genetika združena vprašanjadocx_230821_113826 (1).pdf

Vprašanja za ponavljanje snovi pri predmetu Genetika in nutrigenomika 1. Katere ugotovitve (zaključke) lahko povzamemo iz dejstva, da imajo vsi organizmi na svetu zelo podobne genetske sisteme? Iz tega lahko sklepamo, da imamo vsi organizmi na svetu skupnega prednika, saj je 99,9% dednega zapisa...

Vprašanja za ponavljanje snovi pri predmetu Genetika in nutrigenomika 1. Katere ugotovitve (zaključke) lahko povzamemo iz dejstva, da imajo vsi organizmi na svetu zelo podobne genetske sisteme? Iz tega lahko sklepamo, da imamo vsi organizmi na svetu skupnega prednika, saj je 99,9% dednega zapisa pri vseh ljudeh enak, ločimo se le v 0,1%. Osnovne lastnosti prednikov so bile ohranjene skozi evolucijo. 2. Kaj preučujejo molekularna, klasična in populacijska genetika? Molekularna genetika preučuje kemično strukturo gena, strukturo, organizacijo in funkcijo. Kako je genetska informacija zapisana kako se podvaja in izraža. Klasična genetika osnovni princip dedovanja. Preučuje kako posamezen osebek podeduje genetske lastnosti in kako prenese gene na naslednjo generacijo. Odnos med kromosomi in dednostjo, razporeditev genov na kromosomih, genske karte Populacijska genetika pa je veda o genetski zgradbi skupin posameznikov iste vrste oz. populacije. Preučuje skupine genov, ki se nahajajo v določeni populaciji. Osnova za študij evolucije. 3. Zakaj uporabljamo modelne organizme v genetskih raziskavah? Modelne organizme uporabljamo v genetskih raziskavah, ker vse celice izvirajo iz skupnega prednika, njihove osnovne lastnosti ohranjene skozi evolucijo, tako lahko znanje pridobljeno na eni vrsti celic prispeva k razumevanju drugih. Nekateri modelni organizmi so bolj primerni od drugih (hitro razmnoževanje, adaptacija življenja v laboratoriju, nizka cena vzdrževanja, ipd.). 4. Mitoza Mitoza poteka v M fazi celičnega cikla. Gre za delitev celičnega jedra. Delimo je na profazo, prometafazo, metafazo, anafazo in telofazo. Nato sledi še citokineza. 5. Celični ciklus in njegova regulacija Gre za cikel podvojevanja DNA (rast celice) ter delitve celice. Celični cikel je sestavljen iz 4 faz (G1, S, G2 - interfaza in M faza). V interfazi celica raste in se pripravlja na podvojevanje DNA in nato se pripravi še na delitev celičnega jedra (mitozo) in citokinezo v M fazi. V celičnem ciklu lahko pride tudi do faze mirovanja (celica miruje) G0. Celice regulirajo rast in delitev preko različnih proteinskih sistemov regulacije – kontrolni sistem celičnega cikla. Ta sistem ureja pomembne dogodke v celičnem ciklu (podvajanje DNA, segregacija kromosomov in delitev celice oz podvajanje DNA, mitozo in citokinezo). Kontrolni sistem ob ugotovitvi napake lahko ustavi celični cikel na različnih točkah (G1, S, G2 in M kontrolne točke). 6. Razlika med interfaznimi kromosomi in kromosomi v M fazi celičnega ciklusa. Interfazni kromosomi imajo točno določeno mesto v celičnem jedru. Interfazni kromosomi imajo kondenzirane in nekondenzirane dele, metafazni so kondenzirani (kondenzin). Interfazni kromosomi so manj zapakirani od metafaznih, so bolj razviti. V interfazi so kromosomi razpršeni po jedru, v metafazi pa so poravnani po sredini delitvenega vretena. 7. Kakšna je količina DNA v celici v posameznih fazah celičnega ciklusa? V G1 fazi 4 molekule DNA v celici, v S fazi se podvoji torej 8 molekul DNA v celici, v G2 fazi ostaja 8 molekul DNA in v M fazi 8 vse do citokineze, ko imamo spet 4 molekule DNA na celico. 8. Primerjava med mitozo in mejozo II. V mitozi imamo v anafazi 8 kromosomov na celico pri mejozi II pa 4 kromosome na celico saj se kormosomi razpolovijo že pri mejozi I. Prav tako so podvojeni kromosomi v mitozi identični, pri mejozi II pa so si kromosomi že pred delitvijo različni (ker pride do homologne rekombinacije že v mejozi I). 9. Razlike med mitozo in mejozo. Mitoza je enkratna celična delitev jedra pri telesnih kromosomih in dobimo 2 diploidni celici – identične (hčerinski celici), pri mejozi, gre za delitev celičnega jedra spolnih kromosomov pa dobimo 4 haploidne – neidentične (hčerinske) celice. Mejozo delimo na mejozo I in mejozo II. Pri mejozi imamo tudi homologno rekombinacijo v mejozi I, pri mitozi pa hr ni. 10. Kaj je genetska variabilnost in kaj jo omogoča? Genetska variabilnost je tisti del zapisa v DNA, ki povzroči, da se razlikujemo od drugih. Ponavadi gre za drugačen kodon (npr.SNPs polimorfizem). Genetska raznolikost omogoča prilagajanje živim bitjem na življenjsko okolje in omogoča preživetje v spreminjajočem se okolju, prilagajanje vrst skozi generacije. Genetsko variabilnost omogoča homologna rekombinacija (prekrivanje homolognih (očetove in materinske) kromosomov – cross over), transpozoni. – naključna razporeditev kromosomov v mejozi I. 11. Mendlova zakona. 1. zakon segregacije (ločene razporeditve). Vsak osebek vsebuje dva alela za določeno lastnost, ki se ob pravilni mejozi vsak prenese v eno gameto. Segregacija zgodi zaradi ločitve homolognih kromosomov med mejozo v anafazi I. 2. Zakon neodvisnega razvrščanja – predstavniki različnih genskih parov segregirajo (se razporedijo) k potomcem neodvisno drug od drugega oz. aleli na različnih lokusih se razporedijo neodvisno drug od drugega. Ta zakon ne drži popolnoma, saj se fizično bližnji geni dedujejo skupaj. Dihibridno križanje in koncept neodvisnega razvrščanja alelov. 12. Opredeli pojme: fenotip, genotip, dominantno in recesivno izražanje lastnosti, homozigot, heterozigot. Fenotip – vidne lastnosti posameznika npr. rjava barva oči Genotip – genetska informacija posameznika Dominantno izražanje lastnosti – izražanje fenotipa v heterozigotnem in homozigotnem stanju AA pri dominantnem dedovanju-dominantna lastnost se izrazi vedno Recesivno izražanje lastnosti pa se izraža le v homozigotnem stanju pri recesivnem dedovanju (rr). Homozigot –oba alela sta enaka aa/AA, heterozigot – alela se razlikujeta aA/Aa –v fenotipu se izrazi dominanten alel. Heterozigot- je fenotipska mešanica med obema homozigotnima staršema. 13. Prikaži (nariši) in razloži fenotipsko in genotipsko razmerje pri enostavnem monohibridnem križanju za en lokus. Fenotipsko razmerje pri monohibridnem križanju za en lokus je 3:1 pri obeh heterozigotih (v korist dominanci) in 1:1 pri heterozigotu in homozigotu (aa), pri homozigotu AA in heterozigotu bodo vsi izražali dominantno. Za genotipsko razmerje pa 1:2:1 pri heterozigotih in 1:1 pri heterozigotu in homozigotu. (Nariši kvadratek). !! 14. Kaj določa spol pri ljudeh? Spol pri ljudeh določata spolna kromosoma X in Y/X oz. Y kromosom nosi gen SRY, ki določa moški spol. Torej kadar imamo dva para X spolna kromosoma imamo ženski spol kadar imamo en par X in en par Y kromosoma pa moški spol. 15. Kaj se zgodi s spolnimi kromosomi med homologno rekombinacijo pri mejozi? Pride do prekrivanja – cross over – očetove in materine kromatide (nesestrskih kromatid) v profazi I (mejoza I). Dobimo na koncu mejoze 4 haploidne različne gamete/celice. 