A2. Enzymy transkripcieU prokaryotov je to enzym Dna zavisla Rna polymer – vyhladanie oblasti promotoraEukaryonty maju Rna pol 1, 2, 3.3. Enzymy redupikacneho procesu a ich funkciaDna polymerza- navezovanie nukleotidovkopolymeráza III.- identifikuje začiatok replikácie (OR miesto). - ß podjednotka DNA polymerázy III.helikáza, gyráza - rozpletávacie enzymu. - rozpletávajú dvojzávitnicu DNA do dvoch oddelených reťazcov – vytvorenie replikačnej vydliceprimáza- katalyzuje tvorbu RNA očiek (primery)DNA ligázy-sppájajú konce dvoch reťazcov tak že katalyzujúsyntézu fosfodiesterových väzieb medzi 3-OH skupinou jedného reťazca a 5-fosfátovou skupinou druhého reťazca4. Vysvetlite pojmy: matrica, primer, okazak. Fragm. Gen kodPrimer- Rna ocko,kratky oligonukleotid RNA, kt poskytuje volnu 3-oh skupinu pre zahajenie reduplikacie5 Strukturny model tRNA6. Popište chemizmus a štruktúru DNAPolynukleotidový reťazec – základná jednotka je nukleotidNukleotid: dusíkatá zásada – purínová A,G ,pyrimidínová C,TCukorná zložka – pentóza 2 – deoxy – D – ribózazvyšok – H3PO4 Nukleotid – NZ + cukor + H3PO4 Nukleozid – NZ + cukorštruktúra DNA (jadrová)a) primárna štruktúra je daná sekvenciou nukleotidov

v polynukleotidovom reťazcib) sekundárna štruktúra je tvorená pravotočivou dvojzávitnicou, pričom

vlákna sú antiparalelne orientované7. Vysvetlite stupne translacie1, aktivácia AMK – tvorba aminoacyladenylátu2, tvorba komplexu aktivovanej AMK s príslušnou tRNA3, transport komplexu aminoacyl-tRNA do ribozómu4, translačné reakcie - iniciácia – začatie tvorby polypeptidového reťazca - elongácia (predlžovanie) polypeptidového reťazca - trminácia (ukončenie)5, posttranslačná modifikácia bielkovín8. Geneticky kod a jeho vlastnosti- neexistuje vymedzenie kodónu

- genetický kód je degenerovaný, jedna AMK je kódovaná viacerými tripletmi- iniciačný triplet AUG ktorým sa začína syntéza každej bielkoviny kóduje metionín alebo formylmetionín - terminačné triplety UAA, UAG, UGA ktoré nekódujú žiadnu AMK sú stop kodóny – ukončenie syntézy bielkovín- genetický kód je univerzálny9. Charakterizujte proces postramskripcnej modif.- súbor enzýmových reakcií , ktorými sa primárny transkriptačný produkt mení na zrelú funkčnú molekuluprocessing :- nukleotické reakcie – štiepenie veľkých molekúl na menšie pomocou endonukleáz- pripojenie terminálnych nukleotidov - modifikácia nukleozidov – metylácia N- zásadexón- časť DNA ktorá kóduje nejakú aminokyselinuintrón-časť DNA ktorá nekóduje aminokyselinuB1.Vysvetlite pojmy: operon ,gen.kod, mutacia, mutagenoperón - predstavuje koordinovanú jednotku gen.expresie, je to komplex génov na DNA, ktoré kódujú biosyntézu biolkovín v jednej metabolickej dráhe (kalvinov c.)Mutácie - náhle dedičné zmeny znakov a vlastností, prirodzene, alebo umelo vyvolané,Mutagény – látky, alebo faktory prostredia schopné svojim pôsobením v organizmoch vyvolať dedičnú zmenu, mutáciu2.Vymenujte a charakterizujte regul. Geny3. Vysvetlite operonovy model regulacie genov

a) regulačný – obsahuje gén ktorý kóduje biosyntézu bielkoviny-represora ktorý

má dve väzobné miesta, jedno resguje s efektorom a druhé s operátorom

b) úsek kontroly – promótor miesto na DNA kde sa naväzuje RNA polymeráza a je iniciačným miestom transkripcie

operátor miesto na DNA kde sa naväzuje represor, operátor sa na mRNA netranskribuje

c) úsek štuktúrnych génov – kóduje biosyntézu jednotlivých bielkovín4. Vysvetlite vztah medzi represorom a dna polym5. Vysvetlite pojmy: primer, transkripcia, operator, regulator

Primer- Rna ocko,kratky oligonukleotid RNA, kt poskytuje volnu 3-oh skupinu pre zahajenie reduplikacieOperátor-miesto na DNA kde sa naväzuje represor, operátor sa na mRNA netranskribuje6. Regul. Cinnosti genov v eukaryot. Org.a) humorálna (chemická) – regulácia prostredníctvom hormónov,fytohormónov atď.b) nervový systém (elektrochemicky) – najdokonalejší riadiaci a koordinačný aparát, neuróny pomocou synapticckých spojení vytvárajú sieť prostredníctvom ktorej regulujú anabolické procesy v bunkáchc) imunitný systém- evolučne najmladší, zložený z lymfocytov a protilátok, ktoré

pomocou imunitných mechanizmov rozpoznávajú antigény7.Vyvetlite proces indukcie- transkripcia génov neprebieha, to znamená že represor je aktívny naviazaný na operátora transkripcia je blokovaná - aby nastala transkripcia génov je potrebné urobiť z aktívneho represoraa neaktívny - aktivita represora sa reguluje pomocu efektora (substrát, produkt)- po naviazaní efektora na represor sa mení jeho štruktúra a tým pádom nieje schoný sa naviazať na operátor a transkripcia génov prebieha8.Vyvetlite proces represie- transkripcia génov prebieha, to znamená že represor je neaktívny, represor sa zaktivuje tak že dochádza j odštiepeniu efektora a represor nadobúda pôvodnú štruktúru a je schopný naviazať sa na operátora- represor sa môže naviazať na operátor - priamo - prostredníctvom efektora- RNA polymeráza sa naväzuje priamo cAMP + katabolitový aktivačný proteínC1. Chrakterizujte mutageny z hladiska ich povodu a ucinku na org.Delenie: monošpecifické, všeobecnéPodľa podstaty: fyzikálne, chemické, biologickéúčinku univerzálne a druhovo špecifické pôvodu prirodzené a umelé2. Charakterizujte a popiste typy genovych mutacii1, substitúcia jedného alebo niekoľkých po sebe idúcich párov zásad2, zmena poradia párov zásad

3, adícia (včlenenie) nového páru zásad4, duplikácia jedného alebo viacerých párov zásad5, delécia (vypadnutie) jedného alebo viacerých párov zásad6, včlenenie abnormálnej zásadyvýsledkom bodových mutácií je posunutie čítania genetickej informácie3. Vysvetlite pojmy: mutabilita, mutacna zataz, mutagen, indukovane mutacieMutabilita – schopnosť vytvárať mutácieMutačna zataz– hladina prirodzene sa vyskytujúcih mutagénov v prostredí- zisťovaný podľa frekvencie zmutovaných foriem génovMutagén – látka schopná vyvolať dedičnú zmenu - faktory prostredia, ktoré zvyšujú frekvenciuIndukovane mutacie- mutacie vytvorene posobenim nejakeho indukcneho faktora v prostredi. 4. Rozdelenie mutagennych faktorovFyzykalneChemicke -chemické látky schopné akýmkoľvek spôsobom meniť chemizmus a štruktúru nukleových kyselín.vyvolávajú primárne a sekundárne zmeny genetického materiáluBiologicke-produkty živých organizmov. metabolity organizmov: pre producentov neškodné, pre iné organizmy toxické5. Vysvetite pojmy: mutacia, mutacna zataz, mutagen, mutacne spektrumMutačné spektrum – mutagénna špecifita génov a mutagénov sa prejavuje v šírke (viaceré formy príslušného génu vplyvom mutácií) podľa toho koľko typov daný mutagén vyvoláva, poznáme úzke alebo široké mutačné spektrumMutácia – náhla dedičná zmena GI, ktorá nie je podmienená kombinačnou premenlivosťouMutagén – látka schopná vyvolať dedičnú zmenu - faktory prostredia, ktoré zvyšujú frekvenciuMutačna zataz– hladina prirodzene sa vyskytujúcih mutagénov v prostredí- zisťovaný podľa frekvencie zmutovaných foriem génov7. Mutacie a ich rozdelenie podla povodu a urovne poskodenia gen infoPodľa úrovne genetickej informácie:– génové = bodové– chromozómové aberácie– genómovéPodľa typu bunky: gametické, somatické8. Definujte genotoxicke latky

