Репликация

МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ МОДУЛЬНАЯ ЕДИНИЦА 1

Методы анализа структуры ДНК. Функции нуклеиновых кислот.

1. В биохимической лаборатории имелись три пробирки с ДНК, выделенной из печени мыши, мышц мыши и печени лошади. В процессе хранения надписи на пробирках стерлись. Как экспериментатору, используя медод молекулярной гибридизации, удалось установить, из ткани какого животного была выделена ДНК? Для ответа:

а) составьте схему экспериментов, которые нужно было провести ученому;

б) опишите строение и основные функции ДНК;

в) объясните принцип метода, с помощью которого можно обнаружить даже небольшие изменения в структуре ДНК.

 

2. В клетке имеется несколько десятков разных тРНК и несколько десятков тысяч мРНК. Чем объясняется такое различие в количестве разных типов нуклеиновых кислот?

Для ответа на вопрос задачи:

а) объясните, как это различие связано с функциями этих молекул в клетках эукариотов;

б) иллюстрируйте объяснение схемами, отражающими участие этих молекул в реализации генетической информации.

 

3. Если повреждения структуры ДНК не репарируются, то они могут быть летальными для клетки. Будут ли приводить к столь же тяжелым последствиям повреждения молекулы РНК? Для ответа:

а) сравните строение и функции этих нуклеиновых кислот у эукариотов;

б) опишите механизмы с помощью которых происходит устранение поврежденных макромолекул.

 

4. При старении организма между гистонами и ДНК образуются ковалентные связи. Как появление прочных связей между ДНК и гистонами влияет на функции ДНК? Для ответа на вопрос:

а) перечислите особенности строения гистонов и характер их их взаимодействия с ДНК в норме;

б) укажите функции этих белков в компактизации ДНК в ядре, участие в регуляции репликации и транскрипции.

Репликация

1. Ростовые факторы стимулируют клетку к вступлению в G1 фазу клеточного цикла. В ходе этой фазы индуцируется синтез ферментов, катализирующих образование дезоксирибонуклеотидов (дНТФ). В каком процессе используются эти субстраты в S фазу клеточного цикла? Для ответа на вопрос:

а) изобразите схему процесса, в котором субстратами являются дезоксирибонуклеотиды;

б) назовите ферменты, укажите их роль и биологическое значение процесса.

 

2. Операции частичной гепатоэктомии (удаление части органа), осуществляющиеся при опухолевом поражении печени или травмах, стимулируют рост и деление клеток в сохранной части органа вплоть до восстановления первичного объема. Какой процесс обеспечивает увеличение числа гепатоцитов? Для ответа:

а) изобразите его схему;

б) укажите субстраты, ферменты, источники энергии, кофактор;

в) перечислите основные белки, которые участвуют в регуляции клеточного цикла и их роль в подготовке к делению.

 

3. Циклофосфан, попадая в опухолевые клетки, расщепляется присутствующими там фосфатазами с образованием реакционноспособного алкилирующего агента, который взаимодействует с ДНК. Какие матричные биосинтезы ингибирует этот препарат в опухолевых клетках? В ходе ответа:

а) укажите различия в скорости синтеза ДНК и РНК в нормальных и опухолевых клетках;

б) изобразите схему процесса, который первично блокирует циклофосфан.

 

4. Препарат доксорубицин в клетке связывается с ДНК, внедряясь между азотистыми основаниями. Кроме этого он генерирует образование активных форм кислорода, которые вызывают разрывы в молекуле ДНК. Для лечения, каких заболеваний используется этот препарат? В ходе ответа:

а) представьте схему матричного биосинтеза, который прекращается под действием этого препарата, назовите субстраты и ферменты;

б) укажите, к каким побочным эффектам приводит применение этого препарата.

 

 

5. В химиотерапии опухолей широко используется антибиотик дауномицин, который внедряется между основаниями ДНК, и аналог фолиевой кислоты – метотрексат. Активность, каких процессов снижается при использовании этих препаратов? При ответе на этот вопрос:

а) укажите различие в механизме действия этих препаратов на синтез ДНК;

б) изобразите схему процесса, скорость которого в первую очередь снижается при применении обоих лекарств.

 

6. Актиномицин Д – цитотоксический лекарственный препарат, продуцируемый микроорганизмами рода Streptomyces. Этот антибиотик относится к «интеркаляторам» и подавляет размножение грамположительных бактерий и некоторых грибов. Как явление «интеркаляции» влияет на процесс, который первично блокируется актиномицином Д.? Для ответа:

а) изобразите схему этого процесса, укажите ферменты, субстраты;

б) объясните, почему ингибирование приводит к гибели клеток.

 

7.По результатам биопсии опухолевого образования с проведением комплексных морфологических исследований и иммунологического типирования, пациенту был поставлен диагноз: злокачественная лимфома. Для лечения заболевания был назначен антибиотик доксорубицин. Каков механизм действия этого лекарственного средства? В ходе ответа:

а) укажите какой процесс ингибирует это лекарственное средство;

б) изобразите его схему, указав субстраты, ферменты и кофакторы.