Подготовка к практическому занятию
При подготовке необходимо использовать основные источники, лекционный материал, а также дополнительную литературу по теме занятия. Перечень вопросов для самоподготовки по теме практического занятия: 1. Строение белка. Уровни организации белковой молекулы. 2. Строение нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. Уровни пространственной организации ДНК и конкретные параметры: строение мономеров, комплементарность и антипараллельность, диаметр спирали, расстояние между парами нуклеотидов по оси спирали, число пар нуклеотидов в одном витке. 3. Содержание понятия «геном» в исходном – классическом смысле, а также в молекулярной биологии. Единицы измерения объем генома. 4. Основные свойства генов. 5. Принципы, лежащие в основе репликации ДНК, особенность репликации каждой из двух цепей ДНК. 6. Отличия организации гена у про- и эукариот. 7. Критерии (и примеры) классификации генов. 8. Доказательства невозможности моноплетного или диплетного генетического кода. Предельное число триплетов ДНК (или РНК). 9. Обоснование факта того, что 20 аминокислот, содержащихся в полипептидной цепи по завершению трансляции, кодирует 61 триплет, основе свойств генетического кода. 10. Специфическая последовательность нуклеотидов ДНК в промоторе, определяющая стартовую точку транскрипции. 11. Палиндром, его функция в матричных процессах. 12. Механизм «узнавания» матричной РНК рибосомы у прокариот. 13. Суть альтернативного сплайсинга. 14 Общее название ферментов, связывающих «свои» аминокислоты с транспортными РНК и примеры названий конкретных ферментов. 15. Функциональные центры рибосом. 16. Механизм «узнавания» матричной РНК малой субчастицы рибосомы.
17. Участок рибосомы, в который попадёт кодон АУГ, и любой следующий кодон при инициации трансляции. 18. Природа сигнала, определяющего терминацию трансляции. 19. Аминокислота, являющаяся первой в полипептидной цепи, отделившейся от рибосомы после завершения трансляции. 20. Свойство и особенность генетического кода определяющее возможность возникновения генных мутаций по типу сдвига рамки считывания. 21. Последствия для структуры полипептида включения в кодирующую область ДНК одного лишнего нуклеотида, двух нуклеотидов, трёх нуклеотидов. Перечень практических умений по изучаемой теме Умение: - строить модель транскриптона, изображать на ней (с пояснениями) все этапы экспрессии генов, делать обобщения и выводы; - решать типовые задачи и проводить анализ характерных ситуаций; - моделировать процесс кодирования наследственной информации; - моделировать процессы реализации наследственной информации - этапы биосинтеза белка (транскрипция, процессинг, трансляция); - определять структуру молекулы ДНК по строению молекулы белка; - определять структуру молекулы белка по строению молекулы ДНК. Рекомендации по выполнению УИРС (требования к оформлению реферата см. «Занятие №1») Предлагаемые темы рефератов: 1. Эволюция представлений о геноме и смысле понятия «геном» 2. Геном митохондрий и митохондриальные болезни человека 3. Геном человека. Геномные исследования и болезни человека 4. Цитогены и прионы – цитоплазматическая наследственность без ДНК 5. Молекулярная организация теломерных районов хромосом. Теломеразы – старение и онкогенез 6. Структурная и функциональная организация рибосом 7. Репарация повреждений ДНК 8. Процессинг мРНК: роль интронов, альтернативный сплайсинг 9. Фолдинг белков. Сортировка и модификация белков 10. Молекулярные механизмы обратных мутаций. Супрессия
Изготовление таблиц, отражающих: новые данные о строении нуклеиновых кислот (А-ДНК), иллюстрации трёхмерной структуры транспортных РНК, круговая форма генетического кода и современные трёх - и однобуквенные обозначения аминокислот, требует обновления иллюстрация трансляции, и др. Самоконтроль по тестовым заданиям изучаемой темы: С целью проверки своих знаний выберите правильный ответ на вопросы, приведенные ниже: 1. В молекулу ДНК не входит азотистое основание: а) аденин б) тимин в) урацил г) гуанин Эталон: в 2. Ген, с которым связывается РНК-полимераза перед началом транскрипции, называется: а) диссоциатор б) оператор в) активатор г) промотор Эталон: г 3. Свойство генов, обеспечивающее удвоение наследственного материала: а) репликация б) транскрипция в) мутация г) рекомбинация Эталон: а 4. В молекулу РНК не входит