látky ovplyvňujúce genetický informačný systém na úrovni chemizmu, štruktúry a organizácie. delenie podľa mechanizmu účinku: – mutagény– karcinogény -teratogényD1. Typy poskodeni DNA fyz.mutagenmizmeny chemizmu (bodové mutácie)zlomy (jedno a dvojreťazcové)kovalentné kruhové väzby (diméry)krížové väzby (crosslinky)medzireťazcovévnútroreťazcovéna úrovni chromozómov:narušenie celistvosti chromozómovDelécie, inverzie, translokácie– interchromozómové, intrachromozómové– Robertsonovská translokácia prstencové chromozómy, izochromozómy2.Popiste ucinky ionizacneho ziarenia na gen. Mat.účinky priame: ionizácia molekúl nepriame: rozklad vody na hydroxylové radikályE1. Uvedte typu posk. DNA kt vznikaju posob. chemomutageovIndukované chemomutáciesubstitúcia analógmi báz: halogénderivátmi a aminoderivátmi purínovcelková zmena DNA a nukleotidov: deaminácia a alkyláciaväzba chemickej látky na DNA (interkalácia)depolymerizáciaSpontánne chemomutácietautoméria dusikatých báz, depurinizácia a depyrinizácia, deaminácia, inkorporácia uracilu do DNA, oxidatívne poškodenie DNA2. Mechanizmus ucinku chemomutagenov3. Charakterizujte mykotoxiny a popiste tri skupinyproducenti: Penicillium, Aspergilus, Fusarium. Univerzálne mutagény, karcinogény, teratogényinterkalácia: -priamo– modifikované (cheláty, amidy, amíny)Sú metabolizovatelné (odbúratelné), fenotypový prejav úzky (bunkovo, tkanivovo špecifický)12 skupín Citrinínproducenti: rod Aspergillus, Penicilliumtoxicita: priama – nefrotoxín nepriama – kumulácia v obličkách, karcinogenéza

výskyt: kontaminant obilia spolu s ochratoxínom , rozklad v silne alkalickom prostredíCyklochlorínproducent: Penicillum islandicum štruktúra: aminokyseliny usporiadané do kruhu s atómom chlóruúčinky podobné citrinínu – hepatotoxín, karcinogén (karcinóm čriev) výskyt: ryža Ochratoxínproducent: rod Aspergillus, Penicillium ochratoxín A – najtoxickejšíúčinok: fenylalanínová časť molekuly je t-RNA zamenená za fenylalanín, kumarínová časť blokuje väzbu fenylalnínu do peptidového reťazca (blokovanie translácie)promótor karcinogenézy. výskyt: obilie, káva, krvné konzervy4. Vysvetlite proces substitucie analogmi baz, deaminaciu a depolymerizaciua)Substitúcia analógmi báz• Analóg báz – prvok, ktorý nepatrí do chemizmu nukleových kyselín, ale je schopný zastupovať normálnu bázuHalogénderiváty: – 5-bróm-uracil (BU), 5-jód-uracil, 5-chlór-uracil– reaktívne– formy: keto, enol– spôsobujú tranzícieBU: ketoforma analóg T, páruje sa s A (a) enolforma analóg C, páruje sa s G (b) Aminoderiváty purínov• puríny s jednou -NH2 skupinou navyše• 2-aminopurín, 8-aminopurín• 2-aminopurín analóg A, páruje sa s Tb)Deamináciapôsobením HNO2 sa z dusiktej báza odštiepuje –NH2 skupina– A –> hypoxantín, páruje sa s C– C –> uracil, páruje sa s A– G –> xantín, páruje sa s Cúplná zmnena chemizmu DNA, zmena párovacej schopnosti, tranzícia, zastavenie reduplikačných, transkripčných procesov repáracie s následkamic)Depolymerizácia DNAnepriamy mutačný efekt, spôsobený depurinizáciou a depyriminizáciou– účinok sekundárny (na poškodenej DNA iným mutagénom)účinky: zmena väzieb narušením stability väzby nukleotidov, rozpad reťazcov (fragmentácia)

inhibícia reduplikácie a transkripcielátky: peroxid vodíka, formaldehyd, temed, polyakrylamid,parafenyléndiamín, kofeín5. Vysvetlite proces substitucie baz a alkylaciuSubstitúcia analógmi bázAnalóg báz – prvok, ktorý nepatrí do chemizmu nukleových kyselín, ale je schopný zastupovať normálnu bázuHalogénderiváty: – 5-bróm-uracil (BU), 5-jód-uracil, 5-chlór-uracil– reaktívne– formy: keto, enol– spôsobujú tranzícieBU: ketoforma analóg T, páruje sa s A (a) enolforma analóg C, páruje sa s G (b)Aminoderiváty purínovpuríny s jednou -NH2 skupinou navyše2-aminopurín, 8-aminopurín2-aminopurín analóg A, páruje sa s TAlkyláciaprenos alkylovej skupiny na DNA, najcitlivejší G:– alkyláca dusíka (7), páruje sa s T– alkylácia kyslíka (6)hydroxylamín alkyluje uhlík (6) cytozínu, páruje s Aúčinky: tranzícia, transverzia, blokovanie reduplikácie (DNA neotvára reťazec), neukončenie reduplikácie (DNA ligáza nespája fragmenty), fragmentácia DNA (crosslinky) 6. Charakterizujte spontánne mutácie a vysvetlite jednotlivé typy Spontánne chemomutácieTautoméria dusikatých báz kolísavé párovanie báz:– A (aminoforma) – C (iminoforma)– A (inimoforma) – C (aminoforma)– G (ketoforma) – T (enolforma)– G (enolforma) – T (ketoforma)základný zdroj mutácií (substitúcie bez opravy)oslabenie stability konformačného stavuDepurinizácia, depyrinizácianarušenie ß-N-glykozidickej väzby, zachovanie fosfodiesterovej väzbyvznik voľného miesta DNA - obsadené iným nukleotidom (bodová mutácia)teplo, nízke pH Inkorporácia uracilu do DNA

komplementárne párovanie uracilu s adenínom v molekule DNA. uracil reaktívnejší ako tymín, uprednostňovaný pri energetickej nedostatočnostiOxidatívne poškodenie DNAtvorba hydroxylových radikálov pôsobením fyzikálnych mutagénov7. Mechanizmus účinku chemomutagenov- deaminacia, oxidatívne poškodeniaDeamináciapôsobením HNO2 sa z dusiktej báza odštiepuje –NH2 skupina– A –> hypoxantín, páruje sa s C– C –> uracil, páruje sa s A– G –> xantín, páruje sa s Cúplná zmnena chemizmu DNA, zmena párovacej schopnosti, tranzícia, zastavenie reduplikačných, transkripčných procesov, repáracie s následkamiOxidatívne poškodenie DNAtvorba hydroxylových radikálov pôsobením fyzikálnych mutagénovF1. Biologicke mutageny a mechanizmus ich ucinku(typy poskodeny kt vyvolavaju)produkty živých organizmov, metabolity organizmov: pre producentov neškodné, pre iné organizmy toxicképroducenti: nižšie organizmy (baktérie), huby, vyššie rastliny, produtky vyšších organizmovtoxicita: priamavyššie dávky-blokácia metabolizmu, smrť príjemcu nepriamanižšie dávky-poškodenie genetického systému na rôznej úrovni indukcia mutagenézy, karcinogenézyÚčinok na genetický materiál:Interkalácia, reverzné poškodenia, kumulatívne, detoxikácia2. Vysvetlite priamu a nepriamu toxicitu biolog mutag.toxicita: priamavyššie dávky-blokácia metabolizmu, smrť príjemcu nepriamanižšie dávky-poškodenie genetického systému na rôznej úrovni indukcia mutagenézy, karcinogenézy3. Charakterizujte mykotoxiny a vymenujte ich typyproducenti: Penicillium, Aspergilus, Fusarium. univerzálne mutagény, karcinogény, teratogényinterkalácia: priamo - modifikované (cheláty, amidy, amíny) metabolizovatelné (odbúratelné) fenotypový prejav úzky (bunkovo, tkanivovo špecifický)12 skupín

Aflatoxíny, Citrinín, Cyklochlorín, Fumonisíny, Kys. Cyklopiazónová, Patulín, Kys penicilínová, Ochratoxín, Leukoskyrín, Rubratoxín, Sterigmatocystín, Tremorgény, Trichotheceny, Zearalenon4.Rozdelte mykotoxiny podla miesta ucinku pri expresii genov.DNA templát, aflatoxín B1, B2, G1, G2, sterigmatocystín, patulín, kyselina penicilínová, trichothecenytranskripcia (RNA-polymeráza ) aflatoxín B1, G1, sterygmatocystín, patulín, citreoviridíntranslácia (ribozómy, polyribozómy)aflatoxín B1, trichotheceny, ochratoxín Abielkoviny (metabolické reakcie) aflatoxín B1, G1, patulín, trichotheceny, citreoviridín, cykloochratoxín5. Aflatoxiny a ich mutagenny ucinokproducenti: Aspergillus flavus, A. parasiticusaflatoxín: B1, B2, G1, G2 M, P, H, Qderivát aflatoxikol – v krvi viazaný na albumín, premena na aflatoxín, B12,3-epoxid (väzba na DNA, RNA)– konjugáty (glukuronidy)– hydroxyaflatoxín –najagresívnejší metabolit metabolizáciou (hydrolýza, demetylácia) sa menia na iný typ mutagénuinterkalačný účinok: blokovanie reduplikácie, transkripcie, iniciácia karcinogenézyvýskyt: potraviny a komodity, kŕmne zmesi (zložky, prach), ustajňovacie priestory (prach)organizmus: citlivé: teľa, kurča, ošípané, rezistentné: ovca, koza, potkan, myšinhalácia, vstrebávanie pokožkou, výskyt v krvi a moči6. Fumonisiny a ich mutagenny ucinokproducent: rod Fusarium, skupina látok: fumonisín A1, A2, B1 - B4

odvodených od nenasýtených mastných kyselín (alyfatické reťazce) širokospektrálny účinok: poškodenie membránových štruktúr, nepriame blokovanie translačných procesov, zhubné karcinómyvýskyt: kukurica7. Kys cyklopiazonova a ochrotoxin a ich mutagnenny ucinokKyselina cyklopiazónováproducent: rod Aspergillus, Penicillium, Fusarium, kyselina cyklopiazónová a jej:deriváty (amidy, imíny), chelát flavutoxín (Fe 3+)toxicita: priama – osmotická smrť bunky nepriama – zmena transportu iónov (zmena väzbových vzťahov, uzatváranie reťazcov DNA)výskyt: plesnivé syry (camambert), tavené syry, plesnivé salámy, hydinové mäso (rezíduá krmív)

