2.2(2) Flashcards
kako človek spreminja genome organizmov za lastne potrebe?
- umetni izbor
- križanje
- genski inženiring
kaj je umetni izbor?
človek z umetnim izborom odbira rastline in živali z najbolj zaželenimi aleli in genotipom, ki so povečali uporabnost gojenega organizma
kaj je navadni postopek pri umetnem izboru?
v populaciji so raznoliki osebki — tisti, ki nimajo želeno lastnost ne množijo vnaprej, množijo vnaprej le tisti, ki imajo želeno lastnost ⇒ povečanje deleža osebkov z želenimi lastnostmi
kaj je križanje?
človek s križanjem vzgaja rastline in živali z najbolj zaželenimi lastnostmi, tako, da križa dve sorodne vrste, s katerimi nastanejo alopoliploidi
kaj je alopoliploid?
= potomec dveh sorodnih vrst, ki ima garnituri kromosomov obeh staršev
kaj so pomanjkljivosti križanja?
- alopoliploidi imajo garnituri obeh staršev ⇒ nima homolognih parov kromosomov ⇒ v mejozi nastanejo nepopolne gamete ⇒ potomci ne morejo pravilno pariti ⇒ neživali se razmnožujejo nespolno, živali pa so neplodne
- obstajajo določene naravne omejitve glede možnosti kombiniranja genov različnih vrst
primeri križanja
- osel (male donkey) + kobila (female horse) = mula
- oslica (female donkey) + žrebec (male horse) = mezeg
kaj je genski inženiring?
= neposredno spreminjanje izbranih genov za različne uporabne namene
gre za tehnologijo rekombinantne DNA = skupina postopkov, ki omogočajo združitev DNA različnega izvora
na čim temelji genski inženiring?
na univerzalnosti genetskega koda
kaj so omejitve pri genskem inženiringu?
ni omejitev, če ne upoštevamo etične dileme in nova tveganja
kaj so glavni koraki genskega inženiringa?
- izolacija enega gena iz izvornega genoma ⇒ dobimo golo DNA brez proteinov
- izrez želenega dela DNA s pomočjo restrikcijskih encimov
- izolacija fragmenta DNA
- priprava in uporaba vektorja (prenašalca)
- genetsko spremenjeni plazmid se vstavi v gostiteljski organizem (bakterije ali kvasovke) in se v njem klonira
kaj so restrikcijski encimi?
kaj delajo? kaksno vlogo imajo? kako so poimenovani?
ali endonukleaze
režejo DNA na specifičnih zaporedjih nukleotidov, oz. odprejo plazmide na restrikcijskem mestu in izrežejo izbrani gen iz večje molekule DNA različnih bakterij
imajo obrambno vlogo proti tuji DNA v bakterijah tako, da uničijo virusno DNA
poimenovani so glede na vrste bakterij, iz katerih so jih prvič izolirali
kaj je restrikcijsko mesto?
vsak encim prepozna samo točno specifično zaporedje, ki ga imenujemo restrikcijsko mesto, in ga tam odpre
o vektorju/prenašalcu
kako uporabljamo, kaj je najpogosteje uporabljeno kot vektor?
- vektor prenese želeni gen v drug organizem
- kot vektor se najpogosteje uporablja bakterijski plazmid, saj je transpozabilen
kako pripravimo vektor?
- restrikcijski encim izreže plazmid, oz. ga odpre
- v odprt plazmid se vstavi želeni gen s pomočjo encima DNA-ligaze, ki poveže fragmente genomske DNA s posameznimi molekulami vektorja
kaj so genske spremenjeni organizmi?
= GSO = organizmi (z izjemo človeka), ki smo jim spremenili genom na način, ki se ne pojavlja v naravi s križanjem in/ali naravno rekombinacijo
kako lahko organizmi genetsko spreminjamo?
- dodatek tujega gena ⇒ transgeni organizmi
- sprememba obstoječega gena
- odstranitev, deaktivacija obstoječega gena
kaj je primer gensko spremenjene bakterije?
hGH
o hGH
kako se imenuje, kje nastaja, oblika, kaj dela
- ali somatostatin = človeški rastni hormon
- nastaja v hipofizi
- gre za kratek protein, ki je sestavljen s 14 aminokislinami
- pospeši rast telesnih celic, mišic in kostnih celic
kako hGH pospeši rast telesnih celic, mišic in kostnih celic?
