2.1.1 Строение нуклеиновых кислот, репликация - Планы занятия и. Экзаменационные вопросы Структурная организация нуклеиновых кислот. Строение рнк и ее типы
 Скачать 162.71 Kb.
|
|
2.1 Строение нуклеиновых кислот, репликация Экзаменационные вопросы 1. Структурная организация нуклеиновых кислот. Строение РНК и ее типы. Строение ДНК. Организация генетического материала у эубактерий, архей, эукариот и вирусов. 2. Репликация ДНК: локализация, сущность биохимического процесса и цель процесса. Необходимые для репликации ДНК ферменты: хеликаза, праймаза, ДНК-полимераза, топоизомераза, ДНК-лигаза, теломераза. Строение репликативной вилки: лидирующие и отстающие цепи, фрагменты Оказаки. План занятия 1. Ответы преподавателя на вопросы студентов. 2. Входной контроль знаний. 2.1. Письменная работа студента. 2.2. Проверка работы преподавателем. 2.3. Ответы преподавателя на вопросы входного контроля. 3. Обсуждение решения задач для самостоятельной работы. 4. Компьютерное тестирование по теме занятия. План самостоятельной подготовки к занятию 1. Прочитать соответствующие разделы учебника. 2. Пройти тестирование по теме на платформе Moodle. 3. Письменно решить задачи для самостоятельной работы. 4. Проверить собственные знания по списку вопросов для самоконтроля. Вопросы для самоподготовки 1. Структурная организация нуклеиновых кислот. 2. Репликация ДНК. 3. Репарация ДНК. Задачи Задача 2.1.1 В препаратах ДНК, выделенных из двух неидентифицированных видов бактерий, молярное содержание аденина 32 и 17 % от общего содержания оснований. Какие относительные количества тимина, гуанина и цитозина вы предполагаете найти 1 в этих двух препаратах ДНК? Одна из этих бактерий является термофильной. Какая из ДНК принадлежит именно этой бактерии? На чем основывается ваш ответ? Задача 2.1.2 Напишите нуклеотидную последовательность одной цепи двухцепочечной ДНК, другая цепь которой имеет последовательность 5’-ATGCCGTATGCATTC-3’. Напишите последовательность РНК-транскрипта для обеих этих цепей. Задача 2.1.3 Нуклеиновые кислоты содержат только четыре типа мономера. Рассчитайте количество возможных комбинаций одноцепочечных олигонуклеотидов РНК, содержащих 5, 10 и 20 мономеров. Задача 2.1.4 Напишите комплементарную последовательность нуклеотидов для 5’-ACGTAT-3’, 5’-AGATCT-3’, and 5’-AUGGUA-3’. Эти последовательности являются РНК или ДНК? Поясните свой ответ. Задача 2.1.5 Фермент, выделенный из печени крысы, содержит 120 аминокислотных остатков и кодируется геном, размер которого 1440 пар нуклеотидов. Объясните связь между числом аминокислотных остатков в ферменте и числом пар нуклеотидов в его гене. Задача 2.1.6 Общая масса всех молекул ДНК в 46 соматических хромосомах одной соматической клетки человека составляет 6×10⁻⁹ мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и в соматической клетке перед началом деления и после его окончания. Ответ поясните. Задача 2.1.7 Клетки позвоночных и растений часто метилируют цитозин в ДНК с образованием 5-метилцитозина. В тех же клетках специализированная система репарации распознает ошибочные пары G-T и заменяет их парой G-C. Какую пользу клетке приносит такая система репарации? Объясните, учитывая роль 5-метилцитозина в ДНК. Задача 2.1.8 В двойной спирали ДНК, содержащей 1000 пар нуклеотидов содержится 58 % пар G + С. Рассчитайте количество тимина в этой молекуле ДНК. 2 Задача 2.1.9 Молекула ДНК с последовательностью 5’-pdApdGpdTpdC-3’ может быть расщеплена экзонуклеазами. Перечислите продукты активности следующих экзонуклеаз, действующих на эту ДНК: 1) 3’⟶5’-экзонуклеаза, расщепляющая 3’-фосфодиэфирную связь; 2) 5’⟶3’-экзонуклеаза, расщепляющая 5’-фосфодиэфирную связь; 3) 5’⟶3’-экзонуклеаза, расщепляющая 3’-фосфодиэфирную связь. Задача 2.1.10 Один из белков яда гремучей змеи обладает фосфодиэстеразной активностью. Изобразите структуру РНК и ДНК и поясните, может или нет этот фермент расщеплять эти полинуклеотиды? Задача 2.1.11 РНКаза T1 расщепляет РНК после остатка G с высвобождением 3’-фосфатной группы. Укажите продукты действия этого фермента на следующий субстрат: pppApCpUpCpApUpApGpCpUpApUpGpApGpU. Задача 2.1.12 Ципрофлоксацин является антимикробным препаратом, применяемым при различных бактериальных инфекциях. Одной из мишенью для ципрофлоксацина у кишечной палочки (E. coli) является топоизомераза II. Объясните, почему ингибирование этого фермента эффективно при лечении заболеваниях вызванных кишечной палочкой. Задача 2.1.13 Геном плодовой мушки дрозофилы (D. melanogaster) содержит 1,65×10⁸ пар нуклеотидов (п. н.). Если репликация одной репликативной вилки происходит со скоростью 30 п. н. в секунду. 1) Рассчитайте минимальное время для репликации всего генома иницированного: а) одним двунаправленным ориджином репликации; б) 2000 двунаправленными ориджинами репликации. 2) Рассчитайте минимальное количество двунаправленных ориджинов, необходимых для репликации всего генома D. melanogaster в течение 5 мин, что наблюдается на эмбриональной стадии развития. Задача 2.1.14 Химический анализ показал, что 29 % от общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится на аденин, 7 % – на гуанин, 40 % – на урацил. Каков должен быть нуклеотидный состав соответствующего участка двухцепочечной ДНК, информация с которого «переписана» данной и-РНК? 3 Задача 2.1.15 В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы мРНК и тРНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах? Задача 2.1.16 Укажите для процесса репликации: 1) матрицу; 2) субстраты; 3) источники энергии; 4) фермент, обеспечивающий соединение дезоксирибонуклеотидов в биополимер; 5) локализацию в клетке; 6) фазу клеточного цикла, в которой происходит этот процесс. Задача 2.1.17 При старении организма между гистонами и ДНК образуются ковалентные связи. Как могут повлиять эти изменения на синтез ДНК, РНК и белка в клетках разных тканей? Задача 2.1.18 Антибиотик дауномицин внедряется между основаниями ДНК, образуя нековалентные связи. Укажите, ингибитором какого (или каких) процесса (процессов) является этот антибиотик и в борьбе с какими заболеваниями его целесообразно использовать? Действует ли этот препарат на матричные биосинтезы в организме больного? Задача 2.1.19 Произошла делеция 25 нуклеотидов в структурном гене соматической клетки. 1) Наблюдается ли в этом случае сдвиг рамки прочтения информации гена в ходе трансляции? 2) Может ли такая мутация быть причиной наследственной болезни? Задача 2.1.20 В яйцеклетке в смысловой части гена, кодирующего строение фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты, произошла замена 7-го нуклеотида с образованием терминирующего кодона. 1) Какие изменения в структуре белка пройдут в ходе трансляции мутантного гена? 2) К каким фенотипическим проявлениям приведет эта мутация? Задача 2.1.21 В β-цепи одного из вариантов Hb отсутствуют аминокислоты с 92 по 94. Такое изменение первичной структуры белка делает его нестабильным и повышает сродство к кислороду. 1) Какое изменение в структуре гена β-цепи привело к возникновению этого варианта Hb? 2) Как изменится поступление кислорода к тканям у индивидуумов, гомозиготных по этому гену? 4 Задача 2.1.22 Фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа представлен в популяции людей двумя вариантами, которые отличаются по одной аминокислоте: в варианте 1 — Asp, в варианте 2 — Asn. 1) Определите, какие изменения в кодоне гена этого фермента привели к появлению указанных вариантов? 2) Объясните, что такое полиморфизм белков. 3) Являются ли описанные варианты фермента примером полиморфных белков? Вопросы для самоконтроля 1. Опишите строение нуклеотида. 2. Назовите известные вам два типа пуриновых оснований. 3. Назовите известные вам три типа пиримидиновых оснований. 4. Назовите две пентозы, которые входят состав нуклеиновых кислот. 5. Опишите строение нуклеозида. 6. Опишите первичную структуру ДНК. 7. Изобразите вторичную структуру ДНК, укажите 5’- и 3’-конец цепи. 8. Сформулируйте правило Чаргаффа. 9. Опишите строение нуклеосом. 10. Назовите основную функцию гистоновых белков. 11. Опишите первичную структуру РНК. 12. Назовите три основных типа РНК. 13. Опишите строение транспортной РНК. 14. Какие азотистые основания называют минорными? 15. Назовите основную функцию транспортной РНК. 16. Опишите строение матричной РНК. 17. Назовите основную функцию матричной РНК. 18. Назовите основную функцию рибосомальной РНК. 19. Дайте определение термину «денатурация ДНК». 20. Дайте определение термину «ренативация ДНК». 21. Дайте определение термину «молекулярная гибридизация нуклеиновых кислот». 22. Объясните термин «полуконсервативная репликация ДНК». 23. Назовите основные этапы репликации ДНК. 24. Объясните термин «фактор роста». 25. Изобразите строение репликативной вилки. 26. Назовите основную функцию ДНК-топоизомеразы. 27. Назовите основную функцию ДНК- хеликазы. 28. Назовите основную функцию белков связывающие одноцепочечной нити ДНК в процессе репликации. 29. Назовите три белка необходимых для инициация синтеза ДНК. 30. Назовите четыре нуклеотида, необходимых для синтеза ДНК. 31. Назовите основную функцию ДНК полимеразы. 32. Дайте определение термину «лидирующая цепь» в процессе репликации ДНК. 5 33. Дайте определение термину «отстающая цепь» в процессе репликации ДНК. 34. Дайте определение термину «фрагменты Оказаки». 35. Что такое праймер в контексте репликации ДНК? 36. Опишите реакцию, которую катализирует ДНК-лигаза. 37. Дайте определение термину «ориджин репликации». 38. Назовите основное назначение метилирования ДНК в процессе репликации. 39. На схеме хромосомы укажите локализацию теломер. 40. Опишите реакцию, которую катализирует теломераза. 41. Опишите процесс, протекающий в M-фазу клеточного цикла. 42. Опишите процесс, протекающий в S-фазу клеточного цикла. 43. Опишите процесс, протекающий в G1-фазу клеточного цикла. 44. Опишите процесс, протекающий в G2-фазу клеточного цикла. 45. Назовите четыре фазы клеточного цикла. 46. Назовите функцию белков-циклинов. 47. Дайте определение термину «репарация ДНК». 6 |