Ochratoxínproducent: rod Aspergillus, Penicillium, ochratoxín A – najtoxickejšíúčinok: fenylalanínová časť molekuly je t-RNA zamenená za fenylalanín, kumarínová časť blokuje väzbu fenylalnínu do peptidového reťazca (blokovanie translácie),promótor karcinogenézyvýskyt: obilie, káva, krvné konzervy8. Sterigmatocystin a tremogeny a ich mut. UcinokSterigmatocystín: producent: rod Aspergillus, Chaetomium, Emericellachemicky príbuzné aflatoxínom, podobné biochemické pochodytoxicita: priama - kombinovaný hepatonefrotoxín nepriama - blokovanie proteosyntézy, interkalácia, blokovanie DNA-polymerázyvýskyt: syryTremorgény: producent: rod Aspergillus, Penicillium a i.nesúrodá skupina: roquefortiny, citroviridín, aflatrem, penitremy a i.toxicita: priama - atak nervového systému (kŕče, smrť) nepriama –iniciácia karcinogenézy, teratogenéza9. Zearalenon a trichotheceny a ich mut. ucninokZearalenon: producent: rod Fusarium, analóg steroidných hormónov (estrogén)účinok: hyperestrogenizmus, poruchy vývoja nervového systémuderiváty: anaboliká vo výkrme dobytka (zearalany) Trichotheceny: látky s trichothecenovým jadrom a epoxidovou skupinou: makrocyklické trichotheceny: satratoxiny, baccharinoidypatologické (ATA), fytopatologické účinky yperitu podobný účinok, narušenie imunity a hemopoézy 10. Vysvetlite typ toxicity produktov a metabolitov vyss. rastlinProdukty a metabolity vyšších rastlínMetabolizovateľné polysyntetické ATBtoxicita: nepriama: cytogenetické a chromozómové aberácie, spolupôsobenie a zosilňovanie účinku iných mutagénov11.Chrakterizujte bio mutageny a vplyv ATB na gen.materialNegatívne dopady používania ATB: pre vysokú terapeutickú účinnosť a dobrú znášanlivosť rozsiahle používané:dôsledok: pokles terapeutickej účinnosti a zvyšovanie rizika používaniapokles účinnosti daný nástupom rezistencie: zvyšovanie dávok, predĺženie doby liečby, nežiadúce vedľajšie účinky a komplikácie: rezistencia, alergie, biologické komplikácie (mikrobiálne vákuum)Toxický účinok: neurotický (neomycín, streptomycín, kanamycín)nefrotický (bacitracín, polymyxín, streptomycín)hematotoxický (chloramfenikol, trichomycín, novobiocín)G

1. Vysvetlite cytogeneticku analyzu vyuzivanu pri hodnoteni mutegennej aktivity latok2. Genommove mutacie- vysvetlite jednotlive typy- zmena počtu chromozómov oproti norme, nadbytok, deficit, chromozómy a gény v nich sa nemeniaNondisjunkcia- chrom su nerovnomerne rozdelovane.na bunky ktore maju viac chromoz. A na bunky kt maju menejchromAneuploidia- dosledky znizovanie al. zvisovnia poctu chrom.(trizomi, monozomia)Nulizomia- chyba cely chrom. parpolyploidia : znasobenie celych sad chromozomov2n, 3n, 5n- anortopolyploidia, ortopolyploidia- parnym radom 4n, 6n, 8n3. Priciny vzniku genomovych mutaciiNarusenie mitotickeho delenia alebo fuzia chromozomov pred vlastnym procesom delenia4. Definujte kariotyp a vysvetlite pruzkovacie metodyKARYOTYP- stav chromozom. Sustavy, diploidny subor chrom.zaradeny homologickych parov a definov.podla velkosti tvaru a poctu chrom.PRUZKOVACIE MET.-vyuziva sa rozdielna reakcia heterochom.a euchromatinu na zaklade farbenia.pouzivaju sa farbiva kt sa specificky viazu na casti chrom.,tym sa chrom rozdekia na pruzky.Poloha a pocet pruzkov je pre dany chrom daneho druhu specif.TYPY: G-giemsovo f. R-vznik opacnych pruzkov ako pri G. Q-frabi centromery C-farbi heterochromatin.5. Definujte karyotyp a metody jeho zotavovaniaKARYOTYP- stav chromozom. Sustavy, diploidny subor chrom.zaradeny homologickych parov a definov.podla velkosti tvaru a poctu chrom.

a) Konvecna met.- u HD,rozdelenie ch. do 4 typov podla tvaru.,v ramci skupiny usporiad podla velkosti od najvacsi po najmensi.Pohlavne ch. tvoria samostat.skup.

b) Denverska met.- pozuz. Pri cloveku.rozdeluje sa do skup.A,B,C,D,F,E,G a pohlav ch.

Farbenie: a) klasicke celoposne b) selektivne=farb koncovych casti, chromatid, centromer6.Charakteristika a typy chromozom. mutacii-menia počet a poradie génov chromozóme, pricina vzniku je strata celistvosti DNA =indukcia mutagenov.Chrom Aberacie: zmeny tvaru a funk.ch. meni sa usporiadanie genov a regul.vztahy.Maju negativny dopad na funk.org.

A) INTRACHROMOZOMALNE- v ramci konkretneho ch.paru: deficiencia, inverzia translokácia duplikácia

B) INTERCHORMOZOMALNE- maju zaklad ako intra ale najcastejsie sa jedna o translokacie- vymena usekov ch. medzi nehomolog.parmi. mozu byt balansovane(zdanlivo sa nic nedeje)

Specif. Aberacie su prstencove chromozomi –strata koncovych segmentov a stocenie do kruhu =snaha o udrzanie stabilty.Vznik Izochromozomov nedochazda k pozdlznemu ale priecnemu deleniu.7. Priciny vzniku chromozomovych mutacii8. Popiste kriteria typologie chromozomov pri zostavovani karyotypvPritomnost a poloha primarnej konstrikcie a sekund. konstrikcie. Pritomnost satelitov, dlzka ramien ch.vo vztahhu k polohe centromery, pomer dlzky ramien, poloha jadierka, poloha specif.morfol. utvarov.,Pocet ch. v haploid a diploid. stave.

9. Popiste klasicku konstrukciu karyotypovCh. musia byt v metafaze mitot delenia. POSTUP: kultiv buniek s jadrom in vitro na kultivac mediu bez mutagenov.Stimulacia mitozy v metafaze, blokovanie mitozi v metafaze(kolchicin) Susenie bumk suspenzie, fixovanie a farbenie ch.fotografovanie, vystrihovaie, triedenie, a usporiad do homolog. Parovpodla kriterii typologie10. Vyznam konstrukcie karyotypovDetekcia genomovych mutacii- Karyotypy(konvenca,denverska).-Klasicke celoplosne farb.Detekcia chromozom. Aberacii-selktivne farb.-pruzkpv.met.-FISHH1. Ktore mol-genet. Metody pouzivame pri ientif.bodovych mutacii2. Charakterizujte metodu sekvenovaia a jej typyurčenie poradia nukleotidov v jednom z reťazcov DNA, sekvenujú sa úseky dĺžky niekoľkoka sto nukleotidov, dlhšie úseky je treba rozdeliť na kratšie, prekrývajúce sa fragmenty a získané fragmenty sekvenovať oddelene označené produkty sekvenačnej reakcie sa elektroforeticky rozdelia a detekujú .1.Sekvenovanie DNA podľa Sangera (dideoxynukleotidová terminačná metóda)-biochemická metóda táto metóda využíva ukončenie reťazca pomocou 2,3-dideoxyribonukleotidov (nemajú na 2. a 3.uhlíku pentozového zvyšku skupiny –OH) 2.Sekvenovnie DNA podľa Maxama a Gilberta-chemická metóda DNA je na jednom konci rádioaktivne označená a potom chemicky štiepená činidlami, ktoré prerušia DNA reťazec len v susedstve určitého nukleotiduzvolením vhodných podmienok reakcie nedôjde k štiepeniu u každého príslušného nukleotidu, vzniká tak zmes rôzne dlhých štepov

ako pri sekvenovaní podľa Sangera aj tu sa robia 4 reakcie, produkty reakcií sa rozdeľujú elektroforeticky a rádioaktivita prúžkov sa detekuje pomocou autorádiografie 3. Charakterizujte met DNA fingerprintiguVariant PCR, ktorý je využívaný pre zisťovanie výskytu rozdielnych úsekov DNA v genómoch organizmov. Použitie metódy nevyžaduje znalosť o poradí nukleotidov v genómoch vírusov, baktérií, húb, rastlín,živočíchov a človeka. Metóda využíva primery náhodnej sekvencie dlhé 5 nukleotidov a polymerázovú reťazovú reakciu. Produkty PCR sú rozdeľované v polyakralamidovom géle a farbené striebrom.4.Restrikcne endonukleazy a ich rozdelenieI. Trieda: Enzýmy štiepiace DNA ďaleko od rozoznávacieho miesta

