DNA:n tutkimusmenetelmät

Mikä tutkimuksen vaihe varsinaisesti tunnistaa näytteen lajin?

Vertailu geenitietokantaan. Emäsjärjestys saa merkityksen vasta, kun se täsmää tunnettuun sekvenssiin.

Miksi DNA monistetaan ennen sekvensointia eikä sen jälkeen?

Sekvensointi tarvitsee riittävästi DNA:ta, ja näytteessä sitä on usein liian vähän.

Miksi aluke kiinnittyy vain tiettyyn kohtaan mallijuosteessa?

Emäsparisäännön vuoksi: se pariutuu vain jaksoon, jonka emäkset täydentävät sitä.

Mitä kontaminaatio tarkoittaa DNA-näytteessä?

Vieraan DNA:n sekoittumista näytteeseen. Vieras DNA voi monistua ja antaa väärän tuloksen.

Miksi DNA-näyte säilytetään kylmässä?

Lämpimässä DNA hajoaa, ja tutkittavaa DNA:ta jää vähemmän.

Miksi muinais-DNA:n tutkimus on erityisen altis kontaminaatiolle?

Muinaista DNA:ta on vähän ja se on hajonnut, joten tutkijan oma DNA peittää sen helposti.

Mikä on DNA:n eristyksen ensimmäinen vaihe?

Solujen rikkominen, jotta DNA vapautuu soluista.

Mitkä aineet poistetaan näytteestä ennen DNA:n sakkautusta?

Proteiinit ja hiilihydraatit, jotta jäljelle jää puhdas DNA.

Miksi DNA saostuu, kun liuokseen lisätään alkoholia?

DNA ei liukene alkoholiin, joten se erottuu liuoksesta rihmaksi.

Mitä PCR tuottaa?

Suuren määrän kopioita alukkeiden rajaamasta DNA-jaksosta. Emäsjärjestystä se ei kerro.

Mitkä neljä ainetta PCR-seokseen tarvitaan?

Malli-DNA, alukkeet, DNA-polymeraasi ja vapaat nukleotidit.

Mikä aluke on?

Lyhyt yksijuosteinen DNA-pätkä, josta DNA-polymeraasi aloittaa uuden juosteen.

Mitä DNA:lle tapahtuu PCR:ssä noin 95 asteessa?

Emästen väliset vetysidokset katkeavat, ja juosteet erkanevat yksijuosteisiksi (denaturaatio).

Miksi PCR:n lämpötila lasketaan denaturaation jälkeen noin 50–60 asteeseen?

Viileämmässä alukkeet pysyvät kiinni mallijuosteen vastinkohdissa.

Mikä PCR:n vaihe tehdään noin 72 asteessa?

Pidennys: DNA-polymeraasi rakentaa uuden juosteen alukkeesta eteenpäin.

Miksi PCR:ssä on kaksi aluketta?

Yksi kummallekin juosteelle, ja yhdessä ne rajaavat monistettavan alueen molemmista päistä.

Miksi PCR:n DNA-polymeraasi otetaan kuumissa lähteissä elävästä bakteerista?

Se kestää denaturaation kuumuuden, joten syklejä voi toistaa lisäämättä uutta entsyymiä.

Miten saadaan monistettua vain yhden lajin DNA:ta sekanäytteestä?

Käytetään alukkeita, jotka täydentävät vain sen lajin jaksoa.

Montako kopiota yhdestä molekyylistä tulee n syklissä?

2^n, koska jokainen sykli kaksinkertaistaa määrän.

Miksi DNA:n määrä kaksinkertaistuu yhdessä PCR-syklissä?

Kumpikin juoste toimii mallina, jolle rakentuu uusi vastinjuoste.

Kumpaan napaan DNA kulkee geelielektroforeesissa, ja miksi?

Plusnapaan, koska fosfaattiryhmät tekevät DNA:sta negatiivisesti varautuneen.

Kumpi kulkee geelissä pidemmälle, 200 vai 800 emäsparin pala?

200 emäsparin pala, koska lyhyt pala pääsee geelin huokosten läpi helpommin.

Mihin geelin kokostandardia tarvitaan?

