Na schematach A i B przedstawiono jeden z mechanizmów regulacji ekspresji genów
u bakterii. Przedstawiają one różny sposób działania represora, zależnie od obecności
związku X.
Na podstawie: J. Kączkowski, Biochemia roślin, Warszawa 1992.
a)
Na podstawie schematu B opisz, w jaki sposób związek chemiczny X wpływa na ekspresję genów struktury u bakterii.
b)
Wybierz spośród A–D i zaznacz właściwe dokończenie zdania.
Regulacja ekspresji genów u eukariontów
ma taki sam przebieg jak u bakterii.
odbywa się tylko na poziomie replikacji i transkrypcji.
Na rysunku przedstawiono etapy pewnego procesu zachodzącego z udziałem siateczki
śródplazmatycznej. Ten proces wymaga rozpoznawania sekwencji sygnałowej przez cząstki
rozpoznające sygnał (SRP).
Na podstawie: P.C. Turner, A.G. McLennan, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, Warszawa 2002.
a)
Podaj nazwę i określ funkcję związku chemicznego oznaczonego na rysunku literą X.
Nazwa związku X:
Funkcja:
b)
Określ, czy proces zilustrowany na rysunku zachodzi w organizmach prokariotycznych, czy – w eukariotycznych. Odpowiedź uzasadnij.
W operonie tryptofanowym znajduje się pięć otwartych ramek odczytu (trpA–trpE) kodujących
podjednostki enzymów uczestniczących w syntezie tryptofanu u bakterii.
Do sekwencji regulatorowych należy promotor, który znajduje się przed sekwencjami
kodującymi trpA–trpE i stanowi miejsce wiązania polimerazy RNA. Obok promotora znajduje
się operator, do którego przyłącza się aktywny represor. Białko represorowe jest aktywowane
poprzez przyłączenie cząsteczki tryptofanu.
Na schemacie przedstawiono działanie operonu tryptofanowego w sytuacji, gdy komórka
bakterii nie ma odpowiedniej ilości tego aminokwasu.
Na podstawie: E. Solomon, L. Berg, D. Martin, Biologia, Warszawa 2016.
17.1. (0–1)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania – wybierz odpowiedź spośród A–B oraz
odpowiedź spośród 1.–2.
Operon tryptofanowy podlega regulacji
A.
pozytywnej,
a cząsteczka tryptofanu pełni w nim funkcję
1.
induktora.
B.
negatywnej,
2.
korepresora.
17.2. (0–1)
Opisz, korzystając z powyższego schematu, w jaki sposób będzie działać operon
tryptofanowy w sytuacji, gdy komórka bakterii znajdzie się w środowisku, w którym ma
dostęp do odpowiedniej ilości tryptofanu.
17.3. (0–1)
Na podstawie schematu określ, jak zmieni się funkcjonowanie operonu tryptofanowego
na skutek mutacji w genie kodującym białko represorowe, której efektem jest
uniemożliwienie przyłączenia się cząsteczki tryptofanu do tego białka.
W procesie replikacji DNA bierze udział m.in. prymaza – enzym, który katalizuje syntezę
starterów będących krótkimi odcinkami RNA, komplementarnymi do matrycowego DNA.
Łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR) naśladuje replikację DNA i służy do powielania
fragmentu DNA bez udziału komórek – w probówce.
Na poniższym schemacie przedstawiono proces dobudowywania komplementarnej nici
w czasie replikacji DNA w komórce.
Na podstawie: http://faculty.samford.edu/~djohnso2/44962w/405/06/CELL4e-Fig-06-04-0.jpg
18.1. (0–1)
Podaj, używając symboli: A, T, C, G, U, sekwencje nukleotydowe fragmentu nici RNA
i fragmentu nici DNA, które zaznaczono klamrami na rysunku C.
RNA: 5’ 3’ DNA: 5’ 3’
18.2. (0–1)
Wybierz spośród A–D i zaznacz prawidłowe dokończenie poniższego zdania.
Replikacja DNA jądrowego zachodzi w czasie cyklu komórkowego podczas
fazy G1.
fazy S.
fazy G2.
fazy M.
18.3. (0–1)
Podaj nazwę wiązań występujących w cząsteczce DNA, które są rozrywane podczas
replikacji przy udziale helikazy, oraz nazwę czynnika, który powoduje ich rozerwanie
podczas przebiegu PCR.
Nazwa wiązań:
Nazwa czynnika:
18.4. (0–1)
Spośród wymienionych poniżej przykładów A–D wybierz i zaznacz ten, do którego
niezbędne jest zastosowanie techniki PCR.
Diagnostyka zespołu Turnera u noworodków.
Określanie oporności szczepów bakterii na dany antybiotyk.
Oznaczanie poziomu TSH (hormonu tyreotropowego) we krwi pacjenta.
Ustalanie tożsamości przestępcy na podstawie śladowej ilości materiału genetycznego.
Białka histonowe, typowe dla eukariontów, zbudowane są z części globularnej oraz
z tzw. ogonka, wystającego poza nukleosom. Ogonki białek histonowych są miejscem
modyfikacji chemicznych polegających m.in. na acetylacji i deacetylacji. Modyfikacje te
wpływają na strukturę chromatyny: regulują w ten sposób ekspresję informacji genetycznej
w komórce. Na schemacie przedstawiono modyfikacje fragmentu chromatyny o długości
ok. 600 par zasad.
16.1. (0–1)
Podaj, który z procesów przedstawionych na schemacie – acetylacja czy deacetylacja – prowadzi do zahamowania ekspresji informacji genetycznej danego fragmentu DNA. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia powstałych zmian w strukturze chromatyny.
16.2. (0–1)
Określ, czy prawdziwe jest stwierdzenie, że procesy przedstawione na schemacie nie mogą zachodzić w mitochondrium. Odpowiedź uzasadnij.
Ekspresja genów to wieloetapowy proces prowadzący do ujawnienia informacji zawartej
w genie, odczytywanej w procesie transkrypcji i wykorzystywanej do syntezy białka
w procesie translacji. Na schemacie przedstawiono sposób regulacji ekspresji genów u bakterii
na przykładzie operonu laktozowego.
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące regulacji ekspresji genów operonu laktozowego
u bakterii są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest
fałszywa.
1.
Represor – białko kodowane przez gen regulatorowy – łączy się ze swoistym miejscem DNA i zapobiega transkrypcji określonych genów.
P
F
2.
Synteza enzymów rozkładających laktozę zachodzi w odpowiedzi na pojawienie się laktozy w pożywce.
P
F
3.
Po zniesieniu represji dochodzi do transkrypcji operatora i trzech genów struktury.
