 |
Перечень практических умений по изучаемой теме.
|
|
|
|
Занятие № 12
Тема занятия «Молекулярные основы наследственности и изменчивости. Регуляция эскпрессии генов у про - и эукариот»
2. Формы работы:
- Подготовка к практическим занятиям.
- Подготовка материалов по НИРС.
Перечень вопросов для самоподготовки по теме практического занятия
1. Особенность функционирования генов прокариот и эукариот в отношении количества генов, реагирующих на регуляторный сигнал.
2. Различия в организации большинства структурных генов эукариот и их рибосомных генов с позиции уровней регуляции экспрессии гена.
3. Основные отличия регуляции транскрипции у про- и эукариот.
4. Структурно-функциональные элементы, обязательные для прокариотического оперона.
5. Различие принципа и механизмов негативного и позитивного контроля в регуляции транскрипции генов на примере транскриптона прокариот.
6. Посттранскрипционная регуляция активности генов.
7. Трансляция прокариотических РНК на полицистронной матрице.
8. Регуляции экспрессии гена на посттрансляционном уровне
9. Сопоставление уровней регуляции экспрессии гена в отношении степени их инерционности и оперативности.
10. Сравнительный анализ принципов регуляции экспрессии гена у прокариот и эукариот.
Самоконтроль по тестовым заданиям данной темы
1. Изменение схемы сплайсинга – пример регуляции, происходящей на уровне
1) претранскрипционном
2) транскрипционном
3) посттранскрипционном
4) трансляционном
Ответ: 3
2. Скорость транскрипции увеличивает
1) промотор
2) оператор
3) активатор
4) энхансер
Ответ: 4
3. Функция гена-регулятора в экспрессии гена у прокариот
1) контролирует синтез белка-репрессора
|
|
|
2) активирует промотор
3) блокирует структурные гены
4) взаимодействует с субстратом
Ответ: 1
4. В лактозном опероне функцию эффектора (индуктора) выполняет
1) лактоза
2) белок-репрессор
3) ген-регулятор
4) энхансер
Ответ: 1
5. Изменения, происходящие в полипептиде после образования его первичной структуры на рибосоме, являются примером регуляции на уровне
1) претранскрипционном
2) транскрипционном
3) трансляционном
4) посттрансляционном
Ответ: 4
6. Скорость транскрипции замедляет
1) промотор
2) оператор
3) сайленсер
4) энхансер
Ответ: 3
7. Функция белка-репрессора в системе регуляции экспрессии гена у прокариот
1) взаимодействует со структурными генами
2) блокирует оператор
3) связывается с РНК- полимеразой
4) блокирует промотор
Ответ: 2
8. В лактозном опероне при отсутствии лактозы
1) не функционирует ген-регулятор
2) белок - репрессор связан с геном-оператором
3) отсутствует белок-репрессор
4) блокирован ген-терминатор
Ответ: 2
9. Увеличение или уменьшение числа копий какого-либо гена осуществляется на уровне регуляции
1) претранскрипционном
2) транскрипционном
3) посттранскрипционном
4) трансляционном
Ответ: 1
10. Ген - энхансер участвует в регуляции экспрессии следующим образом
1) уменьшает скорость транскрипции
2) увеличивает скорость транскрипции
3) связывается с белком-репрессором
4) терминирует трансляцию
Ответ: 2
11. В лактозном опероне ген-оператор может быть заблокирован
1) субстратом
2) индуктором
3) белком-репрессором
4) сайленсером
Ответ: 3
12. Изменение в функционировании рибосомы после присоединения к ней молекул антибиотика является примером регуляции, происходящей на уровне
1) претранскрипционном
2) транскрипционном
3) посттранскрипционном
4) трансляционном
Ответ: 4
13. Ген – сайленсер участвует в регуляции экспрессии следующим образом
|
|
|
1) ускоряет транскрипцию
2) ускоряет трансляцию
3) замедляет транскрипцию
4) блокирует ген-оператор
Ответ: 3
14. Функция гена-оператора в системе регуляции экспрессии гена у прокариот
1) связывается с белком-репрессором
2) взаимодействует с геном-терминатором
3) связывается с РНК-полимеразой
4) блокирует промотор
Ответ: 1
15. В лактозном опероне ген - регулятор
1) взаимодействует со структурными генами
2) взаимодействует с геном-терминатором
3) блокирует промотор
4) программирует белок-репрессор
Ответ: 4
Самоконтроль по ситуационным задачам
Задача №1
Участок инициации синтеза полипептида в молекуле мРНК имеет нуклеотидную последовательность: 5/ ГУАУАААУГУУУЦААЦАУ 3/.