- pospeši sintezo proteinov
- pospeši privzem aminokislin preko celične membrane
- pospeši pretvorbo glikogena v glukozo v jetrih
kako uporabljamo umetni gen za hGH pri genskem inženiringu?
vstavitev umetnega gena v plazmid, nato pa v mutirano različico E.coli
zakaj za genski inženiring se uporablja mutirana različica E.coli?
saj obstaja nevarnost, da bi genetsko spremenjena bakterija lahko ušla v okolje in izmenjala svoje gene s populacijo E.coli iz črevesja ⇒ možne so nepredvidljive posledice
kje gojijo mutirano različico E.coli?
biotovarne gojijo spremenjene E.coli v bioreaktorjih
ali je gensko spreminjanje evkariontov bolj zahtevno kot pri prokariontih? zakaj?
da, ker:
* plazmidi niso prisotni (razen v kvasovkah) ⇒ vstavljeni plazmidi mogoče lahko težje preživijo v evkariontskih celicah
* evkarionti so diploidni ⇒ pri genskem inženiringu morata biti spremenjeni dva alela
kaj je bila prva GS žival?
Ovčka Tracy (1997) = prva transgena žival, v svojem mleku je tvorila rekombinantno zdravilo AAT
kaj je AAT? kje nastane?
= alfa-1-antitripsin = beljakovinsko zdravilo za zdravljenje emfizema in cistične fibroze
nastane v jetrih in se po krvnem obtoku premakne v pljuča
kakšno vlogo ima AAT v človeškem telesu?
vzdržuje elastičnost pljuč, ki je ključna za dihalne gibe
kaj se zgodi če telo ne proizvaja dovolj AAT?
⇒ pljuča so lažje poškodovana zaradi kajenja, onesnaženosti ali prahu iz okolja ⇒ pljučne bolezni ali bolezen jeter (cistična fibroza)
kako so gensko spremenili ovčko Tracy?
pred spreminjanjem ovcine DNA so najprej spojili človeški gen AAT s promoterskim genom za β-laktoglobulin ⇒ vstavili rekombinantne DNA v jedro ovčje jajčece ⇒ implantacija jajčece v ovco ⇒ izražanje človeškega AAT je omejeno na mlečne žleze
kako so pridobivali AAT iz ovčke Tracy?
izražanje človeškega AAT je omejeno na mlečne žleze ⇒ AAT se izloča v mleko ⇒ ločevanje mlečnih beljakovin (ki vključuje človeški AAT) ⇒ dobivanje AAT
zakaj spojijo gen AAT s promoterskim genom za β-laktoglobulin? kje se to zgodi?
človeški gen AAT se izrazi le, ko je promoter β-laktoglobulin vključen, kar se zgodi le v mlečnih žlezah
primeri genov, ki jih lahko spremenimo pri živalih?
- gen AAT
- Faktor IX (faktor strjevanja krvi)
kaj je lažje genetsko spremeniti: rastline ali živali? zakaj?
rastline, saj večino rastlin lahko iz ene same somatske celice vzgojimo celotno rastlino
kaj je somatska celica?
= diploidna celica, ki ni gameta (spermija, jajčeca)
s čim lahko tvorimo transgene rastline?
z bakterijo Agrobacterium tumefaciens, ki vsebuje DNA plazmid, Ti plazmid
kakšen je postopek genskega spreminjanja rastlin?
bakterija se veže na rastlinsko celico ⇒ Ti DNA prenese v rastlinsko celico in se v jedru vstavi, kjer se Ti plazmid vstavi v rastlinski genom ⇒ rastlinska celica izrazi bakterijske Ti gene, proizvaja proteine, ki jih kodirajo
primeri GS rastlin
- “zlati riž”
- riž, ki je odporen na slanost
- paradižnik, ki dozori na rastlini in razvije dober okus
- Bt koruza
o “zlatem rižu”
= GS riž, ki vsebuje β-karoten ⇒ riž ima večjo vrednost vitamina A ⇒ preprečevanje slepote zaradi pomanjkanja vitamina A
o paradižniku, ki dozori na rastlini in razvije dober okus
nastane z uporabo RNAi antisense technology za utišanje ključnega encima v biokemičnem procesu razgradnje ⇒ je bolj odporen proti gnitju
o Bt koruzi
kaj dela? postopek
- GS koruza, ki je modificirana za odpornost na škodljivce na koruzi
- gen iz bakterije Bacillus thuringiensis, ki kodira toksin Bt (insekticid) vstavimo v Ti plazmid, ki deluje kot vektor ⇒ plazmid vstavimo v gen koruze in se v jedru množi ⇒ koruza izraža toksin Bt ⇒ odporna na škodljivce
zakaj je Bt koruza posebna GS rastlina?
