2. 3 Регуляция экспрессии генов, днктехнологии в медицине Вопросы для самоконтроля

• Название: 2. 3 Регуляция экспрессии генов, днктехнологии в медицине Вопросы для самоконтроля
• Дата: 16.05.2022
• Размер: 0.5 Mb.
• Имя файла: 2_3_BKh_Regulyatsia_expressii_genov.doc
• Тип: Документы; #531440

2.3 Регуляция экспрессии генов, ДНК-технологии в медицине

Вопросы для самоконтроля

1. 
   Назовите три типа регуляции активности генов у прокариот.
   

Ферменты 3 типов : конститутивные , индуцируемые, репресируемые

2. 
   Какие белки называют конститутивными?
   

Присутствующие в клетках в постоянных количествах независимо от метаболического состояния организма (ферменты гликолиза)

3. 
   Какие белки называют индуцируемыми?
   

Их концентрация в обычных условия мала , но может возрастать в 1000 раз и более , если , например, в среду культивирования клеток добавить субстрат такого фермента

4. 
   Какие белки называют репрессируемыми?
   

Ферменты метаболических путей , синтез которых прекращается при добавлении в среду выращивания конечного продукта этих путей

5. 
   Дайте определение термину «оперон».
   

Гены белков, функции которых в метаболических процессах тесно связаны, часто в геноме группируются вместе в структурные единицы

6. 
   Изобразите схему работы lac-оперона в отсутствие индуктора.
   

7. 
   Изобразите схему работы lac-оперона в присутствии индуктора.
   

8. 
   Изобразите схему работы гистидинового оперона в отсутствие корепрессора.
   

9. 
   Изобразите схему работы гистидинового оперона в присутствии корепрессора.
   

10. 
    Назовите два-три механизма стойкой репрессии генов гетерохроматина у эукариот.
    

*Пространственная укладка ДНК, при которой гетерохроматин находится в высококонденсированном состоянии;

*метилирование дезоксицитидина ДНК-метилазами в 5`-CG-3` последовательностях ДНК. Эта модификация сильно меняет конформацию хроматина и препятствует активной транскрипции:

*связывание с гистонами и образование нуклеосом, которые так же снижают транскрипционную активность ДНК.

Организация хроматина в дифференцированных клетках многоклеточного организма, изменение количества генов, перестройка генов

11. 
    Назовите два способа изменения количества генов у эукариот.
    

Амплификация(увеличение числа) генов и утрата генетического материала

12. 
    Приведите пример амплификации генов у эукариот.
    

Ген металлотионеина. Продукт экспрессии этого гена - низкомолекулярный белок металлотионеин, обладающий способностью связывать тяжёлые металлы (медь, цинк, кадмий, ртуть) и защищать клетки от отравления этими соединениями

Другими примерами генов являются ген дигидрофолатредуктазы и ген Р-гликопротеина

13. 
    Приведите пример перестройки генов у эукариот.
    

Пример сегментов ДНК, кодирующих вариабельный и константный домены легкой цепи молекулы иммуноглобулинов (антител)

14. 
    Опишите доменное строение факторов транскрипции.
    

Имеют модульное строение и содержат области для связывания ДНК и регуляции транскрипции

15. 
    Дайте определение термину «энхансер».
    

Участки ДНК размером 10-20 пар оснований, присоединение к которым регуляторных белков увеличивает скорость транскрипции.

16. 
    Дайте определение термину «цис-элемент».
    

Регуляторные последовательности ДНК, общие для группы генов. Они обеспечивают координированную регуляцию транскрипции генов и, как правило , располагаются на расстоянии примерно в 250 пар оснований выше промотора каждого гена.

17. 
    Назовите два-три способа посттранскрипционной регуляции активности генов.
    

Альтернативный сплайсинг, «Редактирование» РНК, Изменение стабильности мРНК.

18. 
    Дайте определение термину «альтернативный сплайсинг РНК».
    

«Вырезание» одного или нескольких экзонов. В других случаях в зрелой мРНК сохраняется часть интрона и включается в состав экзона с 5 или 3-конца. Сплайсинг может влиять на выбор промотора или участка полиаденилирования.

19. 
    Объясните термин «редактирование» РНК-транскрипта.
    

Первичная структура мРНК изменяется(«редактируется») после транскрипции. Последовательность нуклеотидов в таких генах одинакова, а транскрибируемая в разных тканях мРНК различается в результате появления в молекуле замен, вставок или выпадений нуклеотидов.

20. 
    Приведите пример регуляции стабильности матричной РНК.
    

В ходе транскрипции гена В-глобина образуется мРНК с t(1\2) равной примерно 10часов. Другие гены образуют мРНК с короткой продолжительностью жизни: мРНК, на которых тсинтезируются факторы роста, имеют t(1\2) менее 1часа. Показано, что поли(А)-фрагмент на 3-конце мРНК увеличивает продолжительность жизни молекул. Чем длиннее поли(А)-фрагмент, тем больше время жизни мРНК.

21. 
    Приведите пример редактирования РНК-транскрипта.
    

Образование апопротиеина В в клетках печени и тонкого кишечника. Апо-В-основной компонент липопротеинов, участвующих в транспорте триацилглицеролов из этих тканей в кровь.

22. 
    Приведите пример регуляции трансляции в процессе экспрессии гена.
    

Синтез белков в ретикулоцитах. На этом уровне дифференцировки кроветворные клетки лишены ядра, а значит и ДНК. Рекуляция синтеза белка-глобина осуществляется только на уровне трансляции и зависит от содержания гема в клетке.

23. 
    Назовите основную функцию белка убиквитина.
    

Для белков показано расщепление в цитоплазме протеазами. Так, подлежащие разрушению белки первоначально отмечаются клеткой путем присоединения белка убиквитин. Белок, состоит из 76 АК-остатков.

24. 
    Дайте определение термину «мутация».
    

Мутация - это изменения в последовательности пуриновых или пиримидиновых оснований в гене, не исправленные ферментами репарации.

25. 
    Дайте определение термину «транспозон».
    

Транспозон — участки ДНК удаляемые из одного локуса хромосомы и встраиваемые в другой локус этой же хромо+

сомы или другой хромомсомы.

26. 
    Дайте определение термину «ретротранспозон».
    

Ретротранспозоны – не покидают исходного положения в молекуле ДНК, но могут копироваться, и копии встраиваются в новый участок.

27. 
    Назовите три типа генных (точечных) мутаций.
    

Замены, вставки, делеции.

28. 
    Назовите три типа мутации по типу замены.
    

Молчащая, миссенс-мутация, нонсенс-мутация.

29. 
    Объясните термин «молчащая мутация».
    

*Не изменяют продукта, кодируемого геном.
*Без изменения смысла кодона

30. 
    Объясните термин «миссенс-мутация».
    

Миссенс-мутация – мутация, при которой замена одного основания приводит к замене аминокислоты в мутационном белке.

31. 
    Объясните термин «нонсенс-мутация».
    

Нонсенс-мутация – мутация, с образованием одного из терминирующих кодонов.

32. 
    Объясните сущность мутации делеции со сдвигом рамки считывания.
    

В структуре ДНК: вставка одного или нескольких нуклеотидов не кратных 3.

33. 
    Объясните сущность мутации делеции без сдвига рамки считывания.
    

*Вставка фрагмента ДНК из 3 нуклеотидов или с числом нуклеотидов, кратным 3.

*Когда теряется или включается в ДНК олигодезоксинуклеотид, состоящий из 3 или кратного 3 числа нуклеотидов, то это делеция или вставка без сдвига «рамки считывания ДНК». В структуре белка: происходит укорочение белка на одну или несколько аминокислот.

34. 
    Опишите последовательность действий при выделение ДНК из биологического образца.
    

Быстрый лизис клеток; Удаление фрагментов клеточных органелл и мембран с помощью центрифугирования; Ферментативное разрушение белков протеиназами и экстрагирование ДНК из раствора с помощью фенола и хлороформа; ДНК осаждают этанолом и растворяют в буферном растворе.

35. 
    Назовите основную биологическую функцию рестриктаз.
    

Расщепление ДНК.

36. 
    Поясните механизм действия рестриктаз на ДНК с образованием «тупых» («слепых») концов.
    

??????Рестриктазы внося в цепи ДНК симметричные, расположенные наискось друг от друга разрывы на равных расстояниях от центра сайта узнавания и образующие «ступеньку» Эти 47 комплементарные друг другу участки имеют тенденцию спаривания оснований, и поэтому их называют комплементарными или липкими концами. образовавшиеся под действием одной и той же рестриктазы, могут слипаться за счет образования водородных связей между однонитиевыми участками комплементарных нуклеотидов.

37. 
    Поясните механизм действия рестриктаз на ДНК с образованием «липких» концов.
    

