Węglowodany, białka, lipidy i kwasy nukleinowe to grupy związków organicznych występujących
w organizmach. Poniżej przedstawiono wzór strukturalny pewnego związku organicznego.
a)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Przedstawiony związek jest dipeptydem, ponieważ
występują w nim grupy: hydroksylowa – OH i karboksylowa – COOH.
występują w nim grupy: aminowa – NH2 i karboksylowa – COOH.
występują w nim grupy: metylowa – CH3 i karboksylowa – COOH.
występuje w nim jedno wiązanie peptydowe między monomerami.
b)
Podaj nazwę pierwszego aminokwasu (od końca aminowego NH2) przedstawionego dipeptydu i wyjaśnij, czy może to być pierwszy aminokwas w syntetyzowanym łańcuchu polipetydowym.Skorzystaj z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i fizyki.
c)
Zakładając, że przedstawiony dipeptyd jest końcowym fragmentem powstającego podczas translacji łańcucha polipeptydowego, podaj do którego końca przedstawionego dipeptydu zostanie przyłączony kolejny aminokwas, np. lizyna. Odpowiedź uzasadnij.
d)
Korzystając z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i fizyki, podaj, jaki antykodon może mieć tRNA transportujący do rybosomu lizynę.
Cząsteczka insuliny składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych – A i B. Występują w niej trzy mostki dwusiarczkowe stabilizujące strukturę cząsteczki: jeden w łańcuchu polipeptydowym A oraz dwa – łączące łańcuchy A i B. Początek sekwencji kodującej (znajdującej się na nici nieulegającej transkrypcji) genu kodującego jeden z łańcuchów polipeptydowych insuliny jest następujący:
5’ ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCG ... 3’.
Podczas eksperymentu użyto czynnika mutagennego, który w dwu przypadkach wywołał delecje, tzn. transkrybowane mRNA było pozbawione fragmentu sekwencji składającego się z kolejnych nukleotydów. W wyniku translacji powstały łańcuchy polipeptydowe (1. i 2.) o innej sekwencji aminokwasów niż w łańcuchu prawidłowym.
I. przypadek – polipeptyd 1. powstał na podstawie delecji 4 nukleotydów (od 10 do 13 nukleotydu sekwencji kodującej włącznie)
II. przypadek – polipeptyd 2. powstał na podstawie delecji 9 nukleotydów (od 10 do 18 nukleotydu sekwencji kodującej włącznie).
19.1. (0–1)
Na podstawie tekstu uzasadnij, że cząsteczka insuliny ma strukturę III- i IV-rzędową.
Struktura III-rzędowa:
Struktura IV-rzędowa:
19.2. (0–1)
Określ, który polipeptyd (1. czy 2.) będzie miał bardziej zmienioną sekwencję aminokwasów w porównaniu z polipeptydem prawidłowym. Odpowiedź uzasadnij.
19.3. (0–1)
Podaj nazwę czwartego aminokwasu w sekwencji prawidłowego polipeptydu oraz nazwę czwartego aminokwasu w polipeptydzie 1. Przyjmij założenie, że w ich skład nie wchodzi aminokwas kodowany przez kodon START.
Polipeptyd prawidłowy:
Polipeptyd 1:
19.4. (0–1)
Określ, czy opisane mutacje mogły być spowodowane działaniem kolchicyny, która jest czynnikiem mutagennym blokującym wrzeciono kariokinetyczne. Odpowiedź uzasadnij.
Szczepionki DNA zawierają najczęściej koliste cząsteczki plazmidów, na których kodowane
są antygeny organizmów, przeciwko którym skierowana jest szczepionka. Dzięki promotorom
wirusowym informacja genetyczna zawarta na plazmidzie ulega ekspresji w komórkach
ludzkich i organizm może wytworzyć pamięć immunologiczną. Szczepionki DNA nie są
skuteczne, jeżeli zostaną zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty
cukrowe.
Na podstawie : J. Stojak, Ze szczepionką za pan brat, „Biologia w Szkole” nr 3., Warszawa 2013.
20.1. (0–1)
Określ, która z informacji przedstawia kolejne etapy prowadzące do wytworzenia odporności u człowieka przez szczepionki DNA.
DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → antygen → różnicowanie
limfocytów T i B → komórki pamięci
DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → przeciwciało → różnicowanie
limfocytów T i B → antygen
DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → przeciwciało → wytwarzanie
limfocytów Th → antygen → komórki pamięci.
DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → antygen → różnicowanie
limfocytów T i B → komórki pamięci.
20.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli są zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.
Poniżej wymieniono procesy (A–D) dotyczące kwasów nukleinowych i zachodzące u organizmów eukariotycznych.
Wybierz właściwe nazwy procesów spośród A–D i przyporządkuj je do nazw produktów 1. i 2., które powstają w wyniku przebiegu tych procesów. Zapisz ich oznaczenia literowe.
Dehydrogenaza bursztynianowa jest enzymem katalizującym jedną z reakcji w cyklu Krebsa.
Informacja genetyczna o budowie tego białka jest zapisana w DNA znajdującym się w jądrze
komórkowym.
Uporządkuj we właściwej kolejności etapy wytwarzania tego enzymu w komórce – wpisz w tabelę numery 2–6.
Poniżej zilustrowano mutację, która jest przyczyną mukowiscydozy – choroby genetycznej
autosomalnej recesywnej, upośledzającej funkcjonowanie płuc, trzustki i innych narządów.
Ocenia się, że w populacji europejskiej choruje 1 na 2500 osób.
ALLEL PRAWIDŁOWY Numer kodonu Łańcuch DNA Aminokwasy
503 ATC Ile
507 ATC Ile
508 TTT Phe
509 GGT Gly
510 GTT Val
ALLEL ZMUTOWANY Numer kodonu Łańcuch DNA Aminokwasy
506 ATC Ile
507 AT- Ile
508 --T
509 GGT Gly
510 GTT Val
Na podstawie: K.M. Charon, M. Świtoński, Genetyka zwierząt, Warszawa 2000, s. 121.
a)
Korzystając z tabeli kodu genetycznego określ, czy przedstawiony fragment łańcucha DNA jest nicią kodującą, czy matrycową. Uzasadnij odpowiedź.
b)
Uzasadnij na podstawie podanej informacji, że kod genetyczny jest zdegenerowany.
c)
Podaj nazwę przedstawionego rodzaju mutacji genowej i określ skutek tej mutacji dla struktury I-rzędowej powstającego białka.
d)
Oblicz, korzystając z równań Hardy’ego-Weinberga, częstość występowania nosicieli allelu mukowiscydozy w populacji europejskiej.
W komórkach E. coli operon laktozowy (lac) zawiera geny struktury kodujące enzymy
niezbędne do rozkładu laktozy i jej pobierania ze środowiska zewnętrznego. Transkrypcja
tych genów zależy od warunków środowiska. Jeżeli w środowisku bakterii nie ma laktozy,
to represor lac – specjalne (allosteryczne) białko – wiąże się z operatorem, uniemożliwiając
przyłączenie do promotora polimerazy RNA i rozpoczęcie transkrypcji genów struktury.
Na rysunku przedstawiono operon laktozowy (I) oraz wpływ laktozy (induktora)
na aktywność represora (II).
Na podstawie: Podstawy genetyki dla studentów i lekarzy, red. G. Drewa,T. Ferenc, Wrocław 2005, s. 94.
Korzystając z rysunku, opisz sposób, w jaki laktoza pobrana przez komórkę z podłoża wpływa na represor lac. Określ konsekwencje tego wpływu dla komórki i jej procesu oddychania.