- je edina gensko spremenjena hrana dovoljena za tržno pridelavo v EU
- deluje tudi na neciljne organizme – cvetni prah te koruze zavira razvoj/ubije domače metulje in vešče
kaj so negativne plasti rastlinske biotehnologije?
- učinki na človeško zdravje: prenos alergenov v rastline, ki se uporabljajo v prehrani
- možni učinki na netarčne organizme
- prenos genov na netarčne organizme in manjša biodiverziteta
- tveganja, čas, denar, ogljični odtis
kaj je kloniranje?
= proizvodnja identičnih kopij genov, celic ali organizmov
kaj je klon?
= produkt kloniranja = skupina genetsko identičnih organizmov/celic, nastalih iz ene same starševske celice
ali obstajajo kloni v naravi?
da, osebki, ki nastanejo z nespolnim razmnoževanjem
kaj je gensko kloniranje?
= proizvodnja številnih kopij enega samega gena, potem, ko je bil gen enkrat izoliran, ta gen potem lahko uporabijo na številčni načini
kaj velja za večino genov, ki kodirajo proteine?
nahajajo se v obliki ene same kopije v haploidnem genomu
na kakšen način je izoliran gen uporaben?
- za izdelavo številnih kopij določenega gena
- za proizvodnjo proteinskega produkta
kaj je postopek genskega inženiringa bakterij?
- izolacija plazmida bakterijske celice in vanj vstavijo DNA iz drugega organizma ⇒ nastane rekombinantni plazmid
- plazmid vsatvijo v bakterijsko celico ⇒ bakterija postane rekombinantna bakterija
- rekombinantna bakterija (oz. gostiteljska celica) se razmnožuje z delitvijo ⇒ nastane klon celic, ki vsebujejo klonirani gen, ki nas zanima
kako lahko kloniramo rastline?
večino rastlin je mogoče enostavno klonirati iz koščka korenine, stebla ali listov (delčka telesa)
primeri kloniranja rastlin
- pritlike
- gomolji, čebulice
- potaknjenci
kaj so pritlike?
= modificirana lateralna stebla, ki služijo nespolnemu razmnoževanju
vsaka novo nastala rastlina, ki zraste iz pritlike, se lahko loči od materinske rastline in je njen klon
kaj so gomolji, čebulice?
= modificirana podzemna stebla, ki so založni organi
pozimi rastlina odmre, spomladi pa lahko iz vsakega gomolja zraste nova rastlina, ki je klon starševske rastline
naravni primeri kloniranja žival
brstenje, cepitev
kaj je brstenje?
= nov osebek zraste kot izrastek starševskega
kaj je cepitev?
= razmnoževanje z delitvijo celic
kako lahko kloniramo živali?
nemogoče jih je klonirati iz delčka telesa kot rastline, živalski zarodki pa v zgodnji fazi razdelijo v več delov ⇒ vsak del lahko razvije v ločeno žival
najpogosteje uporabijo tehniko prenosa jedra
kaj je tehnika prenosa jedra?
= nadomestitev jedra neoplojene jajčne celice z jedrom iz diferencirane odrasle telesne celice ⇒ embriji (blastociste) ⇒ klon telesne celice, ki se kasneje lahko uporabijo reproduktivno ali terapevtsko kloniranje
kako je citoplazma neoplojene jajčne celice pomembna pri tehniki prenosa jedra?
v citoplazmi neoplojene jajčne celice so številne snovi, ki usmerjajo genom iz telesne celice tako, da iz jajčeca nastane embrij
kaj je cilj reproduktivnega kloniranja?
organizem ima določene želene lastnosti in si želimo več organizmov s takimi lastnostmi
ali je kloniranje žival učinkovit proces?
