19.E: Огляд молекулярної генетики (вправи)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 7568

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Це домашні вправи, які супроводжують TextMap «Мікробіологія» Кайзера. Мікробіологія - це дослідження мікроорганізмів, які визначаються як будь-який мікроскопічний організм, який містить або єдину клітину (одноклітинну), клітинні скупчення або взагалі відсутні клітини (ацелюлярні). Сюди входять еукаріоти, такі як гриби і протести, і прокаріоти. Віруси і пріони, хоч і не класифікуються строго як живі організми, також вивчаються.

19.1: Поліпептиди та білки

Вивчіть матеріал в цьому розділі, а потім випишіть відповіді на ці питання. Не варто просто натискати на відповіді і виписувати їх. Це не перевірить ваше розуміння цього підручника.

Опишіть амінокислоту і станьте, що всі амінокислоти мають спільне. (ANS)
Створіть, що робить одну амінокислоту відрізняється від іншої. (ANS)
Опишіть, як амінокислоти з'єднуються пептидними зв'язками. (ANS)
Порівняйте терміни пептид, поліпептид і білок. (ANS)
За рахунок водневих зв'язків, які утворюються між атомом кисню однієї амінокислоти і атомом азоту іншої, це надає білку або поліпептиду двомірну форму альфа-спіралі або бета-плісированого листа. Це найкраще описує:
1. первинна структура білка (ANS)
2. вторинна структура білка (ANS)
3. третинна структура білка (ANS)
4. четвертинна структура білка (ANS)
У деяких випадках, наприклад, з молекулами антитіл та гемоглобіну, кілька поліпептидів можуть зв'язуватися разом, утворюючи четвертинну структуру. Це найкраще описує:
1. первинна структура білка (ANS)
2. вторинна структура білка (ANS)
3. третинна структура білка (ANS)
4. четвертинна структура білка (ANS)
Фактичний порядок амінокислот в білку, який визначається ДНК. Це найкраще описує:
1. первинна структура білка (ANS)
2. вторинна структура білка (ANS)
3. третинна структура білка (ANS)
4. четвертинна структура білка (ANS)
У кулястих білках, таких як ферменти, довгий ланцюжок амінокислот стає складеною в тривимірну функціональну форму. Це пояснюється тим, що певні амінокислоти з сульфгідрильними або SH групами утворюють дисульфідні (S-S) зв'язки з іншими амінокислотами в тому ж ланцюжку. Інші взаємодії між R групами амінокислот, такими як водневі зв'язки, іонні зв'язки, ковалентні зв'язки та гідрофобні взаємодії також сприяють цій структурі. Це найкраще описує:
1. первинна структура білка (ANS)
2. вторинна структура білка (ANS)
3. третинна структура білка (ANS)
4. четвертинна структура білка (ANS)
Визначте ген. (ANS)
Опишіть, як порядок нуклеотидних основ в ДНК в кінцевому підсумку визначає остаточну тривимірну форму білка або поліпептиду. (ANS)

19.2: Ферменти

Визначте фермент і станьте, як ферменти здатні прискорити швидкість хімічних реакцій. (ANS)
Заповніть заготовки.
Багато ферментів вимагають небілкового кофактора, щоб допомогти їм у їх реакції. При цьому білкова частина ферменту, звана _______________ (ans), з'єднується з кофактором з утворенням цілого ферменту або ____________ (ans). Деякі кофактори - це іони, такі як ^{Ca ++}, Mg ⁺⁺ та K ⁺; інші кофактори - це органічні молекули, які називаються _____________ (ans), які служать носіями для хімічних груп або електронів. Все, з чим зазвичай поєднується фермент, називається _____________ (ans).
Коротко опишіть генералізовану реакцію фермент-субстрат, станьте функцію активної ділянки ферменту та опишіть, як фермент здатний прискорювати хімічні реакції. (ANS)
Створіть чотири характеристики ферментів. (ANS)
Створіть, як наступне вплине на швидкість реакції ферменту.
1. підвищення температури (ANS)
2. зниження температури (ANS)
3. рН (ANS)
4. концентрація солі (ANS)

19,3: Дезокс-рибонуклеїнова кислота (ДНК)

