Ответы на тесты по мед биологии. Мед.био 2019. 1. Прокаріотичні організми. Клітини прокаріот
 Скачать 1.14 Mb.
|
|
18. Ген. Будова генів, класифікація. Ген – це одиниця спадковості організмів. Структура генів дуже складна, тому сучасне визначення гена наступне: Ген – це ділянка ДНК, яка є необхідною і достатньою для повноцінного синтезу функціональної молекули РНК. Структурна одиниця гена – пара нуклеотидів. Ген – це ділянка ДНК, що включає: • промотор – частина гена, до якої приєднується фермент транскрипції (РНК-полімераза); • ділянка, що транскрибується (кодуюча частина гена. Містить інформацію про послідовність нуклеотидів у молекулі РНК • термінатор – частина гена, що дає сигнал про завершення транскрипції. Класифікація генів: • активні в усіх клітинах (гени реплікації, транскрипції, трансляції та ін.) • активні у клітинах певного типу, більшість генів у яких репресована. Спадкова інформація записується в молекулах нуклеїнових кислот за допомогою генетичного коду. Це послідовність нуклеотидів, яка визначає порядок розташування амінокислот у поліпептиді. 19. Генетичний код. Властивості. Генетичний код – це послідовність нуклеотидів, яка визначає порядок розташування амінокислот у поліпептиді. Властивості генетичного коду 1. Триплетність (кожна амінокислота в поліпептиді кодується трьома нуклеотидами у ДНК 2. Надмірність (одну амінокислоту можуть кодувати декілька різних триплетів); 3. Однозначність (кожний триплет кодує одну певну кислоту 4. Універсальність (код однаковий для всіх організмів); 5. Колінеарність (послідовність триплетів визначає порядок розташування амінокислот); 6. Унікальність (розташування кодонів в ДНК притаманне тільки певному організму); 7. Лінійність (триплети розташовані лінійно); 8. Неперервність (між нуклеотидами відсутні фізичні інтервали); 9. Неперекривність (в молекулі ДНК кожний нуклеотид входить лише до якогось одного кодону 10. Стартовість (синтез поліпептиду починається з триплету АУГ); 11. Термінація (кінець синтезу поліпептиду; це «стоп-кодони»: УАА, УАГ, УГА,). 12. Однонаправленість (зчитування інформації відбувається тільки у напрямку від 5'-кінця до 3'-кінця). 20. Біосинтез білків. Транскрипція, процесинг. Процес біосинтезу білка в еукаріотів можна представити у вигляді схеми ДНК→про-і- РНК→і-РНК→поліпептидний ланцюг→білок. Етапи біосинтезу білків: Транскрипція лат. transcriptio - переписування).Це синтез в ядрі клітини молекули- попередниці і-РНК (про-і-РНК) за програмою ДНК. Транскрипція проходить в три етапи: ініціація, елонгація, термінація. 1. Ініціація. Під дією ферменту подвійна спіраль ДНК розкручується. Фермент РНК- полімераза приєднується до промотора ДНК та із вільних нуклеотидів починається синтез про-і-РНК на матричному ланцюзі ДНК. 2. Елонгація – процес нарощування полінуклеотидного ланцюга. 3. Термінація – закінчення синтезу про-і-РНК, коли фермент досягає паліндрому дволанцюгової шпильки, яка складається з послідовностей нуклеотидів, що читаються однаково в обох ланцюгах у напрямках 5'(3'. Ділянка ДНК, що містить промотор, послідовність нуклеотидів, що транскрибуються і термінатор, називається транскриптом. Процесинг – дозрівання РНК. У еукаріот процесинг складається з трьох операцій: • Кепування – модифікація 5'-кінця про-іРНК шляхом приєднання гуанозинмонофосфату, потім його метилювання і утворення 7-метилгуаніну. Кеп захищає 5'-кінець від деградації, бере участь у процесингу, транспортує мРНК в цитоплазму та ініціює трансляцію • Сплайсинг – вирізання інтронів і зшивання лігазами екзонів • Поліаденілування – приєднання до 3'-кінця polyA послідовності, яка забезпечує термінацію транскрипції. Утворюється і-РНК або м-РНК. Із ядра вона надходить до рибосом ЕПС. 21. Біосинтез білків. Трансляція, посттрансляційна модифікація білків. Трансляція. Це синтез поліпептиду за програмою м-РНК. Трансляцію розділяють на 3 етапи: ініціація, елонгація, термінація 1. Ініціація 1) м-РНК з'єднується з малою субодиницею рибосоми. 2) До стартового кодону м-РНК (АУГ) комплементарно приєднується своїм антикодоном (УАЦ) т-РНК(1) з амінокислотою метіонін. Реакція приєднання амінокислоти до т-РНК називається рекогніцією. Між кодоном та антикодоном формуються водневі зв'язки. Утворюється комплекс ініціації: мала субодиниця рибосоми+і-РНК+т- РНК+формілметіонін. 