ni
od leta 1997 samo 17 živali
kaj je prvi primer uspešnega reproduktivnega kloniranja odrasle živali?
ovčka Dolly
postopek kloniranja ovčke Dolly
- prenos jedra iz telesne celice — eno jedro iz celic mlečnih žlez, ki so že diferencirane, 6-letne ovce so prenesli v citoplazmo prazne neoplojene jajčne celice
- pod vplivom proteinov iz jajčne citoplazme, se je odrasli genom reprogramiral tako, da se je začel razvoj zarodka
- zarodek na ravno blastociste so prenesli v maternico nadomestne matere, ki je nosila zarodek in omogočila njegov skotitev
genetske povezave ovčke Dolly s 3 matermi
- ni genetske povezave med nadomestno materjo in zarodkom ali s tisto, od katere so vzeli neoplojeno jajčno celico
- genom klonirane živali je enaki tistemu, od živali, od katere so vzeli jedro
kaj je cilj terapevtskega kloniranja?
proizvodnja embrionalnih zarodkov za medicinsko uporabo, oz. za proizvodnjo kože ali drugih tkiv z namenom zdravljenja bolnikov
te tkiva lahko nadomestijo tkivo ali cele organe, ki so pri nekem človeku okvarjeni
kako se razlikuje reproduktivno in terapevtsko kloniranje?
zarodki nikoli ne vstavijo v maternico
na čim temelji terapevtsko kloniranje?
zarodne celice se lahko delijo in diferencirajo v katerokoli vrsto človeških celic
kaj je postopek terapevtskega kloniranja?
- tehnika prenosa jedra: jedro jajčne celice je odstranjeno in ga nadomesti jedro somatske celice od specifičnega donorja ⇒ ta celica se pretvori v klonirano blastocisto
- iz klonirane blastociste lahko razvije v katerokoli vrsto človeških celic, ki genetsko ujemajo k določenemu donorju
kaj je genska terapija?
= vnos DNA v človeške/živalske celice z namenom:
1. nadomestiti okvarjen gen
2. spremeniti okvarjen gen
3. utišati izražanje okvarjenega gena
kaj je postopek genske terapije?
- povezava DNA, ki jo želimo vnesti, z vektorjem, nato se terapevtski gen vstavi v virus
- lahko poteka na dva načina:
a. odvzem celice ⇒ vnos DNA v celico ex vivo ⇒ gensko spremenjeno celico vrnejo nazaj v organizem
b. vnos DNA direktno v celice okvarjenih tkiv in organov
primeri bolezni, ki se zdravijo z gensko terapijo
- SCID
- spinalna mišična atrofija
kaj je SCID?
= severe combined immunodeficiency = huda kombinirana imunska pomanjkljivost
je posledica okvarjenega gena ADA na kromosomu 20, ki kodira encim adenozin deaminaza ⇒ nefunkcionalen imunski sistem ⇒ občutljivost za vsakovrstne nevarne okužbe ⇒ “bubble babies”
kaj so ključni koraki pri genski terapiji za SCID?
- izolacija limfocitov (vrsta levkocitov) z okvarjenim genom ADA iz bolnika s SCID
- gojenje teh celic “in vitro”
- vnos retrovirusa z genom, ki kodira delujoč encim ADA “ex vivo” v nagojene limfocite
- transfuzija modificiranih limfocitov nazaj v bolnika (učinek traja 4 leta od začetka terapije)
ex vivo - ?
⇒ tkivo, ki ni umetno ustvarjeno, ampak je neposredno odvzeto iz živega organizma
in vitro - ?
⇒ celični sistem, vzpostavljen v laboratoriju za celične kulture
kaj je retrovirus?
virus, ki napade DNA gostiteljske celice, vanjo vstavi kopijo svojega RNA genoma in tako spremeni genom te celice
kaj je spinalna mišična atrofija?
posledica okvarjenega ali manjkajočega gena SMN1, ki kodira protein, ključen za preživetje in zdravje motoričnih nevronov ⇒ napredujoča mišična oslabelost
kaj je PCR?