(1000 - 5000 nukleotidov).II. Trieda: Enzýmy štiepiace DNA priamo v rozoznávajúcom mieste. Štiepenie väzby medzi nukleotidovými pármi je v jednom mieste, čím vznikajú tupé alebo zarovnané konce.III. Trieda: Enzýmy, ktoré štiepia DNA v určitej vzdialenosti od rozoznávajúceho miesta. Na každom z reťazcov DNA je rozdielne miesto štiepenia, z čoho vyplýva, že dochádza ku vzniku úsekov s nezarovnanými koncami. Pred pôsobením vlastných reštrikčných endonukleáz sa bunky chránia metyláciou N – báz. Ich názvy sú odvodzované od názvov baktérií, z ktorých boli izolované (napr. Escherichia coli – Eco RI, Thermus aquaticus – Taq.). Množstvo enzýmu v štiepiacej zmesi sa pohybuje v rozmedzí 3 – 5 %.5. Vysvetlite princip PCR metodyToto kazdy vie (dufam)6. Vysvetlite princip RFLP metody detekcie ucinku mutagenovVznik tejto metódy súvisí s objavom reštrikčných endonukleáz, ktoré sa viažu k určitej sekvencii DNA a v jej vnútri dvojzávitnicu rozštiepia. Při štiepení DNA tak vzniknú fragmenty rôznych dĺžok a tieto sú po separácii v agarózovom géle blotované na pevnú membránu (Southern). Polymorfizmus vo veľkosti vzniknutých fragmentov je potom možné zistiť pomocou hybridizácie so značenou sondou DNA. Pokiaľ je ako sonda použitá cDNA, je touto metódou možné identifikovať polymorfizmus vo vnútri markerov I typu.I1. Vysvetite reverziu poskodenia DNA3. Vyznam a typy reparacnych mechanizmova)fotoreaktivaciab)reparacia dna exciziou4. Typy poskodeni DNA kt vznikaju ucinkom fyz mutagenov

na úrovni DNA:zmeny chemizmu (bodové mutácie), zlomy (jedno a dvojreťazcové) kovalentné kruhové väzby (diméry), krížové väzby (crosslinky)medzireťazcové, vnútroreťazcovéna úrovni chromozómov narušenie celistvosti chromozómovdelécie, inverzie translokácie-interchromozómové, intrachromozómovéRobertsonovská translokácia-prstencové chromozómy izochromozómy5 Vyznam a mechanizmus fotoreaktivacieJe reparacia tyminovych dimerov.Mechanizmus sa zaklada na rekaciis enzymom FOTOLYAZOU. Enzym sa viaze v tmavom prostredi, bez pritomnosti fotoreakt vlnovych dlzokna tyminove dimery. Posobenim fotoreaktivujuceho svetla sa enzym katalyzuje a opet vytvara povodnu chem. Strukturu dna.6. Vysvetlite excizny opravny mechanizmus DNAV podstate ide o vystrihnutie urciteho useku dna pomocou enzymu endonukleazy.Endonukleaza katalyzuje zlom fosfo diester v, dalsi enzym exonukleaza v mieste zlomu odbura poskodenu cast cim vznikne medzera,a enzym DNA pol. Doplni vzniknutu medzeru. Oprveny usek sa napoji na povodni pomocou nezymu Dna ligaza.7.Charakterizujte proces fotoreaktivácie a jej typyPriama fotoreaktivácia

princíp: štiepenie tymínových dimérov enzýmom fotolyázafotolyáza: aktivovaná svetlom vlnovej dĺžky 340 – 400 nmjediný mechanizmus, ktorým sa opravuje DNA viditeľným svetlom a jednostupňovým enzymatickým procesomfotoreaktivácia aj RNA poškodenej UV svetlom

Senzitizovaná fotoreaktiváciaprincíp: štiepenie tymín dimérov nezávisle na fotolyázeprenos elektrónu z excitovaného indolového kruhu tryptofánu na dimér, následná monomerizácia diméru

Nepriama fotoreaktiváciatypická pre E. coliprincíp:svetlo vlnovej dĺžky 334 nm nepriamo aktivuje tRNAtvorba krížových väzieb v tRNA, následné zastavenie rastu a delenia mutovaných buniek navodenie excíznej opravy ešte pred začiatkom replikácie DNA

8.Charakterizujte úplnú opravu poškodenej DNAÚplná opravaoprava poškodeného miesta do pôvodného stavutypy: fotoreaktivácia

priama fotoreaktivácia senzitizovaná fotoreaktivácia nepriama fotoreaktivácia oprava alkylačných poškodení DNA 9.Vymenujte ochorenia podmiené poruchami reparačných mechanizmovXeroderma pigmentosum (deti tmy):

autozomálne-recesívna dedičnosťchýbanie enzýmov excíznej opravy (endonukleáza), poruchy fotoreaktivácie (hromadenie tymín-dimérov)karcinómy kože, nízky vzrast, oneskorenie pohlavného dozrievania, dožívajú sa maximálne 20 rokov

Bloomov syndrómautozomálne-recesívna dedičnosť, vzácnamutácia génu kódujúceho DNA-ligázu I, chromozómové aberácieporucha rastu, malígne nádory

Cockayneov syndrómautozomálne-recesívna dedičnosťhypersenzitivita na UV žiarenie a chemické karcinogénymentálna retardácia, dermatitída a i.

Wernerov syndrómautozomálne-recesívna dedičnosťpredčasné strarnutie (spomalenie rastu, atrofia podkožného tuku,

zbelenie vlasov)Progéria

autozomálne-recesívna dedičnosťpredčasné starnutie, senilita už v prvom desaťročí života

10.Excízia poškodení DNA (typy, mechanizmus, kontrola)Excízne opravy

vyštiepenie poškodeného miesta DNApodstata: oddelenie poškodených úsekov a syntéza nových úsekov pomocou enzymatického systému replikačného procesupodmienka: komplementárny reťazec musí byť nepoškodený

Bázová excízna opravaenzým DNA-glykozyláza:katalyzuje hydrolýzu N-glykozidových väzieb nevhodných alebo chemicky poškodených báz ,vyštiepuje poškodenú bázu ako voľnú bázuAP- endonukleáza:tvorba zlomov hydrolýzou fosfodiesterovej väzby na 5´a 3´strane AP miesta vznikajúcom počas excíznej opravy Priebeh bázovej excíznej opravy

poškodená resp. nevhodná báza rozpoznaná špecifickou DNA-glykozylázou

enzým katalyzuje excíziu bázy hydrolýzou N-glykozidickej väzby vznik AP-miesta

väzba AP-endonukleázy na AP-miesto, zlom DNA s 5´-deoxyribózafosfátovým koncom vyštiepenie 5´-deoxyribózafosfátového konca DNA- eoxyribofosfodiesterázou vyplnenie jednonukleotidovej medzery komplementárnych nukleotidom, spojenie reťazca DNA-ligázou

Nukleotidová excízna opravapriebeh: pyrimidínový dimér je rozpoznávaný špecifickou

endonukleázou vyštiepenie diméru vo forme oligonukleotidového fragmentuvyplnenie medzery opravný proces končí pôsobením DNA-ligázy ako pri bázovej excízie

Oprava chybného párovaniaKorektúra chybného párovania DNA-polymerázou III frekvencia chybného zaradenia bázy:10-6/gén/generáciu na replikáciu DNA–polymeráza III rozpoznáva chybne zaradený nukleotid 3´- 5´exonukleázovou aktivitou odstráni nesprávne zaradený nukleotid vyplnenie medzery komplementárnym nukleotidom Posun jednoreťazcového zlomuproces postupného pripájania nukleotidov na 3´ koniec a odbúranie nukleotidov z 5´ konca ohraničujúce jednoreťazcový zlom posun zlomu v smere pripajánia nukleotidovproces katalyzovaný DNA-polymerázou I Reparácia chybného párovania metyláciou bázpostreplikačná reparácia