1. Какие триплеты данной мРНК кодируют первые аминокислоты полипептида?
Ответ: Первые аминокислоты полипептида кодирует третий кодон матричной РНК - АУГ (инициирующий метиониновый) и все следующие за ним (фен – глут - гист). Значения кодонов см. в таблице кода.
Задача №2
Участок мРНК имеет структуру 5/АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3/
Известно, что на этом участке находятся точки терминации для одного белка и инициации для следующего.
1. Что можно сказать о рамках считывания этих белков?
Ответ: Подразумевается, что точка начала считывания расположена перед первым триплетом. Тогда, отсчитывая нуклеотиды по три, видим, что второй триплет – терминирующий кодон - УГА. Стоящий перед ним кодон АЦА транслироваться не будет, а следующий - АУГ является инициирующим для синтеза молекулы белка. Седьмой кодон – терминирующий кодон УАА. Стоящий после него кодон также транслироваться не будет (5/АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3/)
Задача №3
Искусственно синтезированы короткие полинуклеотидные цепочки с таким взаимным расположением нуклеотидов:
….5/ УУГУУГУУГУУГУУГУУГУУГ…..3/
Каждая цепочка равновероятно (случайно) может начинаться с любой точки – любого нуклеотида.
1. Каким будет результат трансляции всех возможных вариантов таких цепочек?
Ответ: Возможны три варианта трансляции:
а) поли УУГ транслирует полилейцин;
б) поли УГУ транслирует полицистеин;
в) поли ГУУ транслирует поливалин.
Задача №4
Матричная РНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:
|
|
|
КЭП-5\НТО-АУГУГУЦЦАГУУУГААЦУУГГГЦЦГЦА-3/НТО- полиаденилированный3/ конец.
Каким будет результат трансляции данной мРНК на рибосоме, если:
1. В 3/НТО(НеТранслируемаяОбласть) находится особая стимулирующая последовательность, перекодирующая триплет УГА? Каков результат перекодирования триплета УГА?
2. В 3/НТО нет последовательности, перекодирующей триплет УГА?
Ответ: 1. Кодон УГА при наличии особой перекодирующей его последовательности в 3/НТО будет кодировать аминокислоту селеноцистеин. В результате образуется 1 полипептид, содержащий 9 аминокислот.
2. Кодон УГА при отсутствии особой перекодирующей последовательности, будет иметь значение нонсенс-триплета, в результате образуется два полипептида, каждый из которых включает по 4 аминокислоты.
Задача №5
АктиномицинД ингибирует ДНК-зависимый синтез РНК. Этот антибиотик добавили в культуру бактерий, синтезирующих специфический белок. Сравнение с контролем (куда антибиотик не помещали) показало, что в опытной культуре синтез белка снизился и прекратился через 20 минут. Объясните эти результаты.
Ответ: Трансляция прекращается в экспериментальной группе прокариот через 20 мин после введения антибиотика, так как последний выступает в роли ингибитора транскрипции и иРНК не образуется. Поэтому синтез белка поддерживался только за счет ранее транскрибированной иРНК и продолжался до полного их использования, около 20мин.
Работа 1* Объясните, опираясь на схему, у каких клеточных организмов (про- или эукариот) представлена Регуляция синтеза белка путем индукции и репрессии. Ответ должен быть показательно-объяснительным.
Сопоставьте и определите экспрессию и ее регуляцию у про- и эукариот. Дайте сравнительную характеристику а) и б)
Перечень практических умений по изучаемой теме.
1. Умение пользоваться учебной научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для получения профессиональной информации.
2. Умение моделировать этапы биосинтеза белка (транскрипция, процессинг, трансляция) с учётом регуляторных механизмов на каждом этапе;
|
|
|
3. Умение самостоятельно решать формализованные, а также - ситуационные молекулярно-генетические задачи по данной теме.
4. Умение анализировать «слепые схемы» регуляции этапов экспрессии у про- и эукариот.
7. Рекомендации по выполнениюНИРС:
- информационный поиск по данной теме
- анализ и обобщение имеющейся информации
- выводы и перспективы данного направления исследований.
Темы:
1. Посттрансляционный процессинг
2. Теломераза и онкогенез. Теломераза и старение
3. Альтернативный сплайсинг – механизмы, роль в онто- и филогенезе
4. Наследственность без ДНК. Прионы.
Дополнительный информационный материал в Приложении:
|
|
|