16. Spolno vezano dedovanje bolezni. Opiši na primeru hemofilije. Na spol vezano dedovanje bolezni pomeni, da se bolezen deduje po spolnih kromosomih. Hemofilija – motnja, je recesivna lastnost, povzroča jo alel, ki leži na X kromosomu. To pomeni, da moški ne more biti prenašalec in če je mati prenašalka bo 25% možnosti, da otrok zboli oz. 50%, da sin zboli in 50%, da je hči prenašalka. Hči lahko zboli za hemofilijo le, če je mati prenašalka in oče bolan. 17. Kaj so kodominantni aleli? Kodominantni (soizrazni) aleli, so genski aleli, ki se izražajo enakovredno. Proteini so funkcijsko enako. Noben tip ni prevladujoč, oba enakovredna ( ne mešana). Fenotip heterozigota vsebuje fenotipe obeh homozigotov. 18. Definiraj oz. opiši nepopolno dominanco. Nepopolna dominanca – fenotip heterozigota je vmesni (spada v razpon) med fenotipoma obeh homozigotov, je fenotipska mešanica. 19. Značilnosti citoplazmatskega dedovanja. Citoplazemsko dedovanje – prisotno je pri moških in ženskah. Po navadi se podeduje od enega starša, običajno preko matere. Se nanaša na nekromosomsko genetsko informacijo, ki se ne deduje v skladu z mendelizmom in ki vključuje replikacijo in prenos nekaterih organel kot so mitohondriji in kloroplasti. Veliko različnih rezultatov – ogromno fenotipskih variacij. Pri citoplazemskem dedovanju dobimo pri celični delitvi celice z različnim številom mutiranih in »wild type« mitohondrijev. – ker ne obstaja mehanizem, ki bi enakomerne razporedil gene med hčerinske celice. 20. Kaj je epistaza? Epistaza – fenomen kadar produkt enega gena zamaskira/zakrije učinek drugega gena, ki leži na drugem lokusu. Podobno kot dominanca, s tem, da se pri dominanci zakrije učinek drugega gena na istem lokusu. 21. Kaj je genomski imprinting? Genomski imprinting - kompleksno dogajanje genskega uravnavanja oz. je epigenetski proces, v katerem se izrazi le ena od starševskih kopij gena in je neodvisno od mendelskega dedovanja. Razlog za genomski imprinting je verjetno metilacija DNA. 22. Katere vrste raziskav uporabljamo pri raziskovanju humane genetike? Pri raziskovanju humane genetike poznamo tri vrste raziskovanj dednosti: družinska debla, študije na dvojčkih, študija na posvojenih otrocih 23. Nariši in opiši avtosomno dominanstno dedovanje. Avtosomno dominantno dedovanje – pojavi se enako pogosto pri moških in ženskah. Oboleli potomci imajo vsaj enega starša »prizadetega«, zdravi potomci ne morejo prenašati bolezni. Pri dominantnem dedovanju se prizadeti gen vedno izrazi. Gre za dedovanje po nespolnih kromosomih in je za izražanje bolezni dovolj že ena prizadeta kopija gena. 50%, da bo otrok bolan in 50%, da bo otrok zdrav (pri heterozigotih). Bolezen ne preskakuje generacij. Bolezni: Huntingtonova bolezen, Hiperholesterolemija, 24. Nariši in opiši avtosomno recesivno dedovanje. Avtosomno recesivno dedovanje - dedovanje pri katerem se bolezen izrazi le v homozigotnem stanju, torej morata biti v paru okvarjena obe kopiji alela (eno očetovo eno materino). Bolezen po navadi preskakuje generacije in se največkrat pojavlja pri bližnjih sorodnikih, ki imajo skupne potomce. Bolezni: Cistična fibroza 25. Nariši in opiši značilnosti na X-vezanega recesivnega dedovanja. N X-vezano recesivno dedovanje: pri tem dedovanju pomeni, da se lastnost deduje recesivno po spolnem kromosomu X. Za izražanje je dovolj samo ena okvarjena kopija gena pri moških, pri ženskah pa morata biti okvarjeni obe kopiji. Pri ženski prenašalki je deček ali bolan ali zdrav. Pri bolnem očetu in mati prenašalki je 50%, da bo hči bolna in 50% da bo prenašalka ter 50%, da bo deček bolan in 50%, da bo zdrav. 26. Nariši in opiši značilnosti na X-vezanega dominantnega delovanja. Na X- vezano dominantno dedovanje: lastnost se deduje dominantno po spolnem kromosomu X. Pri dominantnem X dedovanju oboleli moški prenesejo bolezen na vse svoje hčerke in na nobenega od svojih sinov. Kadar je pa ženska prizadeta je 50%, da bo imela prizadetega sina in 50% možnost, da bo imela prizadeto hči. 50%, da bo otrok zdrav. 27. Nariši in opiši na Y-vezanega dedovanja. Na Y- vezano dedovanje: pri dedovanju, ki se deduje po Y spolnem kromosomu so prizadeti lahko samo moški, saj ženske nimajo Y kromosoma, ker ta nosi gen za določitev moškega spola. Vsi moški potomci prizadetega očeta so prav tako prizadeti, imajo bolezen. 28. Zgradba DNA.¸ DNA veriga je sestavljena iz nukleotidov. Sestavljena je iz dveh komplementarnih verig, ki sta antiparalelni. Struktura DNA zagotavlja mehanizem za dednost-semikonzervativno podvajanje. Strukturi DNA pravimo dvojna vijačnica (dvojni helix), nukleotide med seboj povezujejo vodikove vezi. DNA je v kromosomih zelo kondenzirana (prehajanje iz plinastega v tekoče). Nukleosomi so osnovne enote kromatina. Kromosomi imajo več nivojev DNA pakiranja. 29. Histoni. Histoni so odgovorni za ovijanje DNA in tvorbo nukleosomov. So majhni bazični proteini. Imajo visoko vsebnost arginina in lizina, evolucijsko so zelo ohranjeni in poznamo pet različnih vrst histonov (H1, H2A, H2B, H3, H4). 30. Zgradba nukleosoma. Nukleosomi so osnovne enote kromatinske strukture. Nukleosom tvorijo dve kopiji H2A, H2B, H3 in H4, ki vežejo približno 200 bp DNA. H1 je povezovalni protein. 31. Definiraj pojme kromatin, kromosom, eukromatin, heterokromatin. Kromatin: kompleks DNA in različnih proteinov (histonov) in nukleosomov v kromosomu. V katerega je v evkariontski celici močno zapakirana DNA, da ne plava v celičnem jedru. Kromosom: kromosomi v evkariontskih celicah so sestavljeni iz DNA molekul, ki je močno navita okrog specializiranih proteinov. Delijo se v procesu mitoze. Imamo 46 kromosomov (22 parov telesnih in en spolni par). Kromosom je nosilec genov. Eukromatin: nekondenzirani deli kromatina in je dostopen za RNA polimerazo. Heterokromatin: kondenzirani deli kromatina in transkripcijsko je neaktiven. 32. Kromosomi pri človeku (število, velikost, lastnosti). Nadaljnje zvijanje nukleosomov vodi do nastanka močno kondenziranih kromosomov. Imamo 46 kromosomov (22 parov avtosomnih in en spolni par). Kromosom je nosilec genov. Sestavljeni so iz DNA in proteinov. Interfazni kromosomi imajo točno določeno mesto v jedru. Kariotip pa je komplet kromosomov pri človeku (moški se razlikuje od ženskega). Homologna kromosoma = kromosoma, ki tvorita kromosomski par: enake oblike, velikosti in nosita istovrstne (ne pa nujno tudi enake) gene v enakem zaporedju; enega dobimo od očeta in enega od mame. DIPLOIDNA celica= v jedru sta po dva kromosoma vsake vrste (2n) 🡪 telesne celice HAPLOIDNA celica= v jedru je po en kromosom vsake vrste (n) 🡪 spolne celice 33. Ali velikost genoma korelira s stopnjo razvoja organizma? Velikost genoma ne korelira s stopnjo razvoja organizma oz. kompleksnostjo organizma. (nekatere rastline imajo večji genom kot človek). 34. Katere tri veje življenjskega debla poznamo in na osnovi katere molekule so trenutno ugotavlja razvojna povezanost med posameznimi organizmi? Drevo življenja ima tri glavne veje: bakterije, arheje in evkarionti. Na osnovi molekule DNA (DNA sekvenc, razlike v sekvenci rRNA) se trenutno ugotavlja razvojna povezanost med posameznimi organizmi. 