11.Mechanizmus bázovej excíznej opravy DNABázová excízna oprava

enzým DNA-glykozyláza:katalyzuje hydrolýzu N-glykozidových väzieb nevhodných alebo chemicky poškodených báz ,vyštiepuje poškodenú bázu ako voľnú bázuAP- endonukleáza:tvorba zlomov hydrolýzou fosfodiesterovej väzby na 5´a 3´strane AP miesta vznikajúcom počas excíznej opravy Priebeh bázovej excíznej opravypoškodená resp. nevhodná báza rozpoznaná špecifickou DNA-

glykozylázou

enzým katalyzuje excíziu bázy hydrolýzou N-glykozidickej väzby vznik AP-miesta

väzba AP-endonukleázy na AP-miesto, zlom DNA s 5´-deoxyribózafosfátovým koncom vyštiepenie 5´-deoxyribózafosfátového konca DNA- eoxyribofosfodiesterázou vyplnenie jednonukleotidovej medzery komplementárnych nukleotidom, spojenie reťazca DNA-ligázou

12.Vysvetlite tolerantné opravy DNAobnova pôvodnej funkcie DNA bez odstránenia poškodeniapodmienka: jednoreťazcové poškodeniatypy:SOS reparácia

oprava medzier v dcérskom reťazciSOS reparáciakoordinovaná syntéza enzýmov a činnosť zodpovedajúca

reparačným mechanizmomSOS gény: 20 typov (Lex, Rec a i.)kódujú syntézu regulačných proteínov: represorovMechanizmus regulácie Lex a Rec génov:neindukovaný stav: syntéza Lex-represora v malom množstveväzba Lex represora na operátor Lex a Rec génu, inhibícia expresie

génovpoškodenie DNA, aktivácia Rec proteínu väzbou Rec proteínu na jednoreťacové úseky v medzeráchinterakcia Lex a Rec proteínu, proteolytické štiepenie Lex proteínunavodenie indukovaného stavu Rec génu, expresia Lex proteínov vyplnenie medzery, odstránenie indukčného signáluzníženie koncentrácie Rec proteínu, zvýšenie koncentrácie Lex represora, blokovanie génov Lex a Rec

Oprava medzier v dcérskom reťazcipostreplikačná reparáciapriebeh: obídenie poškodenia počas replikácie, vznik medzery rekombinačným procesom medzi dvoma reťazcami DNA sa na základe nepoškodeného reťazca medzera zaplní počas ďalšej replikácie sa poškodená DNA „vyplaví“

13.Podmienky spustenia reparačných mechanizmov poškodenie nesmie zasiahnúť gény riadiace a kontrolujúce reparačný mechanizmuspoškodenie nesmie presiahnúť rozsah 1000 bpmenšie poškodenia sa reparujú pred replikáciouväčšie poškodenia sa reparujú po replikácii 14.Postup reparácie metyláciou

Postup reparácie metyláciou:metylácia adenínu nukleotidového páru GATC/CTAG enzýmom Dam-metylázaidentifikácia nesprávneho páru MutS-proteínomMutH-proteín + MutL-proteín + MutS-proteín = rozpoznanie nemetylovanej sekvencie GATC, štiepenie reťazcaexonukleáza + helikáza + SSBP proteín = postupné odstránenie úseku DNA od nemetylovanej sekvencie až k chybnému páru medzera vyplnená komplementárnymi nukleotidmi (DNA-polymeráza III)opravená molekula DNA zmetylovaná aj v dcérskom reťazciJ1.Príčiny karcinognézy a princíp dedičnostiPorucha normálnej diferenciácie buniekStrata kontroly a rastu proliferácie buniekStrata imunitného dozoruAutozomálne dominantný princíp dedičnosti v dosledku poškodenia:

Tumor supresorových génovGénov kontroly reparačných procesovGénov udržujúcich globálnu integritu a stabilitu genómu

Tumorsupresorové gény Ich génové produkty inhibujú bunkovú proliferáciuFunkčné alely sú dominantné (jedna funkčná kopia postačuje pre supresorovú funkciu)Nefunkčné alely sú recesívne- ak je v ktorejkoľvek cieľovej bunke vyradená aktivita tumorsupresorového génu (recesívny stav) je navodený štart nádorovej progresie2.LOHLOH – Loss Of HeterozigosityStrata pôvodnej heterozygótnej kombináciea zmena jej konfigurácie na homozygótnuČasto je typická aj pre susedné gény (lokusy)Ak to sú markérové gény môžu byť použité na predikciu a mapovanie3.Faktory podmieňujúce proces karcinogenézyPriebeh procesu

Lokálna proteolytická degradácia bazálnej membrányDegradácia celulárnej matrix sekundárneho miestaVstup a prežitie bunky v krvnom riečišti

Podstata:1. adhézia na endotel a jeho bazálnu membránu 2. proteolýza bazálnej membrány a aktívny pohyb do matrix

sekundárneho miesta4.Vzťah protoonkogénov a tumorsupresorových génov ku karcinogenóze

Účasť onkogénu na karcinogenéze1Protonkogén → normálny stav → kontrola replikácie DNA, regulovaná proliferácia buniek→ kontrola prítomná 2aktivácia (mutácia) → onkogén→ porucha kontroly replikácie DNA, proliferácia bunky→ heterozygot, → vznik nádoru Účasť tumorsupresorových génov na karcinogenéze1Normálny stav→ kontrola replikácie a proliferácie → supresia vzniku nádorov2Mutácia alely 1(zarod.,som.BNK) → kontrola replikácie a proliferácie zachovaná → heterozygót, predispozícia na nádor3Mutácia alely 2(mutacia 2.alely v identickom géne) → rýchla replikácia neregulovaná proliferácia→ homozygót vznik nádoru5.Charakteristika a rozdelenie karcinogénov podľa genotoxicity a miesta účinkupodľa genotoxicity:genotoxický

indukuje karcinogenézu somatickými mutáciamipôsobia ako iniciátory

negenotoxickýbez mutačného účinkupodporujú expanziu potencionálnych nádorových buniekpôsobia ako promotóry

podľa zásahu:lokálne

zasahujú len špecifický typ tkanivasystémovo-resorpčné

špecifický organotorpný účinokpo prijatí organizmom krvným obehom prechádzajú do úrčitých

orgánovendogénne

vznikajú v procese metabolizmu z pôvodne neškodných prekurzorovvšeobecné pôsobenie, bez cieľovej skupiny

6.Charakteristika karcinogénov, ich vlastnosti a rozdelenieKarcinogénylátky, alebo faktory indukujúce karcinogenézuDelenie karcinogénov:podľa pôvodu: prirodzené, umelé, podľa podstaty: fyzikálne, chemické, biologické

podľa genotoxicity:genotoxickýindukuje karcinogenézu somatickými mutáciaminegenotoxickýbez mutačného účinkupodporujú expanziu potencionálnych nádorových buniek

podľa mechanizmu účinku: solitárne jednoduché, pôsobiace samostatneindukujú ireverzibilné zmeny v bunke,unifaktoriálnu karcinogenézu

kokarcinogényspolupôsobenie viacerých karcinogénov a faktorovindukujú multifaktoriálnu karcinogenézu

iniciátorypôsobia genotoxickyireverzibilné poškodenia DNAnádorotvorné faktory I. radu

kryptické promotórypodporujú expanziu iniciátormi zmemených buniekúčinné až po chemickej zmene vyvolanej pôsobením selektívnych

enzýmovnádorotvorné faktory II. radu

podľa zásahu: lokálnezasahujú len špecifický typ tkaniva

systémovo-resorpčnéšpecifický organotorpný účinokpo prijatí organizmom krvným obehom prechádzajú do úrčitých

orgánovendogénne

vznikajú v procese metabolizmu z pôvodne neškodných prekurzorovvšeobecné pôsobenie, bez cieľovej skupiny

7.Charakterizujteonkogény a klasifikujte ich podľa pôvodu Protoonkogénštruktúrny gén buniek eukaryíkóduje proteíny podieľajúce sa na regulácií delenia buniek a proliferáciíOnkogénvarianta protoonkogénu, výsledok mutácie vyvoláva neoblastickú transformáciu buniekKlasifikácia onkogénovPodľa pôvodu (odvodených protoonkogénov)onkogény kódujúce rastové faktoryonkogény kódujúce receptory rastových faktorovonkogény kódujúce G-proteínyonkogény kódujúce nereceptorové proteíny

onkogény kódujúce transkripčné faktory8.Spôsob vyjadrenia funkčnej aktivity tumor supresorových génov1. Nezávislá mutácia druhej alely u heterozygótov2. Strata chromozómu nesúceho funkčnú alelu (nondisjunkciou) a spravidla následnou duplikáciou chromozómu nesúceho recesívnu alelu3. Somatickou rekombináciou4. Imprinting- funkčná aktivita len jednej alely páru (recesívnej)LOH – Loss Of HeterozigosityStrata pôvodnej heterozygótnej kombináciea zmena jej konfigurácie na homozygótnuČasto je typická aj pre susedné gény (lokusy)Ak to sú markérové gény môžu byť použité na predikciu a mapovanie9.Karcinogenéza a jej trojstupňová teóriaKarcinogenéza - proces tvorby nádorov (novotvar, tumor, neoplazma)Nádor - nové, abnormálne tkanivo v mnohobunkovom organizme:

neregulované bunkové delenienarušená diferenciácia bunieknarušené reparačné mechanizmy