3) До цього комплексу приєднується велика субодиниця рибосоми. Утворюється функціонально активна рибосома. В рибосомі одночасно можуть знаходитися тільки два кодони м-РНК. 2. Елонгація – процес подовження пептидного ланцюга. 1) До другого кодону комплементарно приєднується наступна т-РНК(2) з певною амінокислотою. Між двома амінокислотами утворюється пептидний зв'язок. 2) т-РНК(1), яка прийшла раніше, виходить з рибосоми і може приєднувати нову амінокислоту. 3) рибосома рухається в напрямку 5'(3', м-РНК і т-РНК(2) з дипептидом переміщується в ній на один кодон. До третього кодону м-РНК підходить т-РНК(3) з наступною амінокислотою і т.д. 3. Термінація – закінчення синтезу відбувається коли рибосома дійшла до «стоп-кодону» і весь комплекс – м-РНК, мала і велика частини рибосоми, т-РНК, білок – розпадається, але за необхідності він знову може збиратися для нового синтезу білка. Весь процес трансляції йде за допомогою додаткових, приблизно 50, спеціальних білків: чинників ініціації, елонгації, термінації. У загальних рисах процес трансляції однаковий у всіх організмів. Багато антибіотиків є специфічними інгібіторами трансляції у мікроорганізмів. Так, стрептоміцин утруднює зв’язування стартової т-РНК із м-РНК, тобто, пригнічує ініціацію білкового синтезу, а тетрациклін – елонгацію. Посттрансляційна модифікація білків. Синтезований поліпептид – це практично прямолінійна молекула, якій не властива метаболічна активність. Далі він самостійно або за допомогою допоміжних білків набуває вторинної, третинної та інших структур. Первинна структура білка повністю визначає всі ці структури. Новий поліпептидний ланцюг потрапляє в цитоплазму, порожнину ЕПС або апарат Гольджі, де завершується формування білкової молекули. В процесі дозрівання відбуваються просторові та хімічні перетворення і білки набувають специфічних властивостей та функціональної активності. Процес синтезу білка потребує великих витрат енергії АТФ. Результатом участі білків в метаболізмі є розвиток ознак. Таким чином, процес біосинтезу білка здійснюється в чотири етапи: 1.Транскрипція. 2.Посттранскрипційні процеси (процесинг, сплайсинг). 3.Трансляція. 4.Посттрансляційні процеси (формування вторинної, третинної та четвертинної структури білка). 22. Хромосоми. Будова, види хромосом. Кожна хромосома складається з двох хроматид, які з’єднані між собою первинною перетяжкою (центромерою). Вона поділяє хромосому на 2 плеча. На центромері розташовуються спеціальні білки, що утворюють кінетохори, до яких під час поділу клітини прикріплюються нитки веретена. Кінці плечей називаються теломерами. Вони не дозволяють з’єднатися хромосомам між собою. Центромера може мати різне розташування, від цього залежить форма хромосом. Розрізняють: • Метацентричні – мають рівні чи майже рівні плечі; • Субметацентричні – мають плечі різної довжини; • Акроцентричні – мають паличкоподібну форму, з дуже коротким другим плечем. Маленькі плечі часто мають вторинну перетяжку. • Телоцентричні – мають тільки одне плече з центромерою на кінці (патологічні). Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки, які відокремлюють ділянки хромосом (супутники). Такі хромосоми називають ядерцевими організаторами. 23. Клітинний цикл. Інтерфаза. Клітинний (мітотичний) цикл – це період життя клітини від одного поділу до другого. Цей цикл складається з трьох головних стадій: • Інтерфаза • Мітоз (каріокінез) • Цитокінез. Інтерфаза – це період між поділами клітини. Він включає три етапи: 1) Пресинтетичний (G1) – відбувається синтез РНК і структурних білків. За їх рахунок відновлюються та диференціюються органоїди клітини після мітозу. Клітина росте. Хромосоми складаються з однієї хроматиди. Набір генетичного матеріалу 2n2c, де n – кількість хромосом, с – кількість ДНК. 2) Синтетичний (S) – відбувається редуплікація ДНК, синтез ядерних білків (гістонів). Тепер кожна хромосома складається з двох хроматид, 2n4c. 3) Постсинтетичний (G2) – йде синтез АТФ, РНК, білків веретена поділу. Діляться мітохондрії та хлоропласти. Центріолі подвоюються, починає утворюватись веретено поділу. Генетичний матеріал – 2n4c. 24. Клітинний цикл. Мітоз Мітоз складається з х фаз 