Питання

Створіть 3 основні частини дезоксирибонуклеотиду. (ANS)
Створіть, якими азотистими підставами є пурини.
1. цитозин і тимін (ANS)
2. аденин і гуанін (ANS)
При сполученні нуклеотидів в основі комплементу аденін може утворювати водневі зв'язки з ____________ (ans), а гуанін може утворювати водневі зв'язки з ____________ (ans).
Створіть те, що мається на увазі під 3-простими (3-простими) та 5' (5-простими) кінцями ланцюга ДНК. (ANS)
Створіть, чому ДНК може бути синтезована лише у напрямку від 5 до 3'. (ANS)
Що таке нуклеосома? (ANS)
Створіть, чи спостерігаються наступні характеристики в прокаріотичній чи еукаріотичній ДНК.
1. лінійні хромосоми (ANS)
2. немає ядерної мембрани (ANS)
3. наявність нуклеосом (ANS)
4. немає мітозу (ANS)
5. виробляти гамети через мейоз (ANS)

19.4: Реплікація ДНК в клітині прокаріотів

Питання

Коротко опишемо процес реплікації ДНК. (ANS)
Створіть, який фермент виконує наступні функції під час реплікації ДНК.
1. Розмотує спіральну ДНК шляхом розриву водневих зв'язків між комплементарними основами. (ANS)
2. Синтезує короткий праймер РНК на початку кожного походження реплікації. (ANS)
3. Додає нуклеотиди ДНК в праймер РНК. (ANS)
4. Перетравлює праймер РНК і замінює нуклеотиди РНК праймера правильними нуклеотидами ДНК. (ANS)
5. З'єднує між собою фрагменти ДНК відстаючої пасма. (ANS)
Ланцюг ДНК, реплікований короткими фрагментами, званими фрагментами Окадзакі, називається:
1. відстаюча пасмо (ans)
2. провідна пасмо (ANS)

19.5: Реплікація ДНК в клітинах-еукаріотів та клітинному циклі еукаріотів

Коротко опишемо процес реплікації ДНК. (ANS)
Стан, який тип клітини має множинне походження реплікації у своєму геномі.
1. прокаріот (ANS)
2. еукаріот (ANS)
Визначте наступні стадії мітозу.
1. Під час цієї завершальної стадії мітозу ядерна мембрана і ядерця реформуються, цитокінез майже завершений, і хромосоми в кінцевому підсумку розпадаються до хроматину. (ANS)
2. Відноситься до всіх етапів клітинного циклу, крім мітозу. Під час цієї фази клітинні органели подвоюються за кількістю, ДНК реплікується, і відбувається синтез білка. Хромосоми не видно, а ДНК виглядає як незгорнутий хроматин. (ANS)
3. Під час цієї фази мітозу фрагмент ядерної мембрани завершений і дубльовані хромосоми шикуються уздовж екватора клітини. (ANS)
4. Під час першої стадії мітозу хроматин конденсується і хромосоми стають видимими. Також зникає ядерце, збираються фрагменти ядерної мембрани, шпиндельні волокна. (ANS)
5. Під час цієї фази мітозу диплоїдні набори дочірніх хромосом рухаються в бік протилежних полюсів клітини і починається цитокінез (цитоплазматичне розщеплення). (ANS)

19.6: Рибонуклеїнова кислота (РНК)

Створіть 3 основні частини рибонуклеотиду. (ANS)
Держава 3 способами відрізняється РНК від ДНК. (ANS)
Копіює генетичну інформацію в ДНК шляхом комплементарного сполучення бази і несе це «повідомлення» до рибосом, де зібрані білки. Це найкраще описує:
1. тРНК (анс)
2. мРНК (ANS)
3. рРНК (і)
Підбирає конкретні амінокислоти, передає амінокислоти в рибосоми і вставляє правильні амінокислоти в потрібне місце відповідно до повідомлення мРНК. Це найкраще описує:
1. тРНК (анс)
2. мРНК (ANS)
3. рРНК (і)