Trojstupňová teóriainiciácia

zdravá bunka indukovaná solitarným karcinogén iniciačného typu poškodenia najmä regulačných a reparačných mechamizmov ireverzibilný proces

promóciaindukované bunky - chronické pôsobenie a kumulácia karcinogénov predovšetkým promočného typu ,tvorba benígnych nádorov, reverzibilný proces (terapia)

progresia neusmernené delenie, prechod na malígne formy, tvorba metastáz ireverzibilné, smrť organizmu

10.Tumorsupresorové a mutátor gényTumorsupresorové génykódujú proteíny potláčajúce proliferáciu buniek a udržujúce bunku v štádiu kľudu (Go) Charakteristika: mutantné formy vznikajú v zárodočných bunkách, sú dedičné

štandardná alela: funkčná, inhibuje bunkové delenie mutantá alela: nefunkčná, neaktívna, neinhibuje bunkové

delenie zmena fenotypového prejavu v recesívne homozygotnom stave

Mutátor gényfunkcia:zaistenie funkčnej integrity genetického systému

mutácia mutátor génu: narušenie replikácie DNAnarušenie reparačných mechanizmovnavodenie chromozómovej instabilityzvýšenie mutačnej frekvencie v organizme 100 – 1 000 krátjav mikrosatelitnej instabilityodlišná dľžka sekvencií mikrosatelitov v zdravom a postihnutom tkanive toho istého jedincadôkaz chybnej replikácie DNAnádorové tkanivo s mikrosatelitnou instabilitou MIN+ = tumor s pozitívnym replikačným fenoménomzdravé tkanivo MIN-

11.Terapeutické postupy nádorových ochoreníLokálna terapiaohraničený a anatomicky priaznivo uložený nádor úplné odstránenie: chirurgicky, lokálne ožarovanieVšobecná systémová terapiacytostatiká: blokovanie delenia buniek antimetabolity: inhibítory látkovej premeny, účinkujú na základe príbuznostichemoterapeutiká: inhibítory bunkového deleniapoškodzujú aj zdravé bunky Génová terapia:hybridizácia : využite väzbových vzťahovterapeutické vírusy (TV): vírus s vektorom bez génu pre tvorbu obalov sa množí v nádorovej bunke vloží sa gén pre tvorbu obalov obalenie a vylúčenie produktov nádorových bunieknáhrada poškodených génovoprava poškodených génov 12.Génova terapia nádorových ochorení ↑13.Terapeutiká používané pri všeobecnej systémovej terapii cytostatiká: blokovanie delenia buniek antimetabolity: inhibítory látkovej premeny, účinkujú na základe príbuznostichemoterapeutiká: inhibítory bunkového delenia14.Sled etáp nádorovej progresie a metastatické kaskády1.Tumorová iniciácia2.Progresia a promócia3. Nekontrolovaná proliferácia

4. Angiogenéza5. Invázia6. Cirkulácia –adhézia na endotel, rozpustenie membrán, lokomócia7. Tvorba kolónie na skundárnom mieste8. Rezistencia voči terapii a opravným mechanizmom 15.Definícia nádoru a rozdelenie nádorovNádor - nové, abnormálne tkanivo v mnohobunkovom organizme:

neregulované bunkové delenienarušená diferenciácia bunieknarušené reparačné mechanizmy

delenie nádorov:zhubný (maligný) – šíri sa metastázou a infiltruje sa do iného tkanivanezhubný (benigný) – netvorí metastázineoplastická transformácia: premena somatickej bunky na nádorovúkarcinóm: nádor epiteliálnych bunieksarkóm: nádor podporných a spojivových tkanív

K1.Charakterizujte testovacie systémyPre hodnotenie genet.rizika v dôsledku pôsobenia mutagénov, existuje celý rad metód a modelov, kt.sa používajú vo viacstupňovom systéme testovania, závery o genotoxickom účinku musia byť potvrdené na 3 úrovniach testovania3. II.stupeň TSMutagénna aktivita zistená na tomto stupni testovania indikuje možné genet.tiziko, kt.musí byť analyz.ďalej, výber metód a modelov po zohľadnení etických otázok, použité testy musia hodnotiť také typy genet.zmien,kt.sú príčinou genet.chorôb človeka, použitý model by mal mať porovnateľný metabolizmus s človekom4. III.stupeň TSTeritoriálne monitorovanie (analýza výskytu mutácií v rámci veľkých teritoriálnych území)Regionálne monitorovanie (gent.monitor.populácií rizikových oblastí)Profesionálna expozícia (ľudia pracujúci s určitými rizik.faktormi)5. Systém hodnotenia genet.materiáluNavrhovaný na základe všeob.vzťahov mutagénov s genet.systémom, vychádz.z faktu že genetické riziko mutagénov môže byť rôzne pre odlišné skupiny populácie, hlavný dôraz je kladený na látky, kt.človek používa v širokom merítku a ťžko s nimi prichádza do styku2 etapy: 1, orientačná – vytypovať l.s mutag.účinkom (testovacie systémy)2, kompletný systém testovania: explorácia experiment.výsledkov na človeka, podmienky – použité na výsledky testovania na cicavcoch

a ľudských tkanivových kultúr, spôsob, dávka a dĺžka aplikácie testov.l.musí zodpovedať prirodz.expozícií na ľudskú populáciu7. I.stupeň testovacieho systémuMikrobiálne testovacie systémy, kvasinky, drozofila, možnosť testovania viacerých látok v 1 experimente, efektívna opakovateľnosť, vysoká diferencia medzi GIS človeka a MOTest na MO bez metab.aktivity in vitro: indukcia mutácií, kedy bunka získava schopnosť rezistencie voči toxic.l., indukujú spätné mutácie, pri kt.bunka získava schopnosti pôvod.nemut.kmeňaTest na MO s   metab.aktivitou in vitro : založený na indukcii mutácií endogénnymi mutagénmi, t.j. metab.produktami mutag.l., poskytuje informácie o mutag.aktivite medziproduktov metabolizmu mutagénuTest na stanovenie pohl.viaz.recesívnych mutácií drozofily8.Ukazovatele základnej toxicity látkyzákladná toxicita látky určená:

typom poškodeniapodmienkami expozíciezdrojom informácií

9.Pojmy MTD,NOEL,LOEL,LD50MTD maximálne tolerovaná látkaNOEL úroveň bez pozorovaných efektovLOEL úroveň s minimálnym efektomLD50 (letálna dávka): dávka následkom ktorej ochorie alebo hynie 50% jedincov z pokusnej populácie10.Absorbovaná dávka ,jej hodnotypríjem: presné množstvo látky, ktorú organizmus prijal príklad: priemerný príjem vody dospelého človeka za deňabsorbácia: presné množstvo látky, ktorú organizmus absorboval absorbovaná dávka: rozdiel medzi príjmom a výdajom látkyvýpočet absorbovanej látky: expozícia x absorbačný faktorvyjadrenie v hodnote: AADD - priemerná denná absorbovaná látka

LADD- priemerná dávka absorbovaná za život11. výpočet Expozície genotoxickej látkyKoncentrácia x príjem x trvanie x frekvencia –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––- hmotnosť telavyjadrenie:

mg/kg hmotnosti tela/deň12.Pojmyfrekvencia mutácií vyjadruje výskyt geneticky podmiených chorôb a vád v populácií za určité časové obdobie

Genetické monitorovanieSledovanie zmien frekvencie mutácií v dôsledku, kt. sa ↑ výskyt dedič.vád, umožňuje posúdiť: - skutočnú genetickú záťaž populácie, - vývoj genet.zmien zo vzťahu k meniacemu sa prostrediu, - dôsledky kombinovaného pôsob.na genet.záťaž, Pre sledovanie ↑ frekvencie mutácií v ľuds.populácií sú doporučované 4 metódy:- m.charakteriz,populácie, m.určovania signál.fenotypov, m.určovania špecif.biochem.mutácií, m.určovania CH a genóm.mutáciíRelatívne riziko 13.Typy expozicie na základe trvaniaakútne: jedna alebo niekoľko dávok po dobu niekoľkých dnísubchronické: opakovaná expozícia za 14-90 dníchronické: opakovaná expozícia za viac ako jeden rok počas života 14. HRAMetóda určovania závažnosti a pravdepodobnosti nepriaznivého zdravot.vplyvu l.- východisko pre stanovenie bezpeč.konc.l.v ŽP, 4 zložky HRA:- identif.rizika (odhad presného ohrozenia dávkou, stanovuje sa konc.a toxicita),- odhad : dávka/odpoveď (porovnávanie dávok, manifestácia efektu a manifestácia bez efektu)- odhad expozície(stanov.cesty expozície, presný prípustný stupeň expozície)- charakt.rizika (stanov.presných dávok kt. organizmus je ešte schopný tolerovať)15. Genetické monitorovanieSledovanie zmien frekvencie mutácií v dôsledku, kt. sa ↑ výskyt dedič.vád, umožňuje posúdiť: - skutočnú genetickú záťaž populácie, - vývoj genet.zmien zo vzťahu k meniacemu sa prostrediu, - dôsledky kombinovaného pôsob.na genet.záťaž, Pre sledovanie ↑ frekvencie mutácií v ľuds.populácií sú doporučované 4 metódy:- m.charakteriz,populácie, m.určovania signál.fenotypov, m.určovania špecif.biochem.mutácií, m.určovania CH a genóm.mutáciíL1.Možné rizikové látky vyskytujúce sa v potravinovom reťazci človekasolanínsaponínyamygdalínfenolové glykozidy

alkaloidy (chinín, kofeín, teobromín)2.Látky používane v rastlinnej výrobe ktoré sú zdrojom genetického rizikaPriemyselné hnojivá

prehnojovanie NPKFungicídy

ditiokarbamátybenzidimazol a jeho deriváty

Herbicídyfenokyselinychlórované karboxylové kyseliny a ich derivátysubstituované močoviny, karbamáty a tiokarbamáty

ZoocídyDDT, chlorované uhľovodíky, acetyl močovina, organofosfáty,

syntetické analógykarbamáty, pyretoidy

3. Látky používane v živočíšnej výrobe ktoré sú zdrojom genetického rizikaAntibiotiká a fytoncídybiostimulátoryantimikrobiálne látkyhormónypsychofarmaká (sedatíva, imunodepresíva)4.Genotoxické látky vyskytujúce sa v potravinovom reťazcisolanínsaponínyamygdalínfenolové glykozidyalkaloidy (chinín, kofeín, teobromín)5.Zdroje genotoxických látok v životnom prostredíVzduch• primárne znečisteniny -S, N, Cu, Pb, Hg, Cr, Se, As, Ni, F• sekundárne znečisteniny - So2, H2S, CH4, N2O, freóny, vodná para, aerosoly Voda• zlučeniny N• toxické kovy a ich zlučeniny• toxické organické zlučeniny – PCB, Pesticídy, herbicídy, tenzidy, detergenty, toxické metabolity mikroorganizmovPôda• Pesticídy, priemyselné hnojivá, priemyselné znečisteniny(popolček)

• ropné deriváty6.Prirodzené látky s genotoxickým účinkom(min 5)Solanín, saponíny, amygdalín, fenolové glykozidy, alkaloidy (chinín, kofeín, teobromín)7.Genetické riziko látok používaných v poľnohospodárskej výrobeHerbicídypreťaženie životného prostredia, pre človeka málo toxickétriazíny: (atrazin, proparin)

metabolickou premenou v rastlinách vznikajú metabolity s mutagénnym účinkom na baktérie a cicavčie bunky

Fungicídyorganické zlučeniny ortute:

ťažko rozložiteľné, vyplavovanégenetické poškodenie rastlín, myší, ľudských lymfocytov

ditiokarbamáty: maneb, tiram, zinebmetabolizované na etylentiomočovinu: genetické riziko pre nižšie

organizmyzvýšenie výskytu chromozómových mutácií ľudských lymfocytov

Insekticídyskupiny látok s genetickým rizikomchlorované uhľovodíky: DDT, lindan, aldrin,dieldrin

hromadenie v tukovom tkaniveDDT: chromozómové mutácie, nádor kostnej drene

organofosfáty: melation, metation, DDVP a i. mutagény na úrovni bakteriálneho testovacieho systémuDDVP: somatické mutácie nižších cicavcov

8.Genetické riziko mutagénov v potravinách- sacharidy, aditíva, konzervačné látkyAditíva

Konzervačné látkykyselina benzoová a jej soli N, Kkyselina mravčiakyselina sorbová a jej solioxid siričitý

spaľovanie rôznych druhov palív s rôznym obsahom síryvysoký obsah v ovzduší: zhoršenie dýchania, chronická

bronchitídavysoká reaktibilita s DNASO2 + H2O = H2SO4 –> HSO- : mutagén pre vírusy a rastlinyzmetanie (úmrtie plodu) a vývojové vady HD

Umelé sladidlácyklamáty:

metabolizácia na cyklohexylamín: prudký karcinogén, chromozómové aberáciesacharín:

bez mutagénnej aktivityprídavky sacharínu:endogénne karcinogény, teratogény

konzervačné látky (furfurylamid)liečivá ochorení obličiek, na redukciu hmotnosti

čistá forma: systémovo-resorpčný karcinogén, narušenie reparačných

mechanizmovťažko matabolizovateľný, metabolity tiež karcinogénny účinok

prítomnosť musí byť vyznačná9.Vplyv na organizmy – ťažké kovy a insekticídyŤažké kovygenetické riziko pre človeka:

chróm, kadmium, nikel, arzénnepriame pôsobenie na: proteosyntézu a reparačné mechanizmyInsekticídyskupiny látok s genetickým rizikomchlorované uhľovodíky: DDT, lindan, aldrin,dieldrin

hromadenie v tukovom tkaniveDDT: chromozómové mutácie, nádor kostnej drene

organofosfáty: melation, metation, DDVP a i. mutagény na úrovni bakteriálneho testovacieho systémuDDVP: somatické mutácie nižších cicavcov

10. Vplyv na organizmy – herbicídy a fungicídyHerbicídypreťaženie životného prostredia, pre človeka málo toxickétriazíny: (atrazin, proparin)

metabolickou premenou v rastlinách vznikajú metabolity s mutagénnym účinkom na baktérie a cicavčie bunky

Fungicídyorganické zlučeniny ortute:

ťažko rozložiteľné, vyplavovanégenetické poškodenie rastlín, myší, ľudských lymfocytov

ditiokarbamáty: maneb, tiram, zinebmetabolizované na etylentiomočovinu: genetické riziko pre nižšie

organizmyzvýšenie výskytu chromozómových mutácií ľudských lymfocytov

11. Vplyv na organizmy – organické xenobiotikáPAU (Polycyklické aromatické uhľovodíky)

zdroj: nedokonalé spalovanie uhlia a olejov, vykurovanie domácnosti, spalovanie pohonných hmôt, cigaretový dym, udené potravinybenzpyrén, dimetylbenzantracen, benzantracénmutagénna aktivita PAU dokázaná na baktériách a myšiach

(posunové mutácie)metabolická premena:epoxidy (interkalácia do molekuly DNA)

PCP (polychlorované bifenyly)ropné derivátyobalová technika

monomér vinylchloriduvýroba: polymerizácia vinylchloriduťažký endogénny mutagén a karcinogén

trichlóretylén, perchlóretylénrozpúšťadlá tuku, odmasťovačemetabolizované na epoxidy: mutagén, karcinogén

chlorpénumelá pryž (tkanivá)mutagén:inhalácia kritickej dávky, zvýšený výskyt

chromozómových aberáciípoškodenie črievkarcinogén: rakovina kože pľúc

epichlórhydrín, epoxidové farbiváhalogénétery

12. Vplyv na organizmy – nitrofurany a kofeínKofeinpatrí do skupiny purínov

interkalácia do DNAmutagén: baktérií, rastlín, tkanivové kultúry in vitropotencionálny mutagén pre človeka:

etrémmne vysoké dávky ľahko metabolizovateľný na neaktívne formykumulatívny

Nitrofuranyzdroj:

konzervačné látky (furfurylamid)liečivá ochorení obličiek, na redukciu hmotnosti

čistá forma: systémovo-resorpčný karcinogén, narušenie reparačných

mechanizmovťažko matabolizovateľný, metabolity tiež karcinogénny účinok

prítomnosť musí byť vyznačná

13. Vplyv na organizmy – nitrozoamínyvznikajú reakciou biogénnych amínov a diesterovR RNH + HNO2 –> N – N = OR RN2O, NO, NH3, aerosoly amonných katiónov (NH4+), dusičnanové anionty (NO3-)pôvod: biologický rozklad organických látok, doprava, chemický priemyselNOx + sekundárne amíny = nitrozoamíny

karcinogén, mutagénNO2 vo vodnom roztoku

mutagén bakterií, kvasiniek, rastlín 14.Rozdeľte mykotoxíny podľa toxicity a uvedte príkladysilne toxické –aflatoxín, patulín, ochratoxínstredne toxické- citrinín ,kyselina penicilínová, sterigmacystínslabo toxické- griseofulvín, kyselina mykofenolová 15.Charakterizujte endogénne mutagény – hyperperoxidy a premelanoidyvznik: spracovaním, skladovaním a interakciou prirodzených a exogénnych kontaminantov Tuky: hydroperoxidy:

primárne produkty oxidácie tukovdiméry a oligoméry lipidov viazané peroxidickými väzbami

Sacharidy :premelanoidy, ich reakčné produkty s dusikatými látkami dávajú deriváty

imidazolov a pentadiazínov, ktoré substituujú N látky v DNAglyxal ,biacetyl, formaldehyd

M1.Teratogény a teratogenózaTeratogenézaDisgenéza orgánov vo vyvíjajúcich sa plodoch cicavcovPrejavuje sa štrukturálnou malformáciou a funkčnými defektami vyvíjajúcich sa orgánovMalformačné zmeny vznikajú v dôsledku pôsobenia teratogénovTeratogénAgens – faktor, ktorý má efekt na poškodenie vyvíjajúceho sa plodu v rôznom vývojovom štádiuSpôsobuje deviáciu vývoja a v dôsledku jeho pôsobenia možno pozorovať 4 prejavy:

SmrťMalformáciu

Rastovú retardáciuFunkčné defekty

2.Faktory vplývajúce na efekt poškodenia ploduŠtádium – vývojová fázaTyp placenty, Vek matky, Zdravotný stav matky, Výživa, Mechanizmy tolerancieTyp a dávka teratogénu, Akumulácia3.Kategórie teratogénov podľa FDAKategória A- kontrolné štúdie nepotvrdia výskyt zmien v 1 trimestri gravidity, vývoj plodu je harmonickýKategória B- bez pozorovateľných efektov vyvíjajúcich sa ľudských plodov v prvom a v ďalších trimestroch gravidity, pozorovateľný efekt v reprodukcii zvieratKategória C – relevantné zmeny- pozorovateľné efekty vo vyvíjajúcich sa plodoch zvierat, pričon porovnateľné efekty nie sú identifikované v ľudských embryách látka je zaradená medzi –potenciálne teratogényKategória D- pozitívny efekt a evidentný vzťah k odchýlkam oproti normálnemu vývoju embryí Kategória X- dokázaný teratogénny efekt4.Vývojové fázy plodu a ich vzťah k teratogenózeSenzitivita plodu na poškodenie závisí na štádiu prenatálneho vývojaPredimlantačné – od oplodnenia – 20dníEmbryonálne – 3 –8 týždňov gravidityFetálne – po narodenie 5.Rozdelenie potvrdených teratogénovCentrálne stimulanty- amfetamín, kokaín, nikotín xantínCentrálne depresanty- barbituráty, benzodiazepan, alkoholCytostatiká – antimetabolikáDES a androgényAntikovaskulantySedatívaLítium, Warfarín, Thalidomid6.Sugetívne a potenciálne teratogénySugestívne teratogény

Antiepileptika- phenyotoin, carbamazepineAntihistaminika- clarithineTokoferol a jeho deriváty

Potenciálne teratogényChemoterapeutika- sulfonamidy, trimetroprimAntibiotika - tetracyklínAminoglykozidy

N1.Pravidla určujúce metodiku manažmentu rizika GMO

– Opatrenia v rámci manažmentu by mali byť úmerné rozsahu a závažnosti rizika– Opatrenia vychádzajúce z rizika sa majú prijímať len v rozsahu nevyhnutnom pre zabránenie negatívnym vplyvom GMO na zdravie ľudí a zvierat, poľnohospodársku výrobu a životné prostredie– Ochrana a zachovanie trvalého využívania biologickej diverzity. 2.Kroky štandardného postupu zvládnutia rizika GMO- definovanie problému- zaradenie do súvislostí- analýza rizika so všetkými okolnosťami- zváženie možností riešenia daného rizika- rozhodnutie o metóde zvládnutia rizika- realizácia akcie- vyhodnotenie výsledkov akcie.3. Špeciálne opatrenia manažmentu rizika GMR– aplikovanie priestorovej separácie od príbuzných druhov- aplikovanie časovej separácie v zmysle použitia rastlín kvitnúcich v inom čase ako reprodukčne kompatibilné druhy – biologická prevencia kvitnutia napríklad vynechaním jarovizácie – odstránením samčích a samičích reprodukčných štruktúr– balenie kvetov (zabránenie úletu peľu)– použitie sterilizácie– zabránenie prežívania a rozptyľovania reprodukčných štruktúr, najmä semien – zničenie rastlín, ktoré zostali na poli po žatve s následnou kontrolou a v prípade potreby likvidáciou vyklíčených jedincov v nasledujúcej vegetačnej sezóne. 4. Špeciálne opatrenia manažmentu rizika GMŽ- oddelenie GM zvierat určitými bariérami (plot, filter, ostrov, nádrž) - uplatnenie reprodukčnej izolácie používaním sterilných zvierat- izolácia od príbuzných druhov voľne žijúcich zvierat - vylúčenie uchovania alebo rozširovania reprodukčných štruktúr ako sú larvy alebo vajíčka5. Špeciálne opatrenia manažmentu rizika GMMIII.trieda: V prípade vysoko rizikových geneticky modifikovaných mikroorganizmov sa vyžaduje maximálne uzavretie na zabránenie akýchkoľvek únikov do prostredia.

– Mikroorganizmy používané vo výrobe potravín sú spravidla tak selektované, aby sa vylúčila možnosť tvorby toxínov. – Zároveň sú zámerne oslabované opakovaním pasážovaním (preočkovaním a kultiváciou v rastových médiách). – Po ich prípadnom úniku do životného prostredia majú malú šancu na prežitie, teda nepredstavujú environmentálne riziko. – Napriek tomu potenciálne prežitie v prírodných podmienkach sa musí preverovať prípad od prípadu. 6.Všeobecné zásady manažmentu rizika GMM- používať mikroorganizmy s narušenou schopnosťou rastu alebo prežívania v prostredí - minimalizovať prenos génov používaním mikroorganizmov bez vektorov (plazmidov, transpozónov) -zabezpečenie stability vnesených znakov v chromozóme. 7.špecialne požiadavky na manažment rizika GMM I. a II. triedyII.trieda: Pre GM mikroorganizmy predstavujúce stredný stupeň rizika sa musí vzduch odvádzaný z pracovných priestorov sterilizovať vo filtračnom alebo inom ekvivalentnom zariadení.Všetky práce s mikroorganizmom sa musia robiť v bezpečnostných boxoch alebo v ekvivalentných zariadeniach. III.trieda: V prípade vysoko rizikových geneticky modifikovaných mikroorganizmov sa vyžaduje maximálne uzavretie na zabránenie akýchkoľvek únikov do prostredia.– Mikroorganizmy používané vo výrobe potravín sú spravidla tak selektované, aby sa vylúčila možnosť tvorby toxínov. – Zároveň sú zámerne oslabované opakovaním pasážovaním (preočkovaním a kultiváciou v rastových médiách). – Po ich prípadnom úniku do životného prostredia majú malú šancu na prežitie, teda nepredstavujú environmentálne riziko. 8.Vysvetlite pojmy GMO, manažment rizika GMOManažment rizika GMO– stratégia zvládnutia alebo jeho minimalizovanie – jeho podstata spočíva v realizácii vhodných opatrení smerujúcich k vylúčeniu alebo aspoň podstatnému zníženiu predpokladaného rizika spojeného s GMO GMO-Organizmus ktorého genóm obsahuje stabilne začlenený transgén-Transgén je gén upravený metódami GI a prenesený do hostiteľského organizmu9.Génove inžinierstvo a jeho cieleGI-súbor metód a techník, ktorými sa dosahujú cielené zmeny organizmov a konštrukcie nových genetických konštitúcií

manipulácia na úrovni:organel, buniek, génov, DNA in vitro,DNA a celým genómom in vivocieľ: zostrojiť genetické sústavy užitočné pre človeka, ktoré sa v prírode nenachádzajú Rozšírenie genetickej variability Dosiahnutie vhodných genetických zmien Rýchle rozšírenie žiadúceho génu introdukciou do hostiteľa Prekonanie medzidruhovej bariéry Šľachtenie rastlín a živočíchov Tvorba transgénnych organizmov Štúdium expresie génov a riadenia génov Odhalenie funkcie nezmámych génov Mapovanie, genotypovanie Tvorba génových knižníc Identifikácia dedičných chorôb zárodku Príprava: rekombinantných vakcín, rastových hormónov, monoklonálnych protilátok farmaceutík a i. 10.Perspektívy a prínosy používania GMOZvýšenie produkcie a efektívnosti

Rezistencia voči chorobámRezistencia proti herbicídom

Zvýšenie produkčných funkcií organizmovbeta-karotén v rastlináchLipidový profil v mlieku a mäseProdukcia v marginálnych podmienkachZníženie prirodzených toxínov v potravinových zdrojochVýroba antialergénnych potravín a produktov

Zvýšenie bezpečnosti v poľnohospodárstveRedukcia aplikácií pesticídov a herbicídov v RVRedukcia antibiotík a chemoterapeutík v ŽV

Produkcia farmaceutík a nutrientovHumananizácia proteínov ( mlieko transgénnych zvieratOptimalizácia obsahových zložiek v potravinových zdrojoch

Neprirodzené generovanie DNA sekvenciíIn-vitro konštrukcia sekvencií izozýmovKonštrukcia funkčných štruktúr (bielkovín)Nové farmaceutika a terapeutické látky

Génová terapiaSomatické modifikácieScreening gamét Genová terapia gamét