35. Kaj so epigenetske spremembe in kaj je epigenetsko dedovanje? Epigenetske spremembe so dedne spremembe v izražanju genov in organizaciji kromatina, ki so neodvisne od samega zaporedja DNA (od sekvence nukleotidov). – pridobljene in podedovane spremembe v genomu, ki ne spremenijo nukleotidnega zaporedja na DNA. Epigenetsko dedovanje – metilacija nukleotidov, ki vodi v inaktivacijo tistega dela DNA ali pa acetilacija histonskih proteinov, ki vodi v povečano ekspresijo tistega dela DNA Struktura kromatina se lahko prenaša iz generacije v generacijo in s tem omogoča epigenetsko dedovanje, ki pomaga celici, da si zapomni stanje v starševski celici. 36. Kako poteka podvajanje DNA? Kateri so ključni encimi? DNA podvojevanje ali replikacija je potrebna pri celični delitvi. Podvajanje se začne v replikacijskih začetkih (replication origins), poteka pa v replikacijskih vilicah (vilice so asimetrične), DNA polimeraza (ključni encim pri podvajanju DNA), dodaja nukleotide na 3' koncu, veriga raste v smeri 5'-3' (originalne verige). Zaradi popravljalnih lastnosti ne more DNA polimeraza dodajati nukleotide na 5' koncu in ne more začeti sinteze DNA, sinteza DNA se začne z RNA polimerazo, ki sintetizira kratke verige RNA (Oka Zakijevi fragmenti), ki jih nato zamenja DNA z DNA ligazo (zleplja konce). Ostali pomembni encimi pri podvajanju DNA: DNA polimeraza, primaza DNA ligaza, helikaza (odvija DNA), protein, ki se veže na enojno verigo, drseča sponka. 37. Zakaj je replikacija DNA v celici potrebna? Potrebna je pri celični delitvi, da se zagotovi material za hčerinske celice. Replikacija DNA v celici je potrebna, saj to omogoča organizmom, da preživijo in rastejo v neugodnem okolju oziroma omogoča adaptacijo celic na okolje in osvajanje novih habitatov. 38. V kateri fazi celičnega cikla poteka podvajanje DNA? Podvajanje DNA poteka v interfazi, natančneje v S-fazi. 39. Kateri encimi so vključeni v popravljanje napak na DNA molekuli med sintezo DNA in po replikaciji? V popravljanje napak na DNA molekuli je vpletenih veliko encimov, njihovo skupno ime DNA popravljalni mehanizmi (proteini). Napake, ki nastajajo pri podvajanju DNA na novo nastali verigi, popravi mis-match repair (popravljanje neujemanja) 🡪 odstranjevanje napak pri podvajanju DNA, ki so »ušle« replikacijskemu aparatu. Encimi: DNA polimeraza in DNA ligaza, nukleaza pri nehomologni rekombinaciji in zlepljanju. 40. Kaj je dvojni prelom DNA molekule in na kakšen način so popravi? Dvojni prelom DNA molekule – prelom prave DNA verige in komplementarne verige, zaradi ionizirajočega sevanja, močnih oksidantov ipd. ne nujno na istem mestu. Ta del verige procesira nukleaza in nato DNA ligaza sproži nehomologno zlepljanje koncev – ki je osnovni mehanizem popravljanja teh poškodb, ki drugace vodi v fragmentacijo DNA molekule. Kljub temu, da pride do izgube nukleotidov, je zaradi sestave DNA molekule, ta mehanizem dovolj dober za zagotavljanje popravila kromosomov. Popravlja se tudi s homologno rekombinacijo – pravilno popravilo DNA molekule (po podvajanju DNA in pred celično delitvijo). 41. Kaj so transpozoni? Transpozoni ali mobilni genetski elementi so kratka zaporedja DNA, ki se lahko premikajo iz enega konca genoma na drugi in tako zagotavljajo genetsko variabilnost. Ne morejo se pa prenašati iz celice v celico. Na mestu insercije ne potrebujejo specifičnega zaporedja. Kodirajo za specifičen rekombinantni encim, ki jim omogoči premikanje. Včasih tudi nosijo zapis za antibiotično rezistenco. 42. Vrste RNA polimeraz pri evkariontih. RNA polimeraza I – rRNA geni, RNA polimeraza II – miRNA, protein kodirajoči geni, RNA polimeraza III – tRNA geni, majhne RNA. 43. Opiši transkripcijo pri prokariontih. pri prokariontih potekata transkripcija v citoplazmi. Sigma faktor se poveže z encimom na RNA, da se tvori holoencim. Holoencim se veže na -35 in -10 sekvence na promotorju in tvorijo zaprt kompleks. Holoencim veže promoter močno in hkrati odvije dvojno vijačnico DNA 🡪 iniciacija. Dve fosfatni skupini se odstranita iz vsakega novo nastalega nukleozid trifosfata in tvori se RNA nukleotid, ki se doda na 3' konec rastoče DNA molekule 🡪 dodajanje nukleotidov/elongacija. Sigma faktor se sprosti, ko se RNA polimeraza pomakne naprej po verigi. RNA polimeraza se zaustavi in se loči od obeh verig DNA ter od novo nastale verige RNA, ko pride do stop kodona. 🡪terminacija. RNA ostane enoverižna molekula. 44. Kaj je gen? Gen je osnovna enota dednosti. Je del DNA, ki nosi zapis za funkcionalni produkt (polipeptid, lahko pa tudi RNA). Geni so sestavljeni iz intronov in eksonov. INTRONI- nekodirajpče sekvence, EKSONI- kodirajoče sekvence. Nekateri geni so večkrat ponovljeni in tvorijo- družino genov 🡪 nastale s pomnožitvijo in mutacijo osnovnega gena- hemoglobin, histoni. 45. Zgradba gena pri evkariontih. Sestavljeni so iz intronov (nekodirajočih sekvenc) in eksonov (kodirajočih sekvenc). 46. Opiši procesiranje mRNA molekule pri evkariontih. Zakaj je potrebno? Preden se mRNA prenese iz jedra v citoplazmo se procesira. Procesiranje mRNA poteka v takem vrstnem redu: RNA capping (pokrivanje-modifikacija 5' konca z atipičnim nukleotidom gvanin z metilno skupino), RNA splicing (spajanje RNA, zlepljanje eksonov) in poliadenilacija – 3' konca, nekaj 100 adeninskih nukleotidov na 3' koncu. Potrebno je, ker večji del mRNA vsebuje nekodirajoče sekvence introne, katere treba izrezati, ker imajo lahko pomembne kromosomske ali regulatorne funkcije in so pomembni pri regulaciji alternativnega spajanja RNA. 47. Katere vrste RNA molekul poznamo in kako nastanejo? rRNA – ribosomalna RNA, nahaja se v citoplazmi. mRNA – messenger RNA, nosi navodila za sintezo proteinov, se nahaja v jedru in citoplazmi tRNA – prenašalna, transportna RNA se nahaja v citoplazmi. snRNA – majhne jedrne RNA se nahaja v jedru. snoRNA, scRNA, miRNA – mikro RNA se nahaja v citoplazmi. siRNA, piRNA vse v citoplazmi. Vse RNA nastanejo v jedru s transkripcijo. 48. Kakšna vlogo imajo nekodirajoče (nc) RNA molekule v celici? Nekodirajoči geni RNA molekule imajo različne vloge v celici: rRNA tvori osnovo ribosomov in katalizira sintezo proteinov, miRNA regulira izražanje genov v celici, tRNA služi kot adaptor med mRNA in aminokislinami med sintezo proteinov, ostale majhne RNA sodelujejo pri RNA splicingu, ohranjanju telomer, procesiranju premRNA. ncRNA kontrolirajo formacijo heterokromatina, mRNA destabilizacijo in translacijo. Vplivajo na biološke procese, ki vključujejo: časovno usklajevanje razvoja, celično diferenciacijo, poliferacijo, celično smrt, kontrolo metabolizma, utišanje transpozonov, obrambo pred virusi. Long ncRNA tudi tumor-supresivne in onkogene funkcije. 49. Kaj je kodon? koliko jih poznamo? Informacija za položaj posamezne aminokisline v beljakovini je na mRNA zapisana v obliki zaporedja 3 nukleotidov- KODON. Možne kombinacije 4 nukleotidov dajo 64 možnih kodonov. Start kodon je AUG, stop kodon: UAA, UAG, UGA. Zbirko kodonov imenujemo genski kod. 50. Kaj je genski kod? Genski kod je zbirka kodonov. Je informacija za položaj posamezna aminokisline v beljakovini je na mRNA zapisana v obliki zaporedja 3 nukleotidov- KODON. Genski kod je univerzalen- enak v vseh organizmih. Dokaz, da vse današnje oblike življenja izhajajo iz skupnega prednika. Uporabnost v biotehnologiji- npr. inzulin. 