Sen tunnetun kokoisiin paloihin verrataan näytteen vyöhykettä, jotta palan koko selviää.

Mitä geelielektroforeesi ei kerro DNA-palasta?

Emäsjärjestystä. Geeli erottelee palat vain koon mukaan.

Mikä on sekvensoinnin tulos?

DNA:n emäsjärjestys, esimerkiksi ATTGCAT.

Miksi Sangerin menetelmässä syntyy eripituisia palasia?

Muokattu nukleotidi pysäyttää juosteen rakentamisen eri kohdissa.

Mistä Sangerin menetelmässä tiedetään palan viimeinen emäs?

Sen fluoresoivasta väristä. Jokaisella emäksellä on oma värinsä.

Missä järjestyksessä Sangerin menetelmän palat luetaan?

Lyhimmästä pisimpään, koska jokainen pala on yhtä emästä edellistä pidempi.

Miten satunnaissekvensoinnin lyhyet palat kootaan yhdeksi jaksoksi?

Tietokone kokoaa ne niiden päällekkäisten osien perusteella.

Miksi lajia ei voi tunnistaa, jos sen sekvenssiä ei ole geenitietokannassa?

Tunnistus on vertailua tunnettuun, eikä vertailukohtaa silloin ole.

Miksi toistojaksot sopivat yksilöntunnistukseen?

Toistojen määrä vaihtelee yksilöittäin, joten toistojaksojen palat ovat eri yksilöillä eripituisia.

Ketkä ihmiset saavat saman DNA-tunnisteen?

Identtiset kaksoset, koska heidän perimänsä on sama.

Isyystestissä lapsella on pala, jota äidillä ei ole. Mistä palan on löydyttävä?

Isältä, koska lapsi saa jokaisesta kromosomiparista toisen kopion isältään.

Millä tavalla puna-vihersokeus voidaan todeta värinäkötestin lisäksi?

Geenitestillä, joka tutkii X-kromosomin värinäköön liittyvän alleelin.

Miksi henkilön DNA kuumennetaan ennen DNA-sirulle laittamista?

Juosteet erkanevat, jotta yksijuosteinen DNA voi pariutua sirun koettimen kanssa.

Mitä DNA-sirun värireaktio tarkoittaa?

Henkilön DNA on kiinnittynyt koettimeen, joten hänellä on koettimen alleeli.

Mistä ympäristö-DNA on peräisin?

Eliöiden ympäristöönsä jättämästä aineksesta, kuten hilseestä, ulosteesta ja limasta.

Mitä ympäristö-DNA ei suoraan kerro alueen lajista?

Yksilöiden määrää. Se kertoo, että lajin DNA:ta on näytteessä.