19.7: Поліпептид і синтез білка

Питання: Транскрипція

Визначте транскрипцію. (ANS)
Зіставте наступне з їх роллю в транскрипції.
_____ Кінець нитка нуклеїнової кислоти, яка має гідроксильну (ОН) групу на вуглець № 3 дезоксирибози або рибози і не пов'язаний з іншим нуклеотидом. (ans)
_____ Ковалентний зв'язок, який пов'язує рибонуклеотиди разом з утворенням РНК. (ans)
_____ Частина ДНК, яка містить фактичне повідомлення про синтез білка. (ans)
_____ Молекула, синтезована комплементарним базовим сполученням рибонуклеотидів з дезоксирибонуклеотидами, щоб відповідати частині однієї нитки ДНК, що кодує поліпептид або білок. (ans)
_____ Серія з трьох послідовних основ мРНК, що кодують одну конкретну амінокислоту. (ans)
_____ Сегмент ДНК, який визначає, яка область ДНК і яка нитка ДНК буде транскрибуватися в РНК. (ans)
_____ Фермент, який ініціює транскрипцію, з'єднує нуклеотиди РНК разом і припиняє транскрипцію. (ans)
_____ Сигнал «стоп» в кінці гена, який змушує завершену мРНК скинути ген. (ANS)
1. мРНК
2. 3' кінець
3. 5' кінець
4. РНК-полімераза
5. фосфодіефіру зв'язку
6. промоутер
7. послідовність лідера
8. послідовність кодування
9. транскрипція термінатор
10. кодон
Зіставте наступне з їх роллю в транскрипції в еукаріотичних клітині.
_____ РНК, синтезована після РНК-полімерази, копіює як екзони, так і інтерни гена. (ans)
_____ РНК, що утворюється після того, як небілкові кодуючі області (інтрони) січуть, а кодуючі області (екзони) з'єднуються разом комплексами рибонуклеопротеїнів, званих спліцеосомами. (ans)
_____ Незвичайний нуклеотид, 7-метилгуанілат, який додається до 5' кінця пре-мРНК на початку транскрипції. Це допомагає рибосомам прикріплюватися для перекладу. (ans)
_____ Небілкові кодуючі ділянки ДНК, які не є частиною коду кінцевого білка, які перемежовуються між кодуючими областями ДНК в більшості генів вищих еукаріотичних клітин. (ans)
_____ Кодуючі області ДНК в більшості генів вищих еукаріотичних клітин, які фактично кодують кінцевий білок. (ans)
_____ Серія 100-250 аденінрибонуклеотидів, яка додається до 3' кінця пре-мРНК. Вважається, що ця серія нуклеотидів допомагає транспортувати мРНК з ядра і може стабілізувати мРНК проти деградації цитоплазми. (ANS)
1. інтрони
2. екзони
3. іРНК попередник
4. ковпачок
5. Полі-а хвіст
6. зрілі мРНК
Для якої послідовності амінокислот буде код базової послідовності ДНК 5' ATAGCCACC 3'? Підказка: див. Рисунок 8. (ANS)

Питання: Переклад

Визначте переклад. (ANS)
Зіставте наступне з їх роллю в перекладі.
_____ Серія з трьох основ тРНК, що доповнюють кодон мРНК. (ans)
_____ Рибоцим, який утворює пептидні зв'язки між амінокислотами під час перекладу. (ans)
_____ Рибосомна субодиниця, яка зв'язується з мРНК, утворюючи комплекс ініціації. (ans)
_____ Рибосомальний сайт, де аміноацил-тРНК вперше приєднується під час перекладу. (ans)
_____ Рибосомальний сайт, де зростаючий амінокислотний ланцюг тимчасово утримується тРНК, коли читається наступний кодон у мРНК. (ans)
_____ Комплекс амінокислоти і молекули тРНК. (ans)
_____ Послідовність основ на мРНК, до якої вперше приєднується рибосомна субодиниця 30S або 40S. (ans)
_____ Серія з трьох основ мРНК, що кодують без амінокислоти і, таким чином, припиняє білковий ланцюг: UAA, UAG, UGA. (ans)
_____ Комплекс, що складається з рибосомальної субодиниці 30S або 40S, тРНК, що має антикодон UAC і несе змінену форму амінокислоти метіоніну (N-формілметіонін або F-мет), і білків, які називаються факторами ініціації. (ans)
_____ Тривимірна, перевернута конюшиноподібна молекула довжиною близько 70 нуклеотидів, до яких може бути прикріплена специфічна амінокислота; транспортує амінокислоти до рибосоми під час трансляції. (ANS)
1. 30S або 40S рибосомальна субодиниця
2. сайт рибосоми зв'язування
3. ініціація комплекс
4. 50S або 60S рибосомальна субодиниця
5. тРНК
6. Аміноацил-тРНК
7. антикодон
8. P-сайт рибосоми
9. А-сайт рибосоми
10. пептидилтрансферази
11. нісенітниця (стоп) кодон
12. фактори вивільнення
13. початок кокон
Для якої послідовності амінокислот буде код базової послідовності ДНК AAAGAGCCT? Підказка: див. Рис. 2. (ANS)

19.8: Регулювання ферментів

Питання

Відповідність
_____ Регуляторні білки, які блокують транскрипцію мРНК шляхом зв'язування з частиною ДНК, називається оператором, який лежить нижче за течією промотора. (ANS)

_____ Молекула, яка змінює форму регуляторного білка таким чином, що блокує його зв'язування з оператором і, таким чином, дозволяє транскрипцію. (ANS)

_____ Регуляторні білки, що сприяють транскрипції мРНК. (ANS)

_____ Молекула, яка змінює форму регуляторного білка до форми, яка може зв'язуватися з оператором і блокувати транскрипцію. (ANS)

_____ Продукування антисенсової РНК, яка доповнює іРНК, що кодує фермент. Коли антисенсова РНК зв'язується з мРНК шляхом комплементарного сполучення основи, мРНК не може бути перетворена на білок, і фермент не виробляється. (ANS)

_____ Індукція або пригнічення синтезу ферментів регуляторними білками, які можуть зв'язуватися з ДНК і або блокувати, або посилювати функцію РНК-полімерази. (ANS)

_____ Інгібітор є кінцевим продуктом метаболічного шляху, який здатний зв'язуватися з другим ділянкою (аллостеричним ділянкою) на ферменті. Зв'язування інгібітора з аллостеричним ділянкою змінює форму активної ділянки ферменту, тим самим запобігаючи зв'язуванню першого субстрату в метаболічному шляху. (ANS)

_____ Інгібітор є кінцевим продуктом ферментативної реакції. Цей кінцевий продукт також здатний реагувати з активною ділянкою ферменту і запобігає зв'язуванню ферменту його нормального субстрату. (ANS)
1. активатори
2. конкурентне гальмування
3. корепресори
4. генетичний контроль
5. індуктор
6. неконкурентне гальмування
7. репресори
8. поступальний контроль
Опишіть, як лак-оперон у кишковій паличці функціонує як індукований оперон. (ANS)

19.9: Мутація

Відповідати наступним чином:
_____Послідовність дезоксирибонуклеотидних основ в генах, що складають ДНК організму. (ans)
_____ Помилка під час реплікації ДНК, яка призводить до зміни послідовності дезоксирибонуклеотидних основ в ДНК. (ans)
_____ Альтернативні форми гена. (ans)
_____ Мутації, спричинені мутагенами, речовинами, що викликають високу швидкість мутації. (ans)
_____ Фізичні характеристики організму. (ANS)
1. генотип
2. фенотип
3. алель
4. мутація
5. спонтанна мутація
6. індукована мутація
Опишіть 2 різних механізми спонтанної мутації. (ANS)
Відповідати наступним чином:
_____ Зазвичай це спостерігається при одній мутації заміщення і призводить до одного неправильного кодону та однієї неправильної амінокислоти (ANS)
_____ Якщо зміна базової послідовності дезоксирибонуклеотидів призводить до транскрипції зупинки, білок припиняється в цей момент в повідомлення. (ans)
_____ Це іноді спостерігається при одній мутації заміщення, коли зміна базової послідовності ДНК призводить до того, що новий кодон все ще кодує ту саму амінокислоту. (ans)
_____ Це видно, коли додається або видаляється кількість нуