Биология коллоквиум 1. био коллоквиум 1-15. Аппарат (комплекс) Гольджи
 Скачать 469.07 Kb.
|
|
Эукарио́ты, или я́дерные (лат. Eukaryota от греч. εύ- — хорошо и κάρυον — ядро) — домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра. Лизосомы - органоиды клетки, главной функцией которых является внутриклеточное пищеварение. Хроматин- молекулы хромосомной ДНК в комплексе со специальными белками-гистонами, необходимыми для осуществления функций хроматина. Транскрипция-переписывание наследственной информации с 3’ 5’ цепи ДНК. Спейсер-неинформативный участок молекулы ДНК, располагающийся между экзонами и интронами. Прокариотам Органного уровня ДНК-Полимераза КАРИОКИНЕЗ (karyokinesis) деление клеточного ядра, происходящее во время деления клетки перед началом деления цитоплазмы Митохондрии и пластиды  Препараты В каждом из двух ядер, вступивших в митоз, хромосомы диплоидного набора уже содержат удвоенное количество генетического материала. Объем генетической информации в каждом ядре - 2n4с. В метафазе при формировании единого веретена деления эти наборы объединятся, и объем генетической информации составит, следовательно - 4n8с (тетраплоидный набор самоудвоенных или реплицированных хромосом).В анафазе митоза этой клетки к полюсам дочерних клеток разойдутся хроматиды. По окончании митоза ядра дочерних клеток будут содержать объем генетической информации = 4n4с. По заданным антикодонам (АУГ, ААА, ГУЦ …) определяем (по принципу комплементарности) кодоны и соответствующие им аминокислоты: УАЦ, УУУ, ЦАГ … тирозин - фенилаланин – глутамин. Ферменты, участвующие в их активации и транспорте: тирозитацил-тРНК-синтетаза; фенилаланинацил-тРНК-синтетаза; глутаминацил-тРНК-синтетаза … Билет 7 Самозарождение — спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов; в общем случае, самопроизвольное возникновение живого вещества из неживого. Рибосо́ма — важнейший немембранный органоид живой клетки сферической или слегка эллипсоидной формы, диаметром от 15—20 нанометров (прокариоты) до 25—30 нанометров (эукариоты), состоящий из большой и малой субъединиц. Рибосомы служат для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК). Этот процесс называетсятрансляцией. Плазмалемма(Кле́точная мембра́на)-компонент клетки, отделяет ее содержимое любой от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды. Экзон-функциональная часть тела гена, т.е. информативная последовательность нуклеотидов, кодирующих синтез молекулы белка или РНК. Промотор- участок ДНК, включающий 80—90 НП, способный соединяться с ДНК-зависимой РНК-полимеразой, Полимеразой узнается участок промотора ТАТААТ. Этот участок называется блок Прибнова. Молекула ДНК в этом месте плотно не упаковывается. Пробионты, самовоспроизведение Клеточного уровня Репликационная вилка (репликативная вилка) — Y-образная структура, перемещающаяся вдоль родительской спирали ДНК и характеризующаяся местным расхождением двух её цепей, в пределах которой происходит активная репликация ДНК[1]. Геном — совокупность генов, содержащихся в гаплоидном наборе хромосом клетки. Митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, цитоскелет и клеточный центр Структурные геныгены оперона, кодирующие синтез полипептидных цепей. Препараты Лизосомы в клетке участвуют в процессах внутриклеточного переваривания, они содержат около 40 гидролитических ферментов: протеазы, нуклеазы, гликозидазы, фосфорилазы и др. В данном случае в наборе ферментов отсутствует фермент кислой а-гликозидазы, участвующий в функционировании лизосом. Для заданных аминокислот в полипептиде (мет - трип –лиз - трип - вал) находим кодоны матричной РНК: АУГ – УГГ - ААА – УГГ - ГУУ, а затем, по принципу комплементарности, и соответствующие им антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка: УАЦ – АЦЦ –УУУ – АЦЦ - ЦАА. Билет 8 1. Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм Пласти́ды — полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат. Центромера — участок хромосомы, характеризующийся специфической последовательностью нуклеотидов и структурой. Центромера играет важную роль в процессе деления клеточного ядра и в контроле экспрессии генов Интроны – участки ДНК, копии которых удаляются из первичного транскрипта и отсутствуют в зрелой РНК. После транскрипции последовательности нуклеотидов, соответствующие интронам, вырезаются из незрелой мРНК в процессе сплайсинга Оператор — это последовательность нуклеотидов ДНК, с которой связывается регуляторный белок — репрессор или активатор. Оператор находится между промотором и структурными генами. Отвечает за время начала транскрипции 2.1 Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов: интерфаза и митоз · период клеточного роста (интерфаза), во время которого идет синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки. Состоит из нескольких стадий: · G1-фазы или фазы начального роста, во время которой идет синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов; · S-фазы во время которой идет репликация ДНК клеточного ядра, также происходит удвоение центриолей (если есть). · G2-фазы, во время которой идет подготовка к митозу. · период клеточного деления (фаза М, от слова mitosis — митоз). Включает две стадии: · кариокинез (деление клеточного ядра). Митоз, в свою очередь, делится на пять стадий. · цитокинез (деление цитоплазмы). 2.2 Для тканевого уровня элементарной единицей является ТКАНЬ 2.3 темновая репарация — свойство клеток ликвидировать повреждения в ДНК без участия видимого света. Механизм темновой репарации облученных УФ-светом бактериальных клеток был предсказан А. П. Говард-Фландерсом и экспериментально подтвержден в 1964 году Ф. Ханавальтом и Д. Петиджоном (США). Было показано, что у бактерий после облучения происходит вырезание поврежденных участков ДНК с измененными нуклеотидами и ресинтез ДНК в образовавшихся пробелах 3.1 Цитокинез, цитотомия — деление тела эукариотической клетки. Цитокинез обычно происходит после того, как клетка претерпела деление ядра (кариокинез) в ходе митоза или мейоза. В большинстве случаев цитоплазма и органоиды клетки распределяются между дочерними клетками приблизительно поровну. 3.2 Секреторные включения – секреторные гранулы в секретирующих клетках (зимогенные гранулы в ацинозных клетках поджелудочной железы, секреторные гранулы в эндокринных железах и другие). 3.3 У бактерий есть два механизма терминации транскрипции: · ро-зависимый механизм, при котором белок Rho (ро) дестабилизирует водородные связи между матрицей ДНК и мРНК, высвобождая молекулу РНК. · ро-независимый, при котором транскрипция останавливается, когда только что синтезированная молекула РНК формирует стебель-петлю, за которой расположено несколько урацилов (…УУУУ), что приводит к отсоединению молекулы РНК от матрицы ДНК. Терминация транскрипции у эукариот менее изучена. Она завершается разрезанием РНК, после чего к её 3' концу фермент добавляет несколько аденинов (…АААА), от числа которых зависит стабильность данного транскрипта[3]. 5. 1Ответ: Набор неполовых хромосом (аутосом) в обоих бластомерах будет нормальным и представлен диплоидным числом = 44 несамоудвоенных (нереплицированных) хромосом – бывших хроматид метафазных хромосом зиготы. В результате клетки организма, развившегося из этой зиготы, будут иметь разный набор хромосом, то есть будет иметь место мозаицизм кариотипа: 45,Х / 47,ХХХ примерно в равных пропорциях. Фенотипически это женщины, у которых наблюдаются признаки синдрома Шерешевского-Тернера с неярким клиническим проявлением. 5.2 Полипептид содержит следующие аминокислоты: метионин, триптофан, лизин, триптофан, валин. Определить антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка. Ответ: Для заданных аминокислот в полипептиде (мет - трип –лиз - трип - вал) находим кодоны матричной РНК: АУГ – УГГ - ААА – УГГ - ГУУ, а затем, по принципу комплементарности, и соответствующие им антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка: УАЦ – АЦЦ –УУУ – АЦЦ - ЦАА. Билет 9 1. Пролиферация (proliferatio; лат. proles потомство + ferre носить, приносить) — новообразование клеток и внутриклеточных структур (митохондрий, эндоплазматической сети, рибосом и др.). Лежит в основе роста и дифференцировки тканей, обеспечивает непрерывное обновление структур организма. Пероксисо́ма — клеточная органелла, окружённая единственной мембраной и не содержащая ДНК или рибосом (в отличие от митохондрий и хлоропластов). Пероксисомы присутствуют во всех эукариотических клетках. Они содержат ферменты, которые при помощи молекулярного кислорода окисляют некоторые органические вещества. В пероксисомах также происходит β-окисление жирных кислот. В них также протекают первые этапы образования плазмалогенов. У растений пероксисомы клеток листьев участвуют в процессе фотодыхания Тилакоиды — ограниченные мембраной компартментывнутри хлоропластов и цианобактерий. В тилакоидах происходят светозависимые реакции фотосинтеза. Слово «тилакоид» происходит от греческого слова thylakos, означающего «мешочек». Тилакоиды состоят из мембраны, окружающей просвет тилакоида. Тилакоиды хлоропластов часто имеют структуру, напоминающую стопку дисков. Эти стопки называют гранами (от латинского «Granum» стопка монет). Граны соединены межграновыми или строматическими тилакоидами (ламеллами) в единое функциональное пространство. Оперон — функциональная единица генома у прокариот, в состав которой входят цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующие совместно или последовательно работающие белки и объединенные под одним (или несколькими) промоторами. Лигаза (лат. ligāre — сшивать, соединять) — фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.ДНК-лигаза (DNA ligase) [лат. ligo — связываю] — фермент, соединяющий одноцепочечный разрыв в цепи ДНК 2.1 Он учил, что живые организмы состоят из тех же ртути, серы, солей и ряда других веществ, которые образуют все прочие тела природы; когда человек здоров, эти вещества находятся в равновесии друг с другом; болезнь означает преобладание или, наоборот, недостаток одного из них. предложил «рецепт» создания живых организмов 2.2 Клеточный метаболизм- это элементарное явление КЛЕТОЧНОГО уровня организации 2.3 Фоторепарация — уменьшение повреждения биологических объектов, вызываемого ультрафиолетовыми (УФ) лучами, при последующем воздействии ярким видимым светом (световая репарация) 3.1 Включения цитоплазмы — это необязательные компоненты клетки, появляющиеся и исчезающие в зависимости от интенсивности и характера обмена веществ в клетке и от условий существования организма. Включения имеют вид зерен, глыбок, капель, вакуолей, гранул различной величины и формы. Их химическая природа очень разнообразна. В зависимости от функционального назначения включения объединяют в группы: · трофические; · секреты; · инкреты; · пигменты; · экскреты и др. · специальные включения (гемоглобин) Среди трофических включений (запасных питательных веществ) важную роль играют жиры и углеводы. Белки как трофические включения используются лишь в редких случаях (в яйцеклетках в виде желточных зерен). Пигментные включения придают клеткам и тканям определенную окраску. Секреты и инкреты накапливаются в железистых клетках, так как являются специфическими продуктами их функциональной активности. Экскреты — конечные продукты жизнедеятельности клетки, подлежащие удалению из неё. 3.2 Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов: · период клеточного роста (интерфаза), во время которого идет синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки. Состоит из нескольких стадий: · G1-фазы (от англ. gap — промежуток), или фазы начального роста, во время которой идет синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов; · S-фазы (от англ. synthesis — синтез), во время которой идет репликация ДНК клеточного ядра, также происходит удвоение центриолей (если есть). · G2-фазы, во время которой идет подготовка к митозу. Дифференцировавшиеся клетки, которые более не делятся, находятся в фазе покоя G0(имея столько же ДНК, как в G1); · период клеточного деления (фаза М, от слова mitosis — митоз). Включает две стадии: · кариокинез (деление клеточного ядра). Митоз, в свою очередь, делится на пять стадий. · цитокинез (деление цитоплазмы). 3.3 Кэпирование 5'-конца РНК-транскрипта во многом определяет его дальнейшую судьбу в клетке. Известны следующие функции кэпа: · регуляция транскрипции; · участие в сплайсинге; · участие в процессинге 3'-конца мРНК; · регуляция транспорта РНК между ядром и цитоплазмой; · защита транскрипта от деградации под действием экзонуклеаз; · стимуляция трансляции. Главная функция: Защита мРНК от деградации Присутствие кэпа на 5'-конце защищает молекулы мРНК от быстрой деградации под действием экзонуклеаз двумя способами[44][1]. Во-первых, 5'-экзонуклеазы не могут расщеплять 5',5'-трифосфатную связь, соединяющую кэп и мРНК. Во-вторых, кэпсвязывающие белки (например, эукариотические факторы инициации трансляции eIF4E—eIF4G) блокируют доступ нуклеаз к 5'-концу мРНК[10]. Отщепление кэпа (декэпирование) является одной из ключевых стадий в некоторых путях деградации мРНК. 5.1 Ответ: В первом случае используется окуляр х7, а объектив х40, при данном увеличении можно рассмотреть крупные микрообъекты ( н-р, клетки кожицы лука, клетки крови лягушки, перекрест волос); во втором случае используется окуляр х10, а объектив х90, при данном увеличении можно рассмотреть самые мелкие микрообъекты, используя при этом иммерсионное масло (органоиды клеток, колонии бактерий, мелкие клетки простейших, клетки крови человека) 5.2 Ответ: Репликация приведённого в задаче двухцепочечного фрагмента ДНК: 3/ -А-Г-Т-Ц-Т-Т-Г-Ц-А-5/ 5/ -Т-Ц-А-Г-А-А-Ц-Г-Т-3/ Осуществляется полуконсервативным способом: в новой молекуле одна из цепей старая, а вторая– вновь построенная. В результате действия фермента геликазы образуется репликационная (репликативная) вилка. Цепи молекулы ДНК антипараллельны. Синтез новой цепи всегда идёт в направлении 5/ Ö 3/ . Поэтому сборка новой цепи по матрице одной из материнских (начинающейся с 3/ конца) идёт непрерывно (лидирующая дочерняя цепь), а другой (начинающейся с 5/ конца) – отдельными фрагментами (фрагменты Оказаки), и эта цепь называется отстающей дочерней цепью ДНК. билет 10 1. Дать расшифровку понятию: 1.1. Субстрат жизни - живые системы, характеризующиеся упорядоченностью расположения и взаимодействия составляющих их элементов. 1.2. Жгутики - поверхностная структура, служащая для их движения в жидкой среде или по поверхности твёрдых сред. 1.3. Кристы - складки внутренней мембраны митохондрий. 1.4. Прыгающие гены - участки ДНК организмов, способные к передвижению (транспозиции) и размножению в пределах генома. 1.5. ДНК-полимераза - фермент, участвующий в репликации ДНК и катализирующий полимеризацию дезоксирибонуклеотидов вдоль цепочки нуклеотидов ДНК. 2. Дополнить 2.1. Строение мембраны по типу «сэндвича» было предложено учеными Даниелли и Дэвисоном. 2.2. Процесс удвоения генетической информации в клетке идет на этапе интерфазы. 2.3. Экспрессия гена проопиомеланокартина находится под сложным тканеспецифичным мультигормональным. В настоящее время лучше описана регуляция экспрессии гена ПОМК в кортикотрофах передней доли гипофиза и меланотрофах промежуточной доли гипофиза . Синтез матричной РНК ПОМК кортикотрофами передней доли стимулируется кортикотрофами передней доли гипоталамическим кортикотропин - рилизинг и ингибируется глюкокортикоидами надпочечников, что является классическим примером обратной негативной регуляции продуктами активации. 3. Раскрыть и охарактеризовать: 3.1. Экспрессия генов - это реализация наследственной информации от гена к признаку (белок, рРНК, тРНК), то есть синтез РНК и белков. Другими словами, под экспрессией генов понимают их активность. 3.2. Трофические включения - запасы питательных веществ (в растительных клетках это крахмальные и белковые зерна, в животных – гликоген в клетках печени и мышцах, капли жира в клетках подкожной жировой клетчатки). Это структуры, в которых клетки и организм в целом запасают питательные вещества, необходимые в условиях энергетического дефицита, недостатка структурных молекул (при голодании). 3.3. Главные моменты процессинга: у прокариот кэпирование – защита 5’-конца 7-метилгуанозином и полиаденилирование – защита 3’-конца посредством присоединения от 20 до 250 остатков адениловой кислоты (поли(А)); у эукариот - превращение первичного транскрипта г.я РНК в матричную РНК (вырезание интронов, защита концов). 4. Препараты 5. Задачи 5.1. После оплодотворения образовалась зигота 46,ХY, из которой должен сформироваться мужской организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера сестринские хроматиды Y-хромосомы не разделились и вся эта самоудвоенная (реплицированная) метафазная хромосома отошла к одному из полюсов дочерних клеток (бластомеров). Расхождение хроматид Х-хромосомы произошло нормально. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали без нарушений механизма митоза, не внося дополнительных изменений, но и не исправляя изменённые наборы хромосом. Каким будет хромосомный набор клеток индивида, развившегося из этой зиготы? Предположите, какой фенотип может иметь этот индивид? Ответ: Мозаицизм кариотипа: 45,Х / 46,ХY (сокращенно – Х0/ХY) примерно в равных пропорциях. Фенотипические варианты при этом типе мозаицизма - 45,Х / 46,ХY разнообразны. Такой индивид внешне может быть как мужского, так и женского пола. Описаны случаи гермафродитизма у лиц с мозаицизмом 45,Х / 46,ХY, когда внешне организм был женского пола, но с правой стороны обнаруживалось яичко (семенник), над влагалищем – половой член и уретральное отверстие. 5.2. Участок мРНК имеет триплетную структуру: АЦА УУА УАА АУГ УУУ. Какой этап трансляции осуществляется на этом участке? Ответ: В условии задачи даны 5 триплетов матричной РНК транслируемого на рибосоме участка. Видно, что третий триплет – УАА - это стоп-кодон – терминатор трансляции. Следовательно, на этом участке происходит терминация трансляции данного гена. А следующий кодон - АУГ инициирует трансляцию следующего гена. Билет 11 1. Дать расшифровку понятий: 1.1. Структурированность (упорядоченность) - упорядоченность различных сторон обмена веществ. 1.2. ЭПС - внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев. 1.3. Метафазная пластинка - скопление хромосом в виде пластинки в экваториальной плоскости клетки во время метафазы митоза или мейоза. 1.4. Трансляция - процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной РНК, осуществляемый рибосомой. 1.5. гяРНК - первичные транскрипты РНК, обнаруживаемые в ядре эукариотической клетки 2. Дополнить: 2.1. Общие органоиды делятся на митохондрии,рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, цитоскелет и клеточный центр. 2.2. Ген – элементарная единица уровня организации, несущая информации о продукте. 2.3. Регуляторные белки транскрипции прокариот – репрессоры. 3. Раскрыть и охарактеризовать: 3.1. Эндомитоз - процесс удвоения числа хромосом в ядрах клеток многих протистов, растений и животных, за которым не следует деления ядра и самой клетки. Эндомитоз и приводит к образованию полиплоидных клеток, отличающихся кратным увеличением объема наследственного материала. В таких клетках в отличие от диплоидных гены повторены более чем два раза. Пропорционально увеличению числа генов растет масса клетки, что повышает ее функциональные возможности. В организме млекопитающих полиплоидизация с возрастом свойственна печеночным клеткам. 3.2. Этапы упаковки хроматина: 1.Нуклеосома. 8 молекул гистонов(Н2А, Н2В, Н3 и Н4)образуют сердцевину, имеющую дисковидную форму, на которую накручивается фрагмент ДНК длиной около 140 пар оснований. Участки ДНК, расположенные между нуклеосомноми частицами, называются линкерными(содержат 60 пар оснований). Гистон Н1 связан как с линкерным учаском, так и с сердцевиной. 2. Нуклеомерный. упаковка нуклеосом с помощью гистоновых белков. -Возникает структура спирального типа – соленоид. Она повышает компактность ДНК еще в 40 -70 раз. 3. . Доменно-петлевой или хромомерный. Связан с негистоновыми белками. - Фибриллы хроматина в местах связывания с негистоновыми белками образуют петли. - Формируется поперечная петлистая структура вдоль хромосомы. Уплотнение ДНК в 600-700раз 4. Дезактивация хроматина, образуется гетерохроматин. В митотических хромосомах ЭТО– хромонемы. Образуются хроматиды. 5. Спирализация хроматина до образования хромосом. 3.3. Функции полиаденилирования: способствуют экспорту зрелых мРНК из ядра, защита 3’-конца. 4. Препараты 5. Задачи 5.1 При патологических процессах обычно в клетках значительно увеличивается количество лизосом. На основании этого возникло представление, что лизосомы могут играть активную роль при гибели клеток. Однако известно, что при разрыве мембраны лизосом, выходящие гидролазы теряют свою активность, так как в цитоплазме слабощелочная среда. Объясните, какую роль играют лизосомы в данном случае, исходя из функциональной роли этого органоида в клетке. Ответ: Одной из функций лизосом является автолиз или аутофагия. В настоящее время склонны считать, что процесс аутофагоцитоза связан с отбором и уничтожением измененных, «сломанных» клеточных компонентов. В данном случае лизосомы выполняют роль внутриклеточных чистильщиков, контролирующих дефектные структуры. В конкретном случае накопление лизосом и связано с выполнением ферментами этой функции - автолиз погибших клеток. 5.2. тРНК АУГ ААА ГУЦ ГЦУ ЦГА ЦУЦ УАА УУЦ иРНК УАЦ УУУ ЦАГ ЦГА ГЦУ ГАГ АУУ ААГ Амк-т Тир Фен Глн Арг Ала Глу Иле Лиз Билет 12 |