азотистое основание: а) аденин б) тимин в) урацил г) гуанин Эталон: б 5. Ген, включающий работу структурных генов, носит название: а) диссоциатор б) оператор в) активатор г) промотор Эталон: б 6. Свойства генов, обеспечивающих передачу наследственной информации, носят название: а) репликация и транскрипция б) транскрипция и мутация в) мутация и рекомбинация г) рекомбинация и репарация Эталон: а 7. Этап биосинтеза белка, на котором происходит активация аминокислоты, присоединение к ней АТФ, а затем связывание с рибозой аденозина, носит название: а) транскрипция б) процессинг в) транспорт г) трансляция Эталон: в 8. Этап биосинтеза белка, на котором происходят модификации первичного транскрипта, носит название: 1) транскрипция 2) процессинг 3)транспорт 4) трансляция Эталон: б Самоконтроль по ситуационным задачам: Геном – общие вопросы Задача 1. Объясните причину ситуации, при которой ген эукариотической клетки, занимающий участок ДНК размером в 2400 пар нуклеотидов, кодирует полипептид, состоящий из 180 аминокислотных остатков. Ответ: Для кодирования 180 аминокислотных остатков достаточно 540 нуклеотидов (180 триплетов) матричной цепи ДНК. Плюс столько же – кодирующая цепь. Итого – 1080 нуклеотидов или 540 пар нуклеотидов. Задача 2. При анализе нуклеотидного состава ДНК бактериофага М 13 было обнаружено следующее количественное соотношение азотистых оснований: А-23%, Г-21%, Т-36%, Ц-20%. Как можно объяснить причину того, что в этом случае не соблюдается принцип эквивалентности, установленный Чаргаффом?
Ответ: Причина в том, что бактериофаг М13 (как и большинство фагов) содержит одноцепочечную ДНК. Репликация ДНК Задача 3. Ферменты, осуществляющие репликацию ДНК, движутся со скоростью 0,6 мкм в 1 мин. Сколько времени понадобится для удвоения ДНК в хромосоме, имеющей 500 репликонов, если длина каждого репликона 60 мкм? Ответ: Общая длина всех репликонов - 500х60= 30000мкм. Согласно гипотетически предложенной в задаче ситуации при движении одной ферментной системы со скоростью 0,6 мкм в 1 мин. потребуется 50000 минут, или 833,3 часа (34,7 суток). Реально репликацию одновременно осуществляет несколько ферментных систем, действующих навстречу друг другу, в результате чего время удвоения всей ДНК в хромосоме значительно сокращается. Задача 4. Определите направление синтеза и нуклеотидную последовательность каждой из двух дочерних нитей, которые возникнут при репликации приведённого ниже 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/ 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/ ð 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. Количественные параметры Задача 5. Определите, каким числом триплетов мРНК записана информация о полипептиде, состоящем из 900 аминокислотных остатков, и каково число нуклеотидов в соответствующем участке кодирующей нити ДНК.
Ответ: 900 триплетов мРНК, 2700 нуклеотидов ДНК. Задача 6. Считая, что средняя молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – около 300, определите, что тяжелее: белок или ген? Решение: Допустим, что белок состоит из n мономеров – аминокислот. Тогда его молекулярная масса составит примерно 110 n. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; следовательно, цепочка ДНК содержит 3 n мономеров, а её молекулярная масса 300 х 3 n = 900 n. Ответ: Молекулярная масса гена (900 n) примерно в 8,2 раза выше молекулярной массы (110 n) кодируемого им белка. От матрицы к полипептиду Задача 7. Запишите все варианты фрагментов мРНК, которые могут кодировать следующий фрагмент полипептида: Фен – Мет - Цис. Ответ: Фенилаланин кодируют триплеты: УУУ и УУЦ Метионин кодирует только триплет АУГ Цистеин кодируют триплеты УГУ и УГЦ Варианты кодирования:1) УУУ-АУГ-УГУ;2) УУЦ-АУГ-УГЦ; 3) УУУ-АУГ-УГЦ; 4) УУЦ-АУГ-УГУ. Задача 8. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую нуклеотидную последовательность: 3/- ЦТААГАЦТГАГТААЦГТЦ -5/ 5/- ГАТТЦТГАЦТЦАТТГЦАГ - 3/ Определите ориентацию и нуклеотидную последовательность мРНК, синтезируемой на указанном фрагменте ДНК, и аминокислотную последовательность кодируемого ею полипептида. Ответ: Ориентация и нуклеотидная последовательность мРНК: 5/ ГАУУЦУГАЦУЦАУУГЦАГ 3/ 2) Аминокислотная последовательность полипептида: Аспарагиновая кислота – серин – аспарагиновая кислота – серин – лейцин – глутамин.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|