1. Missä järjestyksessä DNA-näytteen tutkimuksen vaiheet tavallisesti etenevät? — keräys, eristys, monistus, sekvensointi, vertailu
2. Tutkija haluaa selvittää, mistä eläinlajista lihapullan liha on peräisin. Mikä vaihe varsinaisesti kertoo lajin? — Vertailu geenitietokantaan, jossa sekvenssi täsmää tunnettuun lajiin
3. Mikä emäsparisäännön merkitystä DNA:n tutkimusmenetelmissä koskeva väittämä on oikein? — Aluke kiinnittyy mallijuosteessa kohtaan, jonka emäkset täydentävät sitä.
4. Mallijuosteen jakso on TTAGCC. Mikä aluke kiinnittyy tähän jaksoon emäsparisäännön mukaan? — AATCGG
5. Miksi ympäristö-DNA-näyte on suojattava kontaminaatiolta? — Vieras DNA voisi monistua ja näkyä tuloksessa lajina, jota paikalla ei ole.
6. Luusta saatiin pääosin nykyihmisen DNA:ta, vaikka luu on 40 000 vuotta vanha. Mikä selittää tuloksen parhaiten? — Näyte on kontaminoitunut käsittelijöiden DNA:lla, ja luun oma DNA on hajonnut.
7. Vesinäyte jää kesällä lämpimään autoon vuorokaudeksi. Mitä todennäköisimmin seuraa? — DNA hajoaa, ja monistettavaa DNA:ta jää vähemmän.
8. Missä järjestyksessä DNA:n eristyksen vaiheet tehdään? — solujen rikkominen, proteiinien poisto, sakkautus alkoholilla
9. Miksi DNA saadaan esiin lisäämällä liuokseen alkoholia? — DNA ei liukene alkoholiin, joten se saostuu rihmaksi.
10. Opiskelija eristää mansikasta DNA:ta mutta unohtaa solujen rikkomisen. Mitä todennäköisimmin tapahtuu? — DNA:ta saostuu vähän, koska se ei vapaudu ehjistä soluista.
11. Mitä PCR:n lopputuloksena saadaan? — Suuri määrä kopioita alukkeiden rajaamasta jaksosta
12. PCR-seoksessa on malli-DNA, DNA-polymeraasi ja vapaat nukleotidit. Miksi reaktio ei toimi? — Siitä puuttuvat alukkeet, joista polymeraasi aloittaa juosteen.
13. Mitä PCR:n denaturaatiovaiheessa tapahtuu? — Kuumuus katkaisee vetysidokset, ja juosteet erkanevat.
14. Miksi denaturaatio tehdään jokaisen syklin alussa? — Edellisen syklin kaksoisjuosteet on avattava uusiksi malleiksi.
15. Miksi lämpötila lasketaan alukkeiden kiinnittymisen ajaksi noin 50–60 asteeseen? — Viileämmässä alukkeen ja mallin väliset vetysidokset pysyvät koossa.
16. Tutkija selvittää vesinäytteestä, elääkö joessa jokihelmisimpukoita. Miten hän varmistaa, että PCR monistaa simpukan DNA:ta eikä muiden lajien DNA:ta? — Hän käyttää alukkeita, jotka täydentävät simpukalle ominaista jaksoa.
17. Mallijuosteessa on jakso TTAGCCATGGAC. Mihin kohtaan aluke TCGG kiinnittyy? — kohtaan AGCC
18. Mikä PCR:n pidennysvaihetta koskeva väittämä on oikein? — DNA-polymeraasi liittää nukleotideja alukkeesta eteenpäin mallin mukaan.
19. PCR:ssä käytetään kuumissa lähteissä elävän bakteerin DNA-polymeraasia. Miksi? — Se ei denaturoidu 95 asteessa, joten se toimii syklistä toiseen.
20. Näytteessä on yksi DNA-molekyyli, ja määrä kaksinkertaistuu joka syklissä. Montako molekyyliä on viiden syklin jälkeen? — 32
21. Näytteessä on 100 kopiota tutkittavasta jaksosta, ja määrä kaksinkertaistuu joka syklissä. Kuinka monen syklin jälkeen kopioita on noin 100 000? — 10
22. Miksi DNA:n määrä kaksinkertaistuu jokaisessa PCR-syklissä? — Kumpikin juoste toimii mallina, jolle rakentuu uusi vastinjuoste.
23. Miksi DNA liikkuu geelissä kohti positiivista napaa? — Fosfaattiryhmät tekevät DNA:sta negatiivisesti varautuneen.
24. Geeliin ajetaan näyte, jossa on 300 ja 800 emäsparin paloja. Mikä tuloksesta tehty päätelmä on oikein? — 300 emäsparin pala kulkee pidemmälle, koska se pääsee helpommin huokosten läpi.