= polymerase chain reaction = verižna reakcija s polimerazo = metoda, s katero lahko v epruveti v nekaj urah večmilijonkrat pomnožimo določen odsek DNA
ni analitična metoda, ampak metoda podvojevanja DNA
potek podvojevanja DNA
- DNA se odvije, vijačnici se ločita: prekinejo se H-vezi med dušikovimi bazami (encim helikaza)
- posamezna prosta vijačnica deluje kot matrica za novo verigo: prosti nukleotidi se z H-vezmi vežejo na proste baze starševske verige ⇒ nukleotidi se povežejo med seboj s fosfodiestrskimi vezmi in tvorijo novo verigo (encim DNA polimeraza)
- starševska veriga in nova veriga se zvijeta v dvojno vijačnico
o novo nastalih verig DNA po podvojevanju DNA
novo nastali DNA imata identično zaporedje nukleotidov kot starševska veriga DNA
vsaka od obeh novo nastalih verig je komplementarna starševski verigi, ob kateri je nastala in identična drugi starševski verigi
podvojevanje DNA je semikonzervativen proces
kdaj je PCR uporaben?
pri majhni količini DNA in nečistih vzorcih
kaj je postopek PCR?
- izberemo tarčno zaporedje DNA
- denaturacija DNA
- vezava primerjev
- sinteza komplementarne verige, tako, da Taq DNA polimeraza doda nukleotide na oba 3’ konca primerjev
- ponovitev postopka n krat ⇒ nastanek 2n molekul DNA
kaj potrebujemo za PCR?
- tarčno zapordje DNA
- Taq DNA polimeraza
- MgCl2
- PCR pufer
- primer [prajmer]
- mešanica DNA nukleotidov
kaj je tarčno zaporedje DNA?
= del DNA, katerega količino želimo pomnožiti
kaj je Taq DNA polimeraza?
= encim, ki katalizira polimerizacijo DNA nukleotidov v polinukleotidno verigo DNA
kaj je MgCl2?
= ključni kofaktor za delovanje Taq DNA polimeraze
kaj je PCR pufer?
ustvarja optimalno okolje za delovanje Taq DNA polimeraze
kaj je primer?
= kratka enoverižna zaporedje DNA nukleotidov, ki so ustvarjeni tako, da locirajo tarčno DNA zaporedje
specifična ⇒ z vodikovimi vezmi se vežeta samo na zaporedja na nasprotnih koncih tarčnega zaporedja ⇒ potrebujemo dva primerja za pomnožitev tarčnega zaporedja: en, ki se veže na začetek, drugi pa na konec tarčnega zaporedja
zakaj potrebujemo mešanico DNA nukleotidov?
so gradniki za nove DNA verige
kaj so prednosti PCR?
- hitrost
- specifičnost
o specifičnosti PCR-ja?
- primerji se vežejo samo na zaporedja na nasprotnih koncih tarčnega zaporedja z vodikovimi vezmi
- ob koncu tretjega cikla je 25% molekul DNA identičnih tarčnemu zaporedju
s čim analiziramo produkte PCR?
s PCR v realnem času ali z gelsko elektroforezo
kaj je PCR v realnem času?
kaj omogoča? na čim temelji?
omogoča sprotno zasledovanje količine nastalega produkta in kvantificiranje točno določene DNA v začetnem vzorcu
temelji na spremljanju fluorescentnega signala
kaj je prednost PCR-ja v realnem času pred gelsko elektroforezo?
- gel ni potreben, saj sistem že poda rezultate
- potrebuje manj časa, ki ga za reakcijo porabimo
- manj možnosti kontaminacije
kaj nam pove jakost fluorescentnega signala pri PCR-ju v realnem času?
je sorazmerno s količino produkta
za kaj je uporaben PCR v realnem času?
kvantitativna analiza prisotnosti določenega DNA zaporedj (t.i. kvantitativni PCR – qPCR)
graf, ki predstavlja PCR v realnem času
osi
x os - število ciklov
y os - fluorescenca, ki jo oddaja nastajajoči produkt
faze PCR
- “background” faza
- eksponencialna faza
- faza platoja
kaj označuje background fazo?
- signala ne moremo zaznati, zato ne moremo meriti količino produkta
- v prvih ciklih gre za zelo majhne količine produkta ⇒ povečanje fluorescence ne moremo detektirati kljub eksponencialni rasti produkta
kaj označuje eksponencialno fazo?
- količina produkta raste eksponencialno (2n molekul DNA)
- kvantifikacija produkta
- se začne s Ct
kaj je Ct?
- = cikel, v katerem količina produkta naraste dovolj, da signal lahko detektiramo (threshold cycle)
- predstavi začetek eksponencialne faze
- jakost, pri kateri odčitamo Ct vrednost na grafu prikažemo kot mejno črto
od česa je odvisna vrednost Ct?
od začetne količine DNA: večja količina ⇒ potrebnih manj ciklov, da bi dobili signal intenzitete, ki jo lahko detektiramo ⇒ majhna vrednost Ct (in obratno)
kaj je značilno za vsi vzorci z isto jakostjo signala?
vsebujejo tudi enako št. produktov, oz. vsi vzorci imajo po Ct številu ciklov identično število specifičnih kopij
kaj označuje fazo platoja?
- produkt ne nastaja več zaradi prebitka produkta glede na primerje, zmanjšane encimske aktivnosti, …
- neeksponencialna faza
kakšen je lahko qPCR?
s fluorescenčnim barvilom
s probo
qPCR s fluorescenčnim barvilom
- je manj specifična detekcija
- barvilo, ki ni vezano na dvojno verigo DNA, ne fluorescira, ampak ko se barvilo veže na dvojno vijačnico, začne emitirati fluorescenco ⇒ omogoča določitev začetne koncentracije DNA v vzorcu
qPCR s probo
- specifična detekcija
- temelji na specifičnih probah, ki se vežejo specifično samo na določeno DNA zaporedje ⇒ produkt lahko kvalitativno detektiramo, saj v primeru drugega alela, ne dobimo fluorescenčnega signala
- probe imajo vezane reportersko barvilo in barvilo dušilca — reportersko barvilo samo zase fluorescira, a ker je v bližini barvila dušilca, ta zaduši fluorescenco
- DNA polimeraza med podaljševanjem polinukleotidne verige cepi probo ⇒ ločevanje reporterskega barvila in barvila dušilca ⇒ reportersko barvilo začne oddajati fluorescenco — oddana fluorescenca v vsakem PCR ciklu je sorazmerna količini nastalega produkta
kaj je primer real-time PCR-ja?
Coronavirus test
postopek Coronavirus testa
- izolacija virusne RNA
- sinteza cDNA verige, ki je komplementarna virusni RNA, z encimom reverzna transkriptaza
- denaturacija (razprtje dvojne verige RNA-cDNA)
- vezava primerjev
- sinteza komplementarne verige k cDNA z DNA polimerazo
- pridobitev tarčnega zaporedja, denaturacija in vezava primerjev s TaqMan probe
- DNA polimeraza med podaljševanjem polinukleotidne verige cepi probo ⇒ loči reportersko barvilo od dušilca ⇒ začne oddajati fluorescenco
kaj pomeni, da coronavirus test odda več fluorescence?
⇒ več virusne RNA ⇒ pozitivni PCR test za Covid-19
kaj je gelska elektroforeza?
= metoda za analizo DNA, ki se uporablja za ločevanje proteinov ali delov DNA, glede na njihovo velikost, električni naboj ali druge fizikalne lastnosti
kako deluje gel pri gelski elektroforezi? kam potujejo n.k. glede el. polja?
- gel je polisaharid agaroza, ki deluje kot molekularno sito za ločevanje nukleinskih kislin ali proteinov glede na njihovo velikost, naboj ali druge fizikalne lastnosti
- nukleinske kisline imajo negativen naboj zaradi fosfatne skupine ⇒ potujejo proti pozitivnemu polu električnega polja
kako se ločujejo makromolekule pri gelski elektroforezi?
- glede na njihovo hitrost premikanja skozi gel v električnem polju
- razdalja, ki jo prepotuje molekula DNA, je obratno sorazmerna z njeno dolžino: daljše molekule potujejo počasneje, krajše hitreje
kako poteka gelska elektroforeza?
- v posebne nosilce se vlije stopljena agaroza in vstavi v glavnik za jamice
- ko se gel strdi, se odstrani glavnik in nosilec z gelom se postavi v banjico za elektroforezo
- z avtomatsko pipeto se vzorci vnesejo v posamezne jamice
- banjica se pokrije in priključi na izvor električne napetosti
- etidijev bromid, ki se je vgradil v DNA, oddaja svetlobo v oranžno-rdečem delu vidnega spektra ⇒ po končani elektroforezi se gel posvetli z UV-svetlobo
kaj je genetski profil?
