutmine viies organismi metsiktüüpi alleeli, mis taastab geeni
esialgsse funktsiooni
a. somaatiliste rakkude ehk mittepärilk geeniteraapia = reproduktiivne
b. sugurakkude ehk pärilik geeniteraapia = terapeudiline
-
Reproduktiivsel kloonimisel saadakse transgeenne kloonitud isend; terapeudilisel
kloonimisel saadakse tüvirakkudest patsiendispetsiifilisi rakke ja kudesid
-
Immuunpuudulikkuse geeniteraapia, ajukasvajate geeniteraapia, inimese kasvuhoromooni
geeniekspressioonivektor
22. Biotehnoloogia, GMOd Biotehnoloogia
-
Rakendusliku bioloogia valdkond mis kasutab elusorganisme ja nende saadusi inimese
tervise ja elukeskkonna parandamisel. Biotehnoloogia on tänapäevane viis lahendada
keerukaid probleeme odavalt ja keskkonnasäästlikult
-
Valdkonnad hõlmavad meditsiini, biometrjalide ja kütuste tootmist,
keskkonnatehnoloogiat, agrikultuuri ja merendust
-
Asendamatud aminohapped on aminohapped mida inimese organism ise üldse ei tooda
või toodab vähesel määral
-
Punane, roheline, sinine ja valge biotehnoloogia
GMO organismid
-
Geneetiliselt muundatud organism kus organismi või rakku on viidud võõras geen.
-
Transgeensed kanad – põllumajandus ja tervishoid
-
Maguskartul – suur saak
-
Kuldne riis – A-vitamiin
-
Tänavavalgustuse puud või veidrused
23. Pöördgeneetika
Geneetilise uurimise viis mille puhul kasutatakse geeni nukleotiidseid järjestusi selleks, et saada
geenis kindlaid mutatsioone või kõrvaldada geeni ekspressiooni; geeni produkti ja selle
fenotüübilise efekti ennustamine.
24. RNA viirused, nende poolt põhjustatud haigused
Retroviirused
-
Viirus mille geneetiline info säilitatkse RNAs ja mis replitseerub kasutades
pöördtranskriptsiooni, et sünteesida RNA genoomilt DNA koopia
-
HIV - AIDS-i põhjustav inimese retroviirus
-
AIDS - omandatud immuunpuudulikkuse sündroom. Inimese raske haigus, põhjuseks
immuunsüsteemi TH-rakkude hävitamine inimese immuunpuudulikkuse viiruse (HIV)
poolt.
HIV elutsükkel
-
Viirusvalk gp120 ja raku CD4 retseptorvalk interakteeruvad ja viirus saab tungida rakku
-
Pöördtranskriptsioonil sünteesitakse viiruse dsDNA mis integreerub raku DNAga
-
Viiruse dsdNAlt sünteesitakse viiruse dsDNA mis integreerub raku DNAga
-
Viiruse dsDNAlt sünteesitakse viiruse ssRNA mis liigub peremeesraku tsütoplasmasse
kus teda transleeritakse ja kasutatakse uute viirusoskaeste assambleerimisel
-
Viirusosakesed väljutatakse rakust ja kaetakse rakumembraaniga
25. Populatsiooni geneetiline tasakaal (Hardy-Weibergi seadus)
Alleelisagedused tasakaalulises populatsioonis
Hardy-Weinbergi seadus
– matemaatiline seaduspärasus mis võimaldab määrata populatsioonis
juhuslike ristamiste korral genotüüpide sagedusi lähtuvalt olemasolevatest alleelisagedustest
Geneetiline konsultatsioon
Mittetasakaaluline populatsioon
-
Geograafiline isolatsioon
-
Migratsioon ja ühendpopulatsioon
26. Aretusmeetodid, tüübid
1. Sisearetus – sugulasabielud (amishid, euroopa siniverelised, tekib hemofiilia)
2. Välisaretus – heteroos, isesobimatus
3. Ühiseellased – inbriidingukoefitsent, suguluskoefitsent (geenide osa mis on 2 järglasel
ühine ja mis saadud virtuaalselt ühiseellaselt
27. Fülogeneesipuud. Evolutsiooni molekulaarne kell
Fülogeneesipuu
- Organismide evolutsioonilise suguluse kujutamise viis.
-
Juurtega ja juurteta puud
-
Hominoidide evolutsioon
Evolutsiooni molekulaarne kell -
DNA evolutsioon; valkude evolutsioon
-
Mida kaugemad on liigid seda rohkem muutusi on DNA-s
28. Liigitekke tüübid
Mehhansimid
-
Allopatrilinhe liigiteke
-
Sümpatrilinhe liigiteke
Inimese evolutsioon
-
Mitokondriaalne Eeva
-
Y-kromosoomne Aadam
-
Rasside ja rahvaste evolutsioon
29. Looduslik valik ja olelusvõitlus
Looduslik valik
- ndiviidide ebavõrdne ellujäämine ja järglaste andmine looduskeskkonnas, mis
eelistab isendeid kes on olemasolevate keskkonnatingimustega paremini kohastunud.Loodusliku
valiku toimel elimineeritakse vähemkohased isendid.
Valiku tüübid: suunav, lõhestav, stabiliseeriv
Olelusvõitlus
(ingl. Struggle for existence)- Populatsiooni isendite vaheline võitlus ellujäämise
ja järglaste andmise nimel.
30. Selektsioonikoefitsient. Geenitriiv tasakaalulises populatsioonis
Suhteline kohastumuslikkus
- eri ökosüsteemides on erinevate tunnustega isendite
kohastumuslikkus erisugune nt põllul on isendid heledama karvaga kui metsas
selektsioonikoefitsient,
s (ingl. Selection coefficient, s)- Arv, mis mõõdab genotüübi
kohasust, võrreldes populatsiooni edukama genotüübiga.
juhuslik geenitriiv
(ingl. Random genetic drift)- Alleelisageduste muutus väikese
ristuva -populatsiooni põlvkondades juhuslike kõrvalekallete tõttu.
Populatsiooni tasakaaluseisund
Tasakaalustav valik
-
Sirprakuline aneemia
-
Mutatsiooni-selektsiooni tasakaal
-
Mutatsiooni-geenitriivi tasakaal
Mutageneesi ja selektsiooni vaheline tasakaal populatsioonis
Geneetiline tasakaal saavutatakse kui selektsiooni intensiivsus elimineerib kahjulike
retsessiivsete mutatsioonide populatsiooni introduktsiooni sageduse.
Kõik kommentaarid