1) Профаза – хромосоми скручуються, вкорочуються, потовщуються. Хроматиди відштовхуються і поєднані лише в області центромери. Ядерця та ядерна мембрана руйнуються. Хромосоми потрапляють у цитоплазму. В цей же час центріолі розходяться до полюсів клітини. Навколо кожної центріолі утворюється веретено поділу (зірка). В клітинах вищих рослин немає центріолей. Веретено поділу будується від полюсів клітини. Генетичний матеріал – 2n4c. 2) Метафаза – хромосоми прикріплюються своїми центромерами до ниток веретена поділу. Вони вишиковуються на екваторі в одну лінію, їх добре видно і в них Х-подібна форма, 2n4c. 3) Анафаза – кожна центромера розщеплюється на дві, хроматиди відходять одна від одної. Нитки веретена поділу розтягують дочірні хромосоми до протилежних полюсів, 4n4c. 4) Телофаза – хромосоми деспіралізуються, подовжуються та їх вже невидно. Нитки веретена руйнуються. У кожного полюсу навколо хромосом утворюється ядерна оболонка, з'являється ядерце, 2n2c. Телофаза завершується цитокінезом. Цитокінез – це поділ цитоплазми між двома дочірніми клітинами. Набір генетичного матеріалу в кожній клітині – 2n2c. Поділ цитоплазми у клітинах тварин відбувається шляхом вгинання мембрани від периферії до центру. 25. Значення мітозу. Мітотична активність тканин. Значення мітозу: 1) Генетична стабільність. В результаті мітозу утворюються дві дочірні клітини, які містять стільки ж хромосом, скільки їх було в батьківській клітині. 2) Ріст. У результаті мітозів кількість клітин в організмі збільшується. 3) Лежить в основі нестатевого розмноження, регенерації та заміщення клітин. У складних багатоклітинних організмах рослин і тварин клітини окремих органів і тканин характеризуються різною мітотичною активністю. Дослідження клітинного поділу засобами радіоавтографії дало можливість розділити всі тканини натри категорії клітинних комплексів: • стабільні – практично не діляться (нервові тканини); • що ростуть – частина клітин здатна до мітозу (м'язи); • що оновлюються – всі клітини діляться. Кількість знов утворених клітин дорівнює кількості відмерлих (епітелій шкіри). Мітотична активність залежить від виду тканини та її функції, віку та стадії розвитку організму. Амітоз або прямий поділ клітин відбувається шляхом поділу ядра перетяжкою без утворення веретена поділу. Ендомітоз – збільшення кількості хромосом. Виникає в результаті того, що після поділу хромосом, поділ ядра не відбувається. Політенія – збільшення кількості хромосом. 26. Розмноження. Форми розмноження у одноклітинних організмів Розмноження– це здатність організмів відтворювати собі подібних. Форми розмноження: I. Нестатеве. • У одноклітинних: 1. Бінарний поділ – в основі лежить мітоз, утворюється дві клітини (саркодові, джгутикові, інфузорії). 2. Шизогонія або множинний поділ (малярійний плазмодій). 3. Брунькування (бактерії, дріжджі). 4. Спороутворення(водорості, гриби). II. Статеве. • У одноклітинних: 1. Кон'югація – статевий процес, при якому нові особини не утворюються, а лише відбувається обмін генетичною інформацією (інфузорія). 2. Копуляція – дві особини перетворюються на гамети, з'єднуються і утворюють зиготу (малярійний плазмодій). Зустрічається три види копуляції: - ізогамія – зливаються рухомі, одинакові за розміром гамети; - анізогамія – зливаються рухомі, але різні за розміром гамети; - овогамія – зливаються гамети: велика нерухома (яйцеклітина) і дрібна рухома (сперматозоїд). III. Партеногенез – особлива форма статевого розмноження. Це розвиток організмів із незаплідненої яйцеклітини. Буває природним та штучним. Природний – облігатний (обов'язковий) та факультативний. 27. Розмноження. Форми розмноження у багатоклітинних організмів. Форми розмноження: I. Нестатеве. • У багатоклітинних: 1. Вегетативне – розмноження групою клітин. a. Брунькування (гідра); b. Фрагментація (кільчасті черви c. Поліембріонія – розвиток з однієї зиготи декількох організмів (їздці, броненосці, монозиготні близнюки у людини); d. Вегетативними органами (корінь, лист. 2. Спорами – розмноження спеціалізованою клітиною(мохи, папороті). II. Статеве. • У багатоклітинних – копуляція. Розвиток гамет відбувається у статевих залозах. Сперматозоїди утворюються в сім'яниках, а яйцеклітини в яєчниках. 