= edinstveno DNA zaporedje vsakega posameznika (npr. prstni odtis)
kaj so mikrosatelitska zaporedja?
ali short tandem repeats (STR)
= zaporedja iz 2 do 6 baznih parov, število ponovitev katerih se od človeka do človeka močno razlikuje
kje so STR zaporedja?
- locirana po celotnem genomu, znotraj genov, med geni, posebej v bližini centromer in telomer
- ponovitve obstajajo na obeh alelih homolognih kromosomov
kaj so postopki primerjav genetskih profilov? + primer
- pridobitev vzorca DNA
- s PCR se pomnožijo specifične STR v vzorcu DNA
- gelska elektroforeza ⇒ ugotovimo velikost pomnoženega zaporedja DNA in števila ponovitev zaporedja STR
- primerjamo DNA profili več posameznikov
npr: določanje očetovstva
kaj je evolucija? kakšna je (oz. ni)?
= spreminjanje dednih lastnosti iz generacije v generacijo
ni linearna, ni vedno progresivna in je lahko regresivna (v bolj preproste oblike)
kaj so 3 pogoji za evolucijo?
- dedna raznolikost
- dedovanje
- razmnoževanje
manjka eden od njih ⇒ ne gre za pravo evolucijsko spreminjanje
zakaj je dedna raznolikost pogoj za evolucijo?
ker spremembe, ki nastanejo v času življenja osebka zaradi vplivov okolja ne prenesejo na potomce (npr. Bonsai drevo)
kaj so vzroki za genetsko raznolikost?
- z mutacijami nastajajo novi aleli
- spolno razmnoževanje
naštej evolucijski dejavniki
- naključje
- naravni izbor (napovedljiv, stalni evolucijski dejavnik)
- mutiranje (nastanek novih alelov)
- preseljevanje osebkov (pojav lastnosti, ki niso prej bili v populaciji, napovedljiv evolucijski dejavnik)
kaj je metamorfoza?
= preobrazba = biološki proces, pri katerem se dogajajo hitre, obsežne spremembe telesne zgradbe živali (nastanejo novi organi, barve, oblike) in se spremeni vedenje, življenjski prostor, …
kaj je evolucijska biologija?
= znanost in veda o izvoru in razvoju živih bitij v geološki preteklosti
na kaj se nanašajo evolucijske raziskave?
- filogenezo
- filogenetske spremembe
- vzroki za filogenetske spremembe
- mehanizmi evolucije
kaj je filogeneza?
= izvor in razvoj sistematskih skupin živih bitij
kaj so filogenetske spremembe?
= zgodovinsko spreminjanje skupin živih bitij
kdo je postavil prvo znanstveno hipotezo o evoluciji?
Jean Baptiste Lamarck
kaj je trdila Lamarckova hipoteza o evoluciji?
- prve žirafe naj bi bile kratkovratne, zaradi želje po višjih listih so se raztegovale ⇒ skozi generacije se jim je vrat podaljšal
- revolucionarna ideja, da živa bitja se spreminjajo tako, da zaporedja fosilov različnih organizmov lahko razložimo s postopnim spreminjanjem organizmov skozi daljša časovna obdobja ⇒ vrste niso nespremenljive
- ne odgovori na kak način se spreminjajo vrste
zakaj Lamarckova teorija ne drži?
danes vemo, da spremembe delov telesa zaradi vpliva okolja ali rabe/nerabe niso dedne
kdo je odgovoril na vprašanje na kak način se spreminjajo vrste? kje
Charles Darwin v svoji knjigi “O Nastanku vrst z naravnim izborom”
kaj je glavna trditev Darwinove knjige “O nastanku vrst z naravnim izborom”?
- vse oblike življenja so nastale iz skupnega prednika na temelju dedovanja lastnosti s postopnim spreminjanjem skozi daljša časovna obdobja ⇒ postopoma se nakopiči toliko razlik, da nastane nova vrsta
- mehanizem, ki povzroča to postopno spreminjanje, je naravni izbor
4 postulati Darwinovega evolucijskega nauka
- dedna raznolikost osebkov znotraj ene vrste
- hiperprodukcija
- naravni izbor
- postopno spreminjanje populacij skozi čas