Рестриктазы внося в цепи ДНК симметричные, расположенные наискось друг от друга разрывы на равных расстояниях от центра сайта узнавания и образующие «ступеньку». Эти 47 комплементарные друг другу участки имеют тенденцию спаривания оснований, и поэтому их называют комплементарными или липкими концами. Образовавшиеся под действием одной и той же рестриктазы, могут слипаться за счет образования водородных связей между однонитиевыми участками комплементарных нуклеотидов.

38. 
    Объясните механизм работы ДНК-зонда.
    

Одноцепочечная ДНК, используемая в качестве индикатора, называется ДНК-зонд. Она может содержать от 15 до 1000 нуклеотидов. ДНК-зонды применяются в различных целях. Гибридизация ДНК-зонда с РНК, выделенной из анализируемой клетки, может выявить наличие или отсутствие экспрессии гена.

39. 
    Опишите последовательность действий при блот-гибридизации по Саузерну.
    

Сплошная "лестница" фрагментов ДНК подвергается денатурации, переносится с геля на плотный носитель. Перенос, или блоттинг, осуществляется за счёт капиллярных сил, электрического поля или вакуума, Фиксированную на фильтре ДНК гибридизуют с ДНК- или РНК-зондом.

40. 
    Назовите вид дезоксирибонуклеотидов, который используется при секвенирования ДНК.
    

(дНТФ) - дАТФ, дЦТФ, дГТФ и дТТФ.

41. 
    Опишите последовательность действий при получении рекомбинантных ДНК.
    

*Выделяют ДНК из 2 разных источников: каждую из них в отдельности фрагментируют одной и той же рестриктазой. Она расщепляет ДНК с образованием «липких» концов. После нагревания и медленного охлаждения (отжига) наряду с исходными молекулами ДНКх и ДНКу могут образовываться рекомбинантные молекулы, состоящие из фрагментов ДНКх и ДНКу, связанных меду собой липкими концами. Сшивание происходит ДНК-лигазами при АТФ.
* Каждую из них в отдельности фрагментируют, используя одну и ту же рестриктазу, потом нагревают и медленно охлаждают.

42. 
    Опишите последовательность действий при клонировании ДНК с помощью плазмид.
    

Используемую для клонирования плазмидную ДНК и интересующую нас ДНК расщепляют по определённому участку рестриктазой, получают рекомбинантную ДНК, возвращают гибридную плазмиду в кольцевую форму и вводят в бактериальные клетки, т.е. осуществляют трансформацию бактерий. При размножении трансформированных бактерий происходит увеличение числа копий введённого в плазмиду фрагмента ДНК, т.е. таким способом чужеродный для бактерий генетический материал может быть получен в значительных количествах.

43. 
    Опишите последовательность действий при проведении полимеразной цепной реакции.
    

Один цикл полимеризации включает 3 этапа:

Плавление: двуцепочечная ДНК денатурирует и переходит в однонитевую форму;

Гибридизация или отжиг ДНК с праймерами: образование двухцепочечного участка на каждой из нитей ДНК;

Элонгация: удлинение нитей ДНК, комплементарных матричной ДНК, катализирует Taq-полимераза в направлении от 5'- к 3'-концу.

44. 
    Объясните термин «плавление ДНК».
    

плавление: на этой стадии реакционную смесь нагревают до температуры 90-97 °С. Исследуемая двуцепочечная ДНК денатурирует и переходит в однонитевую форму;

45. 
    Объясните термин «гибридизация ДНК с праймерами».
    

Комплементарное связывание праймеров с цепями матричной ДНК и образование двухцепочечного участка на каждой из нитей ДНК в результате снижения температуры до 50-60 °С

46. 
    Объясните способ выявления полиморфизма длины рестрикционных фрагментов.
    

*ПДРФ-анализ включает следующие этапы: выделение геномной ДНК, её рестрикцию специфической эндонуклеазой, электофоретическое разделение образующихся фрагментов ДНК и идентификацию этих фрагментов путём блот-гибридизации по Саузерну.

*Способ исследования геномной ДНК путём разрезания ДНК с помощью эндонуклеаз рестрикций и дальнейшего анализа размеров образующихся фрагментов (рестриктов) путём гель-электрофореза (электрофореза ДНК).

47. 
    Назовите два-три способа использования ДНК-технологий для получения лекарственных препаратов.
    

-рекомбинация ДНК(вакцины) -генная терапия

48. 
    Объясните термин «генная терапия».
    

Лечение наследственных, многофакторных и инфекционных заболеваний путём введения в соматические клетки пациентов генов, которые обеспечивают исправление генных дефектов или придают клеткам новые функции.
Тесты.

1. В опероне прокариот промотор располагается

• 
  проксимальнее структурных генов
  

2. При проведении электрофореза двойные цепи фрагментов ДНК разделяются на основе

• 
  молекулярного веса
  

3. Назовите вариант сплайсинга первичного транскрипта

• 
  сохранение участка интрона
  

4. Назовите вариант сплайсинга первичного транскрипта

• 
  использование альтернативных промоторов
  

5. В процессе полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтезируют

• 
  ДНК на матрице ДНК
  

6. Плазмида имеет строение

• 
  циклическое
  

7. В полимеразной цепной реакции используется фермент

• 
  ДНК-полимераза
  

8. Нуклеаза

• 
  расщепляет молекулы ДНК
  

9. Сопоставьте характер мутационных изменений с типом мутации

• 
  изменение числа хромосом ─ геномный
  
• 
  изменяется небольшой отрезок гена ─ генный
  
• 
  число хромосом не меняется, наблюдается перестройка хромосом ─ хромосомный
  

10. Назовите вариант сплайсинга первичного транскрипта

• 
  вырезание одного из экзонов
  

11. В регуляции lac-оперона участвуют

• 
  индуктор
  
• 
  репрессор
  

12. Назовите вариант сплайсинга первичного транскрипта

• 
  сохранение целого интрона
  

13. РНК в качестве носителя генетической информации могут использовать

• 
  вирусы
  

14. Метод полимеразных цепных реакций (ПЦР) предназначен для выявления специфических последовательностей

• 
  ДНК
  

15. Точковыми мутациями называют изменения ДНК

• 
  с заменой одного нуклеотида другим
  

16. ДНК-лигаза

• 
  соединяет фрагменты молекулы ДНК
  

17. У прокариот трансляция

• 
  сопряжена с транскрипцией
  

18. Расположите события, происходящие при образовании лёгкой цепи антител, в хронологическом порядке

1. 
   Рекомбинация
   
2. 
   Транскрипция
   
3. 
   РНК-сплайсинг
   

19. Сопоставьте характер мутационных изменений с примером такой мутации

• 
  изменение числа хромосом ─ болезнь Дауна
  
• 
  число хромосом не меняется, наблюдается перестройка хромосом ─ мышечная дистрофия Дюшена
  
• 
  изменяется небольшой отрезок гена ─ серповидно-клеточная анемия
  

20. У прокариот индукторами являются

• 
  низкомолекулярные метаболиты
  

21. Рестриктазы являются

• 
  эндонуклеазами
  

22. Расположите события в процессе редактирования транскрипта в хронологическом порядке

1. 
   Транскрипция
   
2. 
   Редактирование ДНК
   
3. 
   Трансляция
   

23. Назовите пропущенный продукт реакции ─ лактоза + H₂O → ? + глюкоза

• 
  галактоза
  

24. Гормон-отвечающие элементы для стероидных гормонов локализуются в

• 
  ядре
  

25. В регуляции гистидинового оперона участвуют

• 
  корепрессор
  
• 
  репрессор
  

26. Сопоставьте следующие положения

• 
  экспрессия генов регулируется индуктором ─ lac-оперон
  
• 
  экспрессия генов регулируется корепрессором ─ гистидиновый оперон
  

27. При гидролизе молекулы ДНК

• 
  количество моль аденина равно количеству моль тиамина
  

28. Сопоставьте событие в процессе полимеразной цепной реакции с его описанием

• 
  снижение температуры до 50─60 °C и образование двухцепочечной связи с праймерами ─ гибридизация
  
• 
  присоединение Taq-полимеразы и синтез ДНК ─ элонгация
  
• 
  реакционную смесь нагреваю до температуры 90─97 °С ─ плавление
  

29. Гибридизацией ДНК называется процесс взаимодействия одноцепочечной молекулы ДНК с

• 
  антипараллельной нитью РНК
  

30. Сопоставьте следующие положения

• 
  экспрессия генов регулируется корепрессором ─ триптофановый оперон
  
• 
  экспрессия генов регулируется индуктором ─ lac-оперон
  

31. Метод идентификации ДНК человека

• 
  полимеразная цепная реакция (ПЦР)
  

32. Эукариоты содержат

• 
  линейные хромосомы
  

33. У эукариот трансляция

• 
  отделена от транскрипции
  

34. Расположите последовательность событий при полимеразной цепной реакции в хронологическом порядке

1. 
   Плавление
   
2. 
   Гибридизация ДНК с праймерами
   
3. 
   Элонгация
   

35. Температура гибридизации ДНК в полимеразной цепной реакции (ПЦР)

• 
  50─60 °C
  

36. Назовите пропущенный продукт реакции ─ лактоза + H₂O → галактоза + ?

• 
  глюкоза
  

37. Концы молекул ДНК соединяет

• 
  ДНК-лигаза
  

38. Белки теплового шока

• 
  обеспечивают ренатурацию белков
  

39. Гормон-отвечающие элементы для стероидных гормонов локализуются в молекулах

• 
  ДНК
  

40. Соматические клетки эукариот в интерфазу имеют

• 
  диплоидный набор хромосом
  

41. Энхансеры ─ это участки ДНК, присоединение к которым регуляторных белков увеличивает скорость

• 
  транскрипции
  

42. У прокариот репрессор присоединяется к ДНК

• 
  выше точки начала транскрипции
  

43. В опероне прокариот терминатор располагается

• 
  дистальнее структурных генов
  

44. Рестриктазы бактерий расщепляют

• 
  нуклеиновые кислоты
  

45. Молчащими называют изменения ДНК

• 
  без изменения кодируемой аминокислоты
  

46. Деацетилирование гистонов

• 
  угнетает транскрипцию
  

47. Назовите количество белковых продуктов, кодируемых lac-опероном

• 
  3
  

48. Денатурация ДНК ─ это

• 
  расхождением нитей ДНК
  

49. Ацетилирование гистонов

• 
  активирует транскрипцию
  

50. Сопоставьте следующие определения с терминами о типах ферментов

• 
  ферменты метаболических путей, синтез которых прекращается при добавлении конечного продукта этих путей ─ репрессируемые
  
• 
  присутствуют в клетках в постоянных количествах независимо от метаболического состояния ─ конститутивные
  
• 
  концентрация в обычных условиях мала, но может значительно возрастать при добавлении субстрата ─ индуцируемые
  

51. Накопление лактозы в питательной среде влияет на активность lac-оперона

• 
  повышает активность
  

52. Накопление триптофана в питательной среде влияет на активность триптофанового оперона

• 
  снижает активность
  

53. Температура плавления ДНК в полимеразной цепной реакции (ПЦР)

• 
  90─97 °C
  

54. У прокариот индуктор

• 
  инактивирует репрессор
  

55. Небольшая кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, присутствующая в бактериальной клетке, называется …

• 
  плазмида
  

56. Назовите вариант сплайсинга первичного транскрипта

• 
  использование альтернативных участков полиаденилирования
  

57. Половые клетки эукариот имеют

• 
  гаплоидный набор хромосом
  

58. При гидролизе молекулы ДНК

• 
  количество моль цитозина равно количеству моль гуанина
  

59. Факторы транскрипции регулируют

• 
  синтез мРНК
  

60. Во время электрофореза ДНК в электрическом поле

• 
  движется от (+) к (-)
  

61. Сайленсеры ─ это участки ДНК, присоединение к которым регуляторных белков уменьшают скорость

• 
  транскрипции
  

62. Накопление гистидина в питательной среде влияет на активность гистидинового оперона

• 
  снижает активность
  

63. Участок ДНК, размером 10-20 пар оснований, присоединение к которому регуляторных белков увеличивает скорость транскрипции называется …

• 
  энхансер
  

64. У прокариот репрессор

• 
  ингибирует РНК-полимеразу
  

65. Назовите пропущенный продукт реакции ─ ? + H₂O → галактоза + глюкоза

• 
  лактоза
  

66. У прокариот регулятор присоединяется

• 
  к промотору гена
  

67. Сопоставьте следующие определения с терминами о доменах регуляторов транскрипции

• 
  отделяют гистоны от ДНК ─ антирепрессорные домены
  
• 
  взаимодействуют с индукторами ─ лиганд-связывающие домены
  
• 
  активируют РНК-полимеразу ─ активаторы транскрипции
  
• 
  отвечают за узнавание последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК ─ ДНК-связывающие домены
  

68. Конститутивными называются гены, синтез которых

• 
  осуществляется постоянно