51. Kako nastanejo tRNA molekule? tRNA molekula je prenašalna RNA, adaptorska, ki povezuje aminokisline s kodoni. Nastane v celičnem jedru s transkripcijo s pomočjo RNA polimeraze 3 (ko se DNA odvije in razklene na določenem delu). 52. Kaj zagotavlja vezavo pravilne (ustrezne) aminokisline and ustrezno tRNA molekulo? To zagotavlja antikodon na tRNA molekuli, ki je komplementarno kodonu na mRNA molekuli. S pomočjo aminoacil-tRNA sintetaze se aminokisline vežejo na tRNA molekule. 53. Kako in kje nastanejo ribosomi in kaj so? Ribosomi so celični organeli in nastanejo v celičnem jedru, sestavljeni so iz večje in manjše podenote – ribosomalni proteini potujejo iz citoplazme v jedro in se vežejo na še ne procesirano rRNA. Nato se rRNA s proteini in 5S rRNA procesira in nato nastanejo ribosomi, ki potujejo iz jedra v citoplazmo, kjer se nahajajo v zreli obliki. Imenujemo ga tudi molekularni stroj, saj skrbi za natančnost in hitrost translacije. Premika se po mRNA, ujame komplementarne tRNA molekule in jih drži v pravem položaju ter kovalentno poveže aminokisline v polipeptidno verigo. 54. opiši potek translacije. Translacija poteka v 4 korakih. Vezava prve (inciatorske) tRNA na manjšo podenoto ribosoma (AUG kodon)- mesto P tvorba baznih parov z kodonom na mRNA. Za začetek translacije so potrebni tudi dodatni proteini- iniciatorski faktorji. 55. Kaj so ribocimi? Ribocim pravimo RNA molekuli, ki je sposobna katalizirati kemijske reakcije. 56. Opiši primer regulacije izražanja gena na nivoju transkripcije (pri prokariontih). Regulacija izražanja genov na nivoju transkripcije pri prokariontih se regulira s transkripcijskimi regulatorji (aktivatorji ali represorji) – vežejo se na mesto v promotorju, ki ga imenujemo operon. E.coli - nizka vrednost triptofana v celici je bila zaradi aktivatorja oz. neaktivnega represorja pospešena RNA-polimeraza na promoter (geni so se izražali), pri visoki vrednosti triptofana v celici pa je bila zaradi represorja, ki je preprečeval vezavo RNA polimeraze na promotor (geni se niso izražali). 57. Opiši primer regulacije izražanja genov na post-transkripcijskem nivoju pri evkariontih. Pri evkariontih regulacijo izražanja genov na post-transkripcijskem nivoju pri evkariontih pa opravljajo miRNA na nivoju mRNA – preko komplementarnih baz se povežejo z mRNA in jo razgradijo ali pa ustavijo translacijo. Na mRNA se vežejo metaboliti in to spremeni njihovo konformacijo (ribostikala), tako lahko regulirajo svojo transkripcijo in translacijo. 58. katere vrste točkastih DNA mutacij poznamo? Točkaste mutacije- mutacije, ki spremenijo samo enega ali nekaj nukleotidov. Zamenjava nukleotida oz. dušikove baze. - nesmiselne mutacije: nastanek novega kodona povzroči predčasno končanje prepisovanja- nastane skrajšan protein. - brezsmiselne mutacije: nastanek novega kodona povzroči, da se vključi nepravilna aminokislina v protein (učinke na funkcijo je odvisen od tega kaj se je vključilo namesto pravilne aminokisline). - Frameshift mutacije: premik bralnega okvirja: izguba ali pridobitev 1 ali 2 nukleotidov spremeni bralni okvir, kar pomeni, da so vsi sledeči kodoni napačni (nastane drugačen protein). 59. Naštej in kratko opiši kromosomske mutacije. So DNA mutacije, ki vključujejo spremembe na večjem delu DNA, običajno na nivoju kromosomov. -Translokacije: spremembe vključujejo lomljenje kromosomov in tvorba »novih« kromosomov. (Philadelphia kromosomo- kronična mieloična levkemija). - Pomnoževanje genov: nastanek »double minute« kromosomov zaradi pomnoževanja določene regije na kromosomu (myc, ErbB-I, HER-2/neu). - Inverzije: del kromosoma se odcepi in prilepi nazaj v obratni smeri. - Podvojitev/Delecije: med replikacijo se lahko določeni geni pomnožijo večkrat ali pa se izgubijo. 60. Kaj je aneuploidija? Aneuplodija- genomske mutacije: med celično delitvijo pride do napačne porazdelitve kromosomov med hčerinski celici. 61. Kaj je polimorfizem posameznega nukleotida (SNP)? SNP lahko (ali pa ne) spremeni strukturo proteinov. SNP mape: -Sekviranje genoma velikega št. ljudi (pacientov). - primerjava sekvence omogoča odkritje SNP-jev: Generiranje map človeškega genoma, ki bi vsebovale vse možne SNP-je SNP profili: -genom posameznika vsebuje specifičen SNP profil -ljudi lahko uvrstimo v skupine glede na SNP profil -SNP profili so pomembni za določanje odgovora na terapijo (posamezna hranila) --pokažejo se lahko korelacije med posameznimi SNP profilom in odgovorom na zadravljenje (farmakogenomika) Tehnike s katerimi določamo DNP-je hibridizacijsek tehnik -DNA mikromreže -PCR v realnem času 62. Naštejte nekaj molekularno-bioloških metod, ki se uporabljajo v genetiki. -Restrikcijske endonukleaze, -DNA elektroforeza, -kloniranje genov, -in situ hibridizacija, -RFLP, -DNA mikromreže, -nutrigenomika, itd. 63. Opiši delovanje restrikcijskih encimov. Restrikcijski encimi ali restrikcijske endonuklaze so encimi, ki so sposobni cepiti DNK v manjše fragmente. To storijo v bližini ali znotraj specifičnega prepoznavanega zaporedja, ki se nahaja znotraj DNK molekule. Mestu kjer encim cepi dvoverižno DNK pravimo restrikcijsko mesto. 64. Kako poteka gelska elektroforeza DNA. Gel elektroforeza se od elektroforeze v prosti raztopini razlikuje po tem, da med elektrodi vstavimo gel, po katerem potujejo molekule in omogoča njihovo ločevanje po velikosti. 65. Kaj je kloniranje genov? Vnos določenih genov v bakterijski plazmid, ki ga potem lahko pomnožimo v bakterijah. Idealen vektor- nosilec vnesenega gena. 66. Opiši verižno reakcijo s polimerazo (PCR). PCR ali verižna reakcija s polimerazo je proces, v katerem lahko pridobimo večje količine določenega zaporedja, ki lahko meri največ 6000 baznih parov. PCR je tako uporabna, ker lahko tri stopnje- denaturacijo, hibridizacijo in sintezo DNA- večkrat ponovimo s preprostim spreminjanjem temperature reakcijske mešanice. Za reakcijo z verižno polimerazo potrebujemo: 2 sintetična oligonukleotida dolga po približno 20 nukleotidov, s komplementarno sekvenco, termostabilno polimerazo in vse štiri deoksiribonukleozidtrifosfate. Dvojni prelomi DNA: Nastanejo zaradi ioniziajočega sevanja, močnih oksidantov. Popravijo se lahko z nehomolognim zlepljenjem ali homologno rekombinacijo. Kljub temu, da pride do izgube nukleotidov, je zaradi sestave DNA molekule, ta mehanizem dovolj dober za zagotavljanje popravila kromosomov. Transkriptomika in transkriptomi, primer vpliva hranila na transkriptom in katere metode se uporabljajo? Kaj je epigenetika? S pojmom epigenetika označujemo dedne spremembe v izražanju genov in organizaciji kromatina, ki so neodvisne od samega zaporedja DNA (od sekvence nukleotidov). Epigenetske spremembe- podedovane in pridobljene spremembe v genomu, ki ne spreminjajo nukleotidnega zaporedja na DNA. Koliko DNA je v celici v posamezni fazi celičnega cikla? Količina DNA v celici se lahko spreminja glede na fazo celičnega cikla. V interfazi, ko se celica pripravlja na delitev, ima celica dvojno količino DNA, ki se imenuje diploidna količina. V času mitoze, ki je faza, ko se celica dejansko deli, se ta količina razdeli med obe hčerinski celici, tako da ima vsaka hčerinska celica enojno količino DNA, ki se imenuje haploidna količina. Kaj