25. Kokostandardin palat ovat 1000, 500, 300, 200 ja 100 emäsparia. Näytteen vyöhyke on 300 ja 200 emäsparin vyöhykkeiden välissä. Kuinka pitkä näytteen pala on? — noin 250 ep
26. PCR:n jälkeen näytteen kaistalle ei tule vyöhykettä, vaikka kokostandardi näkyy. Mitä tästä voi päätellä? — Monistus ei todennäköisesti onnistunut, koska tuotetta ei näy.
27. Mikä on sekvensoinnin tulos? — DNA:n emäsjärjestys, esimerkiksi ATTGCAT
28. Miksi DNA monistetaan PCR:llä ennen sekvensointia? — PCR tuottaa riittävästi luettavaa DNA:ta pienestäkin näytteestä.
29. Mikä Sangerin menetelmää koskeva väittämä on oikein? — Eripituiset palaset syntyvät, kun muokattu nukleotidi pysäyttää juosteen rakentamisen.
30. Sangerin menetelmässä palojen viimeiset emäkset ovat lyhimmästä pisimpään G, A, T, T ja C. Mikä on rakennetun uuden juosteen emäsjärjestys? — GATTC
31. Satunnaissekvensoinnissa luetaan palat ATGGCT, GCTTACG ja TACGGA. Mikä on niiden päällekkäisyyksien avulla koottu jakso? — ATGGCTTACGGA
32. Mikä on rinnakkaissekvensoinnin etu Sangerin menetelmään verrattuna? — Se lukee suuren määrän jaksoja yhtä aikaa, joten perimä luetaan nopeasti.
33. Näytteen sekvenssi on ATGGCTTACGGA. Tietokannassa laji A on ATGACTTTCGGA, laji B ATGGCTTACGGA ja laji C TTGGCATACGCA. Mikä päätelmä on oikein? — Näyte on lajia B, koska sekvenssit täsmäävät joka kohdassa.
34. Tutkijat sekvensoivat DNA:ta 50 000 vuotta vanhasta luusta, mutta sekvenssi ei täsmää yhteenkään tietokannan lajiin. Mikä selitys on todennäköisin? — Luu on lajista, jonka perimää ei ole tietokannassa vertailtavaksi.
35. Miksi toistojaksoja käytetään yksilöntunnistuksessa? — Toistojen määrä vaihtelee yksilöittäin, joten palojen pituudet eroavat.
36. Rikospaikalta löytyneen veren DNA-tunniste on sama kuin epäillyn tunniste. Kuka muu voisi olla veren lähde? — Epäillyn identtinen kaksonen
37. Henkilön toistojaksossa emäsjakso GATA toistuu 9 kertaa. Kuinka pitkä on toistojen muodostama alue? — 36 emästä
38. Lapsen toistojaksosta saadaan palat 150 ja 370 ep. Äidin palat ovat 120 ja 150 ep. Mikä pala isällä on oltava? — 370 ep
39. Lapsen jokaisesta toistojaksosta löytyy äidin pala, mutta useista toistojaksoista lapsen toinen pala puuttuu mieheltä M. Mikä päätelmä on oikein? — Mies M ei ole lapsen biologinen isä.
40. Mikä DNA-sirua koskeva väittämä on oikein? — Leimattu DNA kiinnittyy yksijuosteiseen koettimeen, jonka emäkset täydentävät sitä.
41. Miksi henkilön DNA kuumennetaan ennen kuin se laitetaan DNA-sirulle? — Kuumennus erottaa juosteet, jotta DNA voi pariutua koettimen kanssa.
42. Puna-vihersokeus todetaan geenitestillä. Mitä testissä tutkitaan? — X-kromosomin värinäköön liittyvää alleelia
43. Mitä ympäristö-DNA on? — Vedestä tai maasta eristettyä DNA:ta, jonka eliöt ovat jättäneet
44. Järven vesinäytettä tutkitaan ympäristö-DNA:n avulla. Mikä vaihe tehdään kolmantena? — PCR
45. Mikä on ympäristö-DNA:n etu lajien etsimiseen maastossa verrattuna? — Se paljastaa yöllä liikkuvat ja piilottelevat lajit pienestä jäljestä.
46. Järven vesinäytteestä löytyy täpläravun DNA:ta, vaikka rapuja ei ole saatu pyydyksiin. Mikä päätelmä on perusteltu? — Järvessä on tai on käynyt täplärapuja, joten vieraslaji on havaittu varhain.
47. Mikä menetelmä ja sen tehtävä on yhdistetty oikein? — Eristys irrottaa DNA:n soluista ja puhdistaa sen.