28. Мейоз. Редукційний поділ. Мейоз – це спосіб утворення статевих клітин еукаріот, в результаті якого хромосомний набір зменшується в два рази. Інтерфаза–1. Відбувається редуплікація ДНК. Кожна хромосома складається з двох хроматид. 2n4c. Редукційний поділ складається з х фаз 1) Профаза–І. Профаза –1 складається з 5 стадій: - Лептонема – стадія довгих, тонких, слабко спіралізованих хромосом. - Зигонема– стадія попарного зближення гомологічних хромосом (кон'югація). Утворюються біваленти (тетради. - Пахінема – стадія товстих ниток. Гомологічні хромосоми з'єднуються в біваленти. Між гомологічними хромосомами відбувається кросинговер (обмін алельними генами. - Диплонема – гомологічні хромосоми починають відштовхуватися. - Діакінез – відштовхування гомологічних хромосом продовжується, але вонище з'єднані своїми кінцями. Наприкінці профази-І хромосоми максимально спіралізовані, центріолі мігрують до полюсів. Навколо кожної центріолі утворюється веретено поділу. Ядерця і ядерна мембрана розчиняються. Хромосоми потрапляють в цитоплазму 2n4c. 2) Метафаза–І. Біваленти хромосом вишиковуються з обох боків від екватору. Нитки веретена поділу прикріплюються до центромер кожної хромосоми тільки з одного боку, 2n4c. 3) Анафаза–І. Нитки веретена поділу скорочуються і цілі хромосоми розходяться до полюсів клітини, 2n4c. 4) Телофаза–І. Хромосоми деспіралізуються, потоншуються та їх вже невидно. Нитки веретена руйнуються. У кожного полюсу навколо хромосом утворюється ядерна оболонка, з’являється ядерце. Цитоплазма ділиться, утворюється дві клітини. Набір генетичного матеріалу в кожному ядрі – n2c. Таким чином, у результаті редукційного поділу утворюється дві клітини з різною спадковою інформацією, в яких набір хромосом – гаплоїдний, а кількість ДНК ще подвоєна (кожна хромосома складається з двох хроматид). 29. Мейоз. Екваційний поділ. Інтерфаза–2. Коротка. В ній відсутній S-період. Екваційний поділ складається з х фаз 1) Профаза–ІІ. Хромосоми спіралізуються, вкорочуються, потовщуються. Центріолі розходяться до полюсів клітини. Навколо кожної центріолі утворюються веретено поділу. Ядерця та ядерна мембрана руйнуються. Хромосоми потрапляють в цитоплазму, n2c. 2) Метафаза–ІІ. Хромосоми вишиковуються на екваторі. Нитки веретена поділу прикріплюються до їх центромер з обох сторін. 3) Анафаза–ІІ. Кожна центромера поділяється на дві. Хроматиди відходять одна від одної. Нитки веретена поділу відтягують дочірні хромосоми до протилежних полюсів, 2n2c. 4) Телофаза–ІІ. Хромосоми деспіралізуються, подовжуються та їх вже невидно. Нитки веретена руйнуються. У кожного полюса навколо хромосом утворюється ядерна оболонка, з'являється ядерце. Відбувається цитокінез. В результаті мейозу з одної клітини з диплоїдним набором хромосом утворюється 4 клітини з гаплоїдним набором хромосом, nc. 30. Профаза-I мейозу. Значення мейозу. Профаза–І. Профаза –1 складається з 5 стадій: - Лептонема – стадія довгих, тонких, слабко спіралізованих хромосом. - Зигонема– стадія попарного зближення гомологічних хромосом (кон'югація). Утворюються біваленти (тетради. - Пахінема – стадія товстих ниток. Гомологічні хромосоми з'єднуються в біваленти. Між гомологічними хромосомами відбувається кросинговер (обмін алельними генами. - Диплонема – гомологічні хромосоми починають відштовхуватися. - Діакінез – відштовхування гомологічних хромосом продовжується, але вонище з'єднані своїми кінцями. Наприкінці профази-І хромосоми максимально спіралізовані, центріолі мігрують до полюсів. Навколо кожної центріолі утворюється веретено поділу. Ядерця і ядерна мембрана розчиняються. Хромосоми потрапляють в цитоплазму 2n4c. Значення мейозу 1) В результаті мейозу статеві клітини мають гаплоїдний набір хромосом. Це забезпечує постійну кількість хромосом для кожного виду. 2) Мейоз забезпечує комбінативну мінливість організмів за рахунок: • кросинговеру. • незалежного комбінування негомологічних хромосом (анафаза–І). 3) В результаті мейозу всі клітини відрізняються комбінацією гомологічних хромосом і складом генів в них. 31. Сперматогенез. Характеристика Сперматогенез Сім'яник складається з безлічі канальців. Кожний каналець складається з декількох шарів клітин. Кожний шар – це послідовність стадій розвитку сперматозоїдів. |