je, nutrigenetika, nutriepigenerika? Podobnosti in razlike. Podaj en primer za vsako. Transkriptomika in transkriptomi, primer vpliva hranila na transkriptom in kere metode se uporabljajo. Genska variabilnost Genska variabilnost se nanaša na naravno raznolikost v genetskem materialu posameznikov znotraj populacije. Genska variabilnost se pojavi zaradi mutacij v DNA, ki se lahko pojavijo spontano ali pa so posledica izpostavljenosti okoljskim dejavnikom, kot so UV-sevanje, kemični toksini ali sevanje. Te mutacije lahko privedejo do sprememb v zaporedju baz v genu, kar lahko spremeni funkcijo proteina, ki ga kodira gen. Genska variabilnost ima pomembne posledice za biološko raznolikost in evolucijo. Različni genotipi lahko v različnih okoljih predstavljajo prednosti ali slabosti, kar vpliva na njihovo sposobnost preživetja in razmnoževanja. Poleg tega lahko genska variabilnost služi kot vir surovin za evolucijske spremembe, saj omogoča nastanek novih fenotipov, ki imajo lahko prilagojene funkcije. Genska variabilnost se lahko analizira z različnimi tehnikami, kot so gensko sekvenciranje, genotipizacija in analiza polimorfizmov DNA. Te tehnike omogočajo raziskovalcem, da proučujejo različne vidike genske variabilnosti in razumejo njene posledice za biologijo, medicino in druge področje. Nekodirajoče RNA v celici in vloga. Nekodirajoče RNA (tudi funkcionalna RNA) so vrsta RNA molekul, ki ne služijo kot predloge za sintezo proteinov, kot to počnejo kodirajoče RNA molekule, temveč opravljajo druge funkcije v celici. Nekodirajoče RNA se nahajajo v jedru in citoplazmi celice ter opravljajo številne pomembne naloge. Ena izmed najbolj raziskanih skupin nekodirajočih RNA so mikroRNA (miRNA), ki se ukvarjajo z regulacijo ekspresije genov. miRNA delujejo tako, da se vežejo na specifična mesta v RNA molekulah, kar lahko privede do zaviranja njihove sinteze ali pospešitve njihove razgradnje. Na ta način miRNA lahko vplivajo na nivo beljakovin, ki jih kodirajo ciljni geni, kar lahko vodi do sprememb v celičnih procesih, kot so diferenciacija, proliferacija in apoptoza. Modelni organizmi Modelni organizmi so organizmi, ki se uporabljajo v genetiki in drugih bioloških znanostih za raziskovanje in razumevanje temeljnih bioloških procesov. Ti organizmi so izbrani zaradi svojih edinstvenih lastnosti, ki jih delajo enostavne za proučevanje in manipulacijo. Modelni organizmi so praviloma enostavni, hitro razmnožljivi, imajo kratko generacijsko dobo in so genetsko in molekularno dobro raziskani. Zastavi si raziskovalno vprašanje/študijo (nutrigentika- zanima nas polimorfizem nekega gena in kako bo reagiral z določenimi hranili, katere preiskovance, kaj izolirati itd, kako dieta vpliva npr. na inzulinsko rezistenco (proteom?)) Mikromreže! Zapomni si mikromreže in PCR (ostale metode niso tako pomembne za nas). DNA mikromreže (ang. DNA microarrays) so tehnologija, ki se uporablja v molekularni biologiji in genetiki za sočasno analizo izražanja genov v celici ali tkivu. Gre za majhne steklene ali silikonske ploščice, ki vsebujejo tisoče majhnih sonde, to je krajših fragmentov enoverižne DNA, ki so specifične za določen gen ali niz genov. Na vsaki sondi se lahko veže komplementarni fragment RNA, ki ga izoliramo iz celic ali tkiva, s čimer dobimo informacijo o količini RNA, ki se proizvaja iz določenega gena. PCR je proces kjer se ponavlja proces ogrevanja in ohlajanja kar omogoča eksponentno množenje izbrane DNK. Kateri encim sodeluje pri tvorbi peptidne vezi? Pri tvorbi peptidne vezi sodeluje encim, imenovan peptidil transferaza. Povezat transkriptomiko, proteoniko in metabolomiko z metodo. Kateri je transkrip. dejavnik, ki vpliva na HOL? Med transkripcijskimi dejavniki, ki lahko vplivajo na aktivnost HOL, spadajo na primer aktivatorji transkripcije, ki se vežejo na specifične regije DNA in sprožijo transkripcijo genov, ki so povezani s temi regijami. Eden od takšnih aktivatorjev je p300/CBP, ki lahko interagira s HOL in tako poveča njegovo aktivnost. MTHF; kaj pomeni zapis 667c> T? MTHFR (Metilentetrahidrofolat reduktaza) je gen, ki je pomemben za presnovo folata v telesu. Mutacije v tem genu so povezane z zmanjšano funkcionalnostjo encima MTHFR, kar lahko vpliva na metabolizem homocisteina in folne kisline ter posledično poveča tveganje za različna zdravstvena stanja. Zapis "667C>T" se nanaša na specifično mutacijo v tem genu. Natančneje, pomeni, da se na poziciji 667 v genomski zaporedju MTHFR gena običajno nahaja nukleotid C (citozin), v posameznikih z mutacijo pa se na tej poziciji nahaja nukleotid T (timin). Ta mutacija lahko vpliva na delovanje MTHFR encima in s tem na metabolizem folne kisline in homocisteina. SAH Kaj proučuje nutrigenomika? Nutrigenomika-prospektivno (kako hrana vpliva na izražanje genov). Kaj kontrolira kontrolni sistem celičnega cikla? Kontrolni sistem celičnega cikla kontrolira glavne dogodke v celičnem ciklu- DNA podvajanje, sgregacija kromosomov, celična delitev. Kaj počne centromera? Centromera je del kromosoma, ki povezuje sestrski kromatidi med mitozo, pod mikroskopom jo najprej opazimo v metafazi. Ločimo dve vrsti centromer in sicer točkaste in regionalne centromere. Transkripcijski faktorji? Proteini, ki regulirajo proces sinteze proteinov, ki se začne ko se ribosomski podenoti povežeta na start kodonu AUG na mRNA. Je beljakovina, ki je potrebna za pričetek transkripcije (prepisovanja), vendar ni del polimeraznega kompleksa. Kaj se zgodi s spolnimi kromosomi med homologno rekombinacijo pri mejozi? Pride do prekrivanja – cross over – očetove in materine kromatide (nesestrskih kromatid) v profazi I (mejoza I). Dobimo na koncu mejoze 4 haploidne različne gamete/celice Prikaži (nariši) in razloži fenotipsko in genotipsko razmerje pri enostavnem monohibridnem križanju za en lokus. Fenotipsko razmerje pri monohibridnem križanju za en lokus je 3:1 pri obeh heterozigotih (v korist dominanci) in 1:1 pri heterozigotu in homozigotu (aa), pri homozigotu AA in heterozigotu bodo vsi izražali dominantno. Za genotipsko razmerje pa 1:2:1 pri heterozigotih in 1:1 pri heterozigotu in homozigotu. (Nariši kvadratek). Kateri encimi so vključeni v popravljanje napak na DNA molekuli med sintezo DNA in po replikaciji? V popravljanje napak na DNA molekuli so vpleteni DNA popravljalni mehanizmi (proteini). Napake, ki nastanejo pri podvajanju DNA popravi mis-match repair. Encimi: DNA polimeraza in DNA ligaza, nukleaza pri nehomologni rekombinaciji in zlepljanju. Kaj zagotavlja vezavo pravilne (ustrezne) aminokisline in ustrezno tRNA molekulo? To zagotavlja antikodon na tRNA molekuli, ki je komplementarno kodonu na mRNA molekuli. S pomočjo aminoacil-tRNA sintetaze se aminokisline vežejo na tRNA molekule. Naštejte nekaj molekularno-bioloških metod, ki se uporabljajo v genetiki. Restrikcijske endonukleaze, DNA elektroforeza, kloniranje genov, in situ hibridizacija, RFLP, DNA mikromreže, nutrigenomika, itd TRANSKRIPCIJA 1. Kakšna je razlika pri transkripciji v prokariontski in evkariontski celici? a) Pri prokariontih poteka transkripcija v citoplazmi med tem ko pri evkariontih v jedru. b) Ni razlike, saj oboje poteka v citoplazmi. c) Ni razlike, saj oboje poteka v ribosomih. d) Pri prokariontih poteka transkripcija v jedru med tem ko pri evkariontih v citoplazmi. 2. Kaj je značilno za start kodon? a) Prisoten je zgolj v prokariontskih celicah. b) Začne odvijat DNA molekulo in začne sintezo RNA. c) Zaporedje nukleotidov zanj je AUG. d) Zaporedje nukleotidov zanj je UUA. e) Vsak protein se začne z metioninom. 3. Obkroži kaj drži za transkripcijo? a) S transkripcijo nastanejo vse RNA v celici. b) Začetek prepisovanja se začne ko se DNA odvije in razklene na določenem delu c) Geni na DNA ležijo le na eni verigi. d) Ključen encim pri tranckripciji je RNA polimeraza. e) Novi nukleotid se vedno doda na 3' koncu. f) Nobena trditev ne drži. 4. Kaj je značilno za RNA polimerazo? a) Odvije DNA. b) Se veže na promotor skupaj z različnimi transkripcijskimi faktorji. c) Popravlja dvojne prelome. d) Deluje kot encim. 5. Kateri vrstni red je pravilen za procesiranje mRNA a) 1. RNA capping (pokrivanje), 2.RNA overlap (prekrivanje) 3. RNA splicing (spajanje) b) 1. RNA capping (pokrivanje), 2. RNA splicing (spajanje), 3. poliadenilacija c) 1. RNA splicing (spajanje), 2. RNA capping (pokrivanje), 3. poliadenilacija d) 1. RNA splicing (spajanje) 2. poliadenilacija 3. generiranje (generating) Vprašanja: Drugi načini dedovanja 1. Kodominanca pomeni: a) Izražena sta oba gena, kjer je eden prevladujoč. b) Izražena sta oba gena, vendar nobeden ni prevladujoč. c) Vsebuje oba fenotipa. d) Gena sta soizrazna. e) Fenotip heterozigota vsebuje fenotipe obeh homozigotov. Odgovori: b, c, d, e 2. Letalni aleli so: a) Geni na različnih lokusih. b) Aleli, ki spremenijo fenotipsko razmerje in povzročijo smrt. c) Recesivni pri heterozigotnem osebku povzroči smrt. d) Skupaj na enem lokusu se prenašajo v gamete. Odgovori: b, d 3. Kaj velja za multiple alele? a) En gen lahko ima več alelov. b) To pomeni, da sta v organizmu lahko več kot 2 alela. c) Primer so krvne skupine. d) Za krvne skupine A B 0 so trije aleli. e) Alela A in B sta kodominantna, zato se izrazi le prevladujoč. Odgovori: a, c, d 4. Kaj ne velja za epistazo? a) Imamo epistatski gen, ki na istem lokusu zakrije učinek drugega gena. b) Epistatski geni ne zakrijejo učinka drugega gena. c) Primer je bombay phenotype, kjer nimamo encima za dodajanje sladkorjev na krvno skupino. d) Od dominance se razlikuje po tem, da epistaza ne zakrije učinka drugega gena na lokusu. e) Gen, za katerega je učinek zakrit, se imenuje epistatski gen. Odgovori: a, b 5. Kaj velja za citoplazemsko dedovanje? a) Vzrok so nepravilnosti v citoplazmi celice. b) Odvisno od št. poškodovanih mitohondrijev je odvisna resnost bolezni. c) Prenašalec je oče. d) Najpogosteje pride do napak na mišicah, ker je tam največ mitohondrijev. e) Primer napake v dedovanju je bolezen ALS. Odgovori: b, d, e MUTACIJE 1. Na katero vrsto DNA točkastih mutacije se nanaša tvrditev: „izguba ali pridobitev 1 ali 2 nukleotidov spremeni bralni okvir, kar pomeni, da so vsi sledeči kodoni napačni (nastane drugačen protein) “ in definiraj druge dve mutaciji : a) Brezmislene mutacije-nastanek novega kodona povzroči, da se vključi nepravilna aminokislina v protein (učinek na funkcijo je odvisen od tega kaj se je vključilo namesto pravilne aminokisline) b) Nesmislene mutacije -nastanek novega kodona povzroči predčasno končanje prepisovanja – nastane skrajšan protein. c) Frameshift mutacije- premik bralnega okvirja 2. Obkroži pravilno trditev: Pri kromosomski inverziji… a) Pride do lomljenja kromosomov in tvorbe “novih” kromosomov (Philadelphia kromosom – kronična mieloična levkemija). b) določeni geni se pomnožijo večkrat ali pa se izgubijo c) del kromosoma se odcepi in prilepi nazaj v obratni smeri ( za 180°) d) nastane “double minute” kromosomov zaradi pomnoževanja določene regije na kromosomu 3. Koliko pogosto se pojavi SNP ( polimorfizem posameznih nukleotidov) a) Približno 1 do 500 baz do 1 od 100 do 300 baz b) Približno 1 do 1000 baz do 1 od 100 do 300 baz c) Približno 1 do 1000 baz do 1 od 100 do 1000 baz d) Približno 1 do 1000 baz do 1 od 100 do 500 baz 4. Obkroži pravilno trditev a) Genome posameznika vsebuje specifičen SNP profil b) SNP mape slože za sekveniranje genoma velike števila ljudi ( pacientov) c) SNP profili nam ne morejo pomagati za določanje odgovora na terapijo ( posamezna hranila) d) SNP v kodirnih regijah lahko spremenijo strukturo beljakovin, ki jo ustvari ta kodirna regija. 5. Kateremi tehnikami določamo SNP-je? a) Southern blot b) DNA mikromreže c) Verižnom reakcijom s polimerazo d) PCR v realnem časo VPRAŠANJA GENETIKA 1. Za pseudoautosomalne regije je značilno: a.) Nahajajo se na koncih kromosomov b.) Le v njih sta kromosoma X in Y homologna c.) Razporejene so na različnih mestih kromosoma d.) Omogočajo, da se kromosomi pravilno razporedijo e.) So pomembne za pravilen potek mitoze 2. Y kromosom: a.) Določa ženski spol b.) Na njem je prisotna SRY (sex-determining region) c.) Poznamo veliko na kromosom Y vezanih bolezni d.) Določa moški spol e.) Je krajši od X kromosoma 3. Oseba z večjim številom X kromosomov in enim Y kromosomom je ženskega spola: a.) Drži b.) Ne drži 4. Na X kromosom vezane bolezni so: a.) Fenilketonurija b.) Mišična distrofija c.) Cistična fibroza d.) Hemofilija e.) Tay-Sachsova bolezen 1. Genom je celotni zapis dedne informacije v DNA. Drži ali ne drži? DRŽI 2. Interfazni kromosomi imajo samo kondenzirane dele. Drži ali ne drži? NE DRŽI, imajo še nekondenzirane dele. 3. Kater del kromatina je kondenziran? PRAVILNO: HETEROKROMATIN a) Eukromatin b) Centromera c) Heterokromatin d) Introni e) Eksoni  4. Genetska informacija je shranjena v dolgi verigi DNA molekule. Zapisana je v linearnem zaporedju 4 nukleotidov: A, D, G in T. Drži ali ne drži? NE DRŽI, zapisana je v nukleotidih A, C, G in T. 5. Kaj je kromatin? PRAVILNO: kompleks DNA in proteinov a) DNA b) proteini c) kompleks DNA in proteinov d) RNA e) Kompleks aminokislin in maščob 6. Obkroži trditve, ki veljajo za DNA! PRAVILNO: A, C, D, E a) Ja sestavljena iz nukleotidov. b) Je enojni helix. c) Med bazami so vodikove vezi. d) Njena struktura omogoča semikonzervativno podvajanje. e) V kromosomih je zelo kondenzirana. 7. Kaj velja za histone? PRAVILNO: B, C, D, E a) So končni deli kromosomov. b) So odgovorni za tvorbo nukleosomov. c) Modificiranje repov histonov, omogoča dostop do DNA. d) So odgovorni za ovijanje DNA. e) So najobsežnejša skupina kromosomskih proteinov. 8. Katere molekule so vključene v proces translacije? - tRNA - mRNA - DNA - Ribosom - Aminokisline Izberi pravilni trditvi o translaciji - mRNA se z antikodonom veže na tRNA - tRNA se z antikodonom veže na kodon mRNA - Translacija večinoma poteka brez ribosomov - Ribosomi so razdeljeni v dve podenoti, malo in veliko. Mala podenota je ''spodaj'' in ima 3 vezavna mesta za tRNA, medtem ko je velika ''zgoraj''. - V ribosomu so tri vezavna mesta A, B in C Kaj ne velja za iniciatorsko tRNA? - Na začetku se veže se na mesto E - Iniciatorska tRNA se pripne vedno na AUG kodon - Iniciatorska tRNA ima aminokislino treonin - Iniciatorska tRNA ima aminokislino cistein - Iniciatorska tRNA ima aminokislino metionin Obkroži pravilne trditve: - Na vsaki mRNA se vedno nahaja le en ribosom - Translacija poteka 1-2 uri - Ko na mesto A pride STOP kodon, se polipeptidna veriga sprosti in ribosom razpade - Po mRNA se prva naprej premakne velika ribosomska podenota, sledi ji mala - Po mRNA se prva naprej premika mala ribosomska podenota, sledi ji velika Kaj drži za peptidil transferazo? - S peptidno vezjo povezuje ribosomsko podenoto na tRNA in mRNA - Je ribocim, rRNA molekula - Nahaja se v veliki podenoti ribosoma - Nahaja se v mali podenoti ribosoma - Tvori peptidno vez med aminokislinami v novo nastajajoči peptidni verigi Kako lahko kontroliramo izražanje genov? - Na nivoju transkripcije in translacije - Na nivoju aktivnosti proteina - Na nivoju degradacije mRNA - Na nivoju RNA procesiranja - Na nivoju transporta RNA iz jedra Obkroži pravilne trditve: - Represorji se vežejo na mesto v promotorju, ki ga imenujemo operon - Aktivatorji se vežejo na mesto v promotorju, ki ga imenujemo operon - Aktivatorji se vežejo na regulatorne sekvence DNA - Aktivator se poveže z RNA polimerazo in tako začne prepis - Aktivator se smatra kot transkripcijski regulator - Supresor se smatra kot transkripcijski regulator Obkroži pravilne trditve: - Najpomembnejša kontrola izražanja genov je translacijska kontrola - Najpomembnejša kontrola izražanja genov je transkripcijska kontrola - Pri evkariontih je izražanje genov običajno kontrolirano preko sestavljene kontrole – vpletenih več proteinov - Celice ne regulirajo izražanje genov na posttranskripcijskem nivoju. - miRNA kontrolirajo izražanje genov preko komplementarnega povezovanja baz na mRNA in tako uravnavajo njihovo translacijo. 1. Kaj je Waardenburgov sindrom? Avtosomno dominantno dedna bolezen. Značilnosti so gluhost, svetla koža, problemi z vidom in svetel pramen. 2. Kaj je Huntingtonova bolezen? Avtosomno dominantno dedna bolezen. Prizadete so možganske celice – mentalno in fizično propadanje. 3. Kaj je cistična fibroza? Avtosomno recesivna dedna bolezen. 4. Kakšno je avtosomno recesivno dedovanje? Pojavi se pri moških in ženskah, preskoči se generacija (starši niso prizadeti, njihov otrok je). Pogosto pri sorodstvenih porokah. 5. Kakšno je avtosomno dominantno dedovanje? Pojavi se pri moških in ženskah, neprizadeta oseba ne prenaša lastnosti, prizadeta oseba ima vsaj enega prizadetega starša. 6. Kaj je hiperholesterolemija? Avtosomno dominantno dedna bolezen, Pri bolezni pride do napake v receptorju za LDL partikle. Zvišan nivo holesterola v krvi vodi v povečano tveganje za srčno-žilne bolezni, srčne napade. 7. Kakšno je na X-vezano dedovanje? Prizadet moški ne prenaša lastnosti na sina, lahko prenese alel na hčerko, ki ni prizadeta. Ta hčerka pa prenese na sina, ki bo prizadet. Nikoli se ne prenese iz očeta na sina. Ženske od prizadetega očeta so prenašalke. 8. Na X-vezano dominantno dedovanje? Ne preskoči se generacija. Prizadet moški prenese lastnost na hčerke, na sinove pa ne. Prizadete ženske prenesejo lastnost na polovico sinov in polovico hčerk. Primer: hipofosfatemija oz. družinski rahitis, ki je neobčutljiv na zdravljenje z vitaminom D. 9. Družinski rahitis? Znaki: deformacije kosti, trdi sklepi, zmanjšana rast. Razlog: zmanjšan transport fosfata v celice, predvsem ledvic, zato oboleli ljudje izločajo večje količine fosfata v urin, kar pomeni, da je zmanjšan nivo fosfata v krvi in zmanjšano nalaganje mineralov v kosteh. 10. Kakšno je na Y-vezano dedovanje? Pojavi se samo pri moškem spolu, vpliva na vse moške. Primer: moškost – moški spol gen SRY 11. Lastnosti dvojčkov? Dvojajčni dvojčki: nastanejo iz dveh jajčnih celic, ki sta bile oplojeni z dvema spermijema. Genom je skupen v prb. 50% -enako kot pri drugih potomcih. Edino kar je skupno je starost in okolje v maternici. Enojajčni dvojčki: nastanejo iz ene jajčne celice, ki je bila oplojena z enim spermijem in je prišlo do delitve na zgodnji stopnji razvoja embrija. Njun genom naj bi bil identičen. 12. Razlogi za genetsko testiranje? - Če je prisotna dedna bolezen v družini - Če se je rodil otrok z dedno boleznijo ali je mentalno prizadet. - Starejša ženska želi zanositi (nad 35 let) - Ženska in moški sta sorodnika (npr. sestrična in bratranec) - Par imata težave z uspešno zanositvijo 13. Primeri genetskih testiranj? - UZ, rentgen - DNK analiza celic - Analiza vzorca krvi matere ali ploda (iz popkovine)  14. Amniocenteza? Skozi abdominalno steno vstavimo iglo v amnijsko vrečko in vzamemo vzorec tekočine. Tekočina vsebuje celice ploda, ki jih ločimo od tekočine in jih gojimo. Nato na teh celicah izvedemo analize. 15. Biopsija horionskih celic? Plod je star 10-11 tednov. Kateter vstavimo skozi maternični vrat v maternico in vzamemo del horionskih resic, ki se nahajajo na zunanjem sloju posteljice. Celice horiona ne rabimo gojiti in lahko takoj izvedemo analize. 16. Za katere genetske bolezni se priporoča testiranje? - Kongenitalni hipotiroidizem - Fenilketornurija - Bolezen javorjevega sirupa - Acidemije - Cistična fibroza - Homocistinurija UVOD IN ZGODOVINA (z rumeno so označeni pravilni odgovori) 1. Označi pravilne odgovore: a) Genetika je pomembna za posameznika, družbo in razumevanje b) Geni vplivajo na naše življenje c) Geni doprinesejo k naši osebnosti d) Geni so osnova, ki določa kdo in kaj smo e) Gen je celotni zapis dedne informacije v DNK 2. Genetika se deli na: a) Klasično genetiko b) Molekularna genetika c) Makro genetika d) Populacijska genetika e) Celična genetika 3. Označi pravilne dogovore: a) Nehemiah Grew je poročal o tem, da se rastline razmnožujejo spolno b) Joseph Gottleib Kolreuter je ugotovil, da je mnogo hibridov mešanica starševskih lastnosti c) Mešano dedovanje je bila tudi ena od zgodnjih teorij, ki določa, da potomec dobi lastnosti samo po enem staršu d) Louis Pasteur je dokazal, da so organizmi sestavljeni iz celic, ki ne nastajajo spontano ampak lahko nastanejo samo iz obstoječih e) Grki na osnovi pangeneze postavili: dedovanje pridobljenih lastnosti 4. Germ-plasm teorijo: a) Predlaga Gregor Mendel b) Predlaga August Weismann c) Predlaga Charles Darwin Katera se je izkazala za: d) Pravilno  e) Napačno 5. Katere trditve držijo za Gregorja Mendla? a) Odkrival je osnovna načela dednosti b) V svojih poskusih je uporabljal grah c) Prvi opiše mitozo d) Dedovanje določenih lastnosti pri rastlinah sledi določenim vzorcem, ki so pozneje postali temelj sodobne genetike e) Prvi uporabi izraz »celica« 1. Obkroži napačno trditev: a) Vsi fragmenti DNK se premikajo proti pozitivnemu polu. Majhni drobci se selijo hitreje kot veliki. Po elektroforezi so se fragmenti različnih velikosti selili na različne razdalje; b) Southern blot– določevanje specifičnih fragmentov genomske DNA, ki jo označimo z radioaktivno ali fluorescentno označeno sondo (specifičnim zaporedjem DNA, ki je komplementarno iskanemu zaporedju); c) Plazmid in tuje DNK razrežejo različni restrikcijski encimi. Zareze v vezi sladkor-fosfat so zapečatene z RNA ligazo. 2. V prvi fazi verižne replikacije s polimerazo: a) DNA segrejemo na 90- 100oC, da ločimo dve verigi; b) DNA segrejemo na 30- 60oC, da ločimo dve verigi; c) DNA segrejemo na 75- 85oC, da ločimo dve verigi; 3. V reakciji sekveniranja DNA, sinteza DNA se ustavi vsakokrat,ko pride do vezave: a)ddTTP b)ddCTP c)ddNTP d) ddATP Zakaj je Mendel izbral za svoje raziskovanje ravno grah? Tako je lahko kontroliral katere rastline bo križal. Pole tega grah hitro raste. Obstaja v veliko različnih barvah cvetov, barvi semena, pozicijah cveta, obliki semena in različnih velikostih. Kaj pomeni monohibridno križanje? Pomeni, da opazujemo rastline z eno samo različno lastnostjo. Rastlina ki nastane je monohibrid za to lastnost. Monohibridno križanje je razkrilo princip razvrščanja (segregacije) in koncept dominance. Kakšne so Mendlove ugotovitve na osnovi monohibridnega križanja? Če križamo dva homozigot, ki imata različne alele, potem so vsi potomci generacije F1 enaki in heterozigotni. Če križamo potome F1 med seboj ( samooploditev F1) dobimo F2 generacijo, v kateri potomci niso vsi enaki, pač pa se pojavi ¾ osebkov z izraženo dominantno lastnostjo in ¼ osebkov z izraženo recesivno lastnostjo. 1. Obkroži pravilne trditve. a) Postopek mitoze in mejoze je enak. b) Postopek pri mejozi 2 je enak kot pri mitozi. c) Homologna rekombinacija se zgodi v mejozi 2. d) Homologna rekombinacija se zgodi v mejozi 1. e) Genetska variacija nastane v mejozi 1. 2. Iz katerih faz je sestavljena interfaza? a) G1, S, G2, M, G0 b) G1, G2, M c) G1, S, G2, G0 d) G1, S, G2, M 3. Kateri procesi potekajo v prometafazi? a) Kromosomi se postavijo v ekvatorialno ravnino. b) Jedrna ovojnica razpade. c) Sestrske kromatide se ločijo in začno potovati proti poloma celice. d) Rast mikrotubulov. e) Začne se potovanje kromosomov po mikrotubulih. f) Kondenzacija kromosomov. g) Kromosomi so pripeti na mikrotubule preko kinetohorjev. 4. V kateri fazi se podvoji centrosom? a) Profazi. b) Telofazi. c) Metafazi. d) Interfazi. 5. Označi pravilne trditve v vezi s homologno rekombinacijo. a) Zgodi se v profazi 1. b) Geni se pomešajo. c) Omogoča genetsko variabilnost. d) Združijo se diploidne celice. 6. Označi pravilne trditve. a) Fenotip so lastnosti posameznika. b) Diploidne celice so spolne celice. c) Haploidne celice so telesne celice. d) Genom je celotni zapis dedne informacije v DNA. 7. V kateri kontrolni točki se preverja ali je okolje za podvojitev DNA primerno? a) G1 kontrolna točka. b) G2 kontrolna točka. c) Metafazna kontrolna točka. 8. V kateri fazi se kromosomi postavijo v ekvatorialno ravnino? a) Profaza. b) Prometafaza c) Anafaza. d) Metafaza e) Telofaza. 1. Obkroži pravilne trditve! a) Sinteza DNA se začne v replikacijskih začetkih b) Replikacijske vilice so simetrične c) Telomeraze podvajajo konce prokariontskih kromosomov d) Replikacijski mehurčki se imenujejo tudi replikon e) Vodilna veriga raste v smeri 5‘-3‘ 2. Okazakijevi fragmenti so (možnih je več pravilnih odgovorov): a) Z drugim imenom imenovani replikon b) Dolgi 100-200 nukleotidov c) Dolgi 150.000 baznih parov d) Fragmenti, ki nastajajo v zastajajoči verigi e) Fragmenti, ki nastajajo v vodilni verigi 3. Obkroži encime, ki so pomembni za sintezo DNA! a) DNA polimeraza I b) DNA polimeraza III c) Primaza d) DNA ligaza e) DNA helikaza 4. Obkroži pravilne trditve, ki držijo za DNA polimerazo! a) Ne more dodajati nukleotidov na 5’ koncu b) Lahko dodaja nukleotide v obe smeri c) Je zelo natančna in pomembna za začetek sinteze DNA d) Katalizira nastanek fosfodiesterske vezi e) Katalizira nastanek kovalentne vezi 5. Obkroži napačne trditve! a) Okazakijeve fragmente zleplja DNA giraza b) Helikaza odvija nukleotide c) Drseča sponka ohranja RNA polimerazo trdno pritrjeno na DNA d) RNA polimeraza je pomembna za začetek sinteze DNA e) Takoj za helikazo delujejo proteini, ki prehodno preprečujejo nastanek dvojne verige 6. Obkroži trditve, ki držijo za popravljanje DNA! a) napake, ki nastanejo pri podvajanju DNA na novo nastali verigi, popravi mis-match repair b) depurinacija in deaminacija sta zelo redki poškodbi c) Utravijolična svetloba povzroča nastanek fosfodiesterskih vezi med dvema sosednjima pirimidinskima bazama d) Zaporedje encimov pri poravljanju je: nukleaza→DNA polimeraz→DNA ligaza  e) Dvojni prelomi se lahko popravijo z nehomolognim zlepljanjem ali homologno rekombinacijo 1. Kakšen je direkten in kakšen indirekten vpliv hranil na presnovo? Direkten vpliv na presnovo: Hranila se vključijo v endogene presnovne poti in vplivajo na spremembo koncentracij substratov. Indirekten/posreden vpliv na presnovo: Hranila spremenijo poti prenosa celičnih signalov in signalizacije. 2. Kaj je NF-κB in kakšno vlogo ima? Je transkripcijski dejavnik pri tvorbi vnetnih dejavnikov in posledično vnetnih procesov. Vnos n-3 VNMK inhibira NF-κB in tako vpliva na zmanjšanje vnetnih procesov v organizmu. 3. Kaj je LXR in kakšno vlogo ima v jetrih, perifernih tkivih ter adipocitih? Je transkripcijski dejavnik, ki veže holesterol in žolčne kisline. V jetrih LXR vpliva na povečano ekspresijo genov, ki kodirajo različne apolipoproteine, lipoproteinsko lipazo, encime, ki sodelujejo pri elongaciji nenasičenih maščobnih kislin. V perifernih tkivih je LXR znan po spodbujanju izražanja genov, ki so ključni pri transportu holesterola iz periferije do jeter (HDL-holesterola). V adipocitih pa LXR vpliva na metabolizem glukoze, na izražanje in tvorbo GLUT4. 4. Kaj je NRF2 in kakšna je njegova vloga? Je glavna tarča rutina in kvercentina, ki ju najdemo npr. v ajdi. NRF2 zmanjša količino reaktivnih kisikovi spojin. 5. Kaj je transkriptomika, katere molekule preiskujemo in katera je glavna metoda za preiskovanje transkriptoma? Transkriptomika preučuje izražanje genov, mRNA na nivoju celotnega genoma. Glavno orodje analize izražanja genov so mikromreže. 6. Katera je najpogosteje uporabljena metoda v proteomiki oz. za ločevanje proteinov? 2-dimenzionalna (2D) gelska elektroforeza. 7. S čim se ukvarja metabolomika in kaj je metabolom? Metabolomika proučuje metabolite in se ukvarja z identifikacijo presnovnih fenotipov. Metabolom predstavljajo majhne neproteinske molekule različne kemijske sestave. Predavanje – ponovitev 1. Na kateri dušikovi bazi v molekuli DNA poteka metilacija? Citozin. 2. Kateri je univerzalni donor metilne skupine za metilacijo DNA in kateri so njegovi prekurzorji? Univerzalni donor metilne skupine za metilacijo DNA in proteinov, med drugim tudi histonov, je S-adenozilmetionin (SAM). SAM se sintetizira v ciklu enega ogljika iz številnih prekurzorjev, prisotnih v hrani. Mednje spadajo betain, holin, folat in metionin. 3. Kateri je donor acetilne skupine za acetilacijo histonov? Donor acetilne skupine za acetilacijo histonov je acetil-koencim A (acetil-CoA). Vaje 1. Kako bi izvedli nutrigenetski eksperiment, da bi določili polimorfizem? V 1. fazi bi izolirali DNA molekulo in nato izvedli PCR. 2. Želimo pomnožiti molekulo oziroma določeno regijo v molekuli DNA. Katere elemente potrebujemo, da bo tekla verižna reakcija s polimerazo (PCR)? Tarčno DNA (DNA izolirana iz biološke sledi ali osebe), DNA polimerazo (termostabilno), oligonukleotidne začetnike, nukletoide (vse 4 tipe) in Mg2+ ione. 3. Kakšna je razlika med genetskimi spremembami in epigenetskimi modifikacijami? Genetske spremembe so spremembe nukleotidnega zaporedja, pri epigenetski modifikacijah pa gre za metilacijo citozina in