48. Rikostutkija vertaa rikospaikan hiusta epäiltyyn. Mikä ketju sopii parhaiten? — eristys, toistojaksojen PCR, geelielektroforeesi, tunnisteiden vertailu
49. Emäsjärjestys on yksinään vain kirjainjono. Laji tunnistetaan vasta, kun sekvenssiä verrataan tunnettujen sekvenssien kokoelmaan eli {0}. — geenitietokantaan
50. Mallijuosteen jakso on GCATTA. Emäsparisäännön mukaan siihen kiinnittyvän alukkeen emäsjärjestys on {0}. — CGTAAT
51. Tutkija käsittelee vesinäytettä ilman käsineitä, ja tulokseen ilmestyy ihmisen DNA:ta. Vieraan DNA:n sekoittumista näytteeseen sanotaan {0}. — kontaminaatioksi
52. Näyte säilytetään kylmässä, koska lämpimässä sen DNA ehtii {0} ennen tutkimusta. — hajota
53. Proteiinit ja hiilihydraatit on poistettu, ja liuokseen lisätään alkoholia. Koska DNA ei liukene alkoholiin, se saostuu näkyväksi rihmaksi. Tätä eristyksen vaihetta sanotaan {0}. — sakkautukseksi
54. PCR-seoksessa on malli-DNA, alukkeet ja vapaat nukleotidit, mutta uutta juostetta ei synny. Seoksesta puuttuu entsyymi {0}. — DNA-polymeraasi
55. PCR-laitteen lämpötila nousee 95 asteeseen, ja kaksoisjuosteet erkanevat yksijuosteisiksi. Syklin vaihe on {0}. — denaturaatio
56. Laite laskee lämpötilan 95 asteesta noin 55 asteeseen. Tässä vaiheessa mallijuosteen vastinkohtiin kiinnittyvät {0}. — alukkeet
57. PCR:n DNA-polymeraasi on peräisin kuumissa lähteissä elävästä bakteerista, koska sen on kestettävä denaturaation noin {0} asteen lämpötila. — 95
58. Näytteessä on 10 kopiota tutkittavasta jaksosta, ja määrä kaksinkertaistuu joka syklissä. Neljän syklin jälkeen kopioita on {0}. — 160
59. Yhdestä molekyylistä saadaan 1 024 kopiota, kun määrä kaksinkertaistuu joka syklissä ja syklejä tehdään {0}. — 10
60. Geelin kaivot ovat miinusnavan puolella. Fosfaattiryhmien vuoksi DNA kulkee geelin läpi kohti {0}. — plusnapaa
61. Näytteessä on 200 ja 900 emäsparin paloja. Geelissä kauemmas kaivosta kulkee {0} emäsparin pala. — 200
62. PCR:n jälkeen DNA:ta on paljon, mutta sen emäsjärjestys on yhä tuntematon. Emäsjärjestys selvitetään {0}. — sekvensoinnilla
63. Sangerin menetelmässä palojen viimeiset emäkset luetaan lyhimmästä pisimpään järjestyksessä C, A, G, G, T. Uuden juosteen emäsjärjestys on {0}. — CAGGT
64. Palojen ATGCC ja GCCTA päät limittyvät kolmen emäksen verran. Niistä koottu jakso on {0}. — ATGCCTA
65. Näytteen sekvenssi eroaa lajin A sekvenssistä yhdessä kohdassa ja lajin B sekvenssistä kuudessa kohdassa. Näyte on todennäköisimmin lajia {0}. — A
66. Henkilöllä emäsjakso TCTA toistuu peräkkäin 12 kertaa. Toistojen muodostaman alueen pituus on {0} emästä. — 48
67. Lapsen toistojaksosta saadaan palat 160 ja 240 ep, ja äidin palat ovat 160 ja 300 ep. Isällä on oltava {0} ep:n pala. — 240
68. DNA-sirun koettimen jakso on TTAC. Henkilön leimattu DNA kiinnittyy koettimeen, jos siinä on jakso {0}. — AATG
69. Vesinäytteessä on hyvin vähän eliöiden jättämää DNA:ta, joten ennen sekvensointia se monistetaan menetelmällä {0}. — PCR
70. Joen tutkimuksessa pyydyksiin ei jäänyt saukkoja, mutta joesta otetusta vedestä löytyi saukon DNA:ta. Tuloksista voi päätellä, että saukko on liikkunut joessa, vaikka sitä ei ole {0}. — havaittu
71. Tutkija tietää geelin perusteella DNA-palan pituuden, mutta haluaa tietää, onko palan emäsjärjestyksessä muutos. Palalle on vielä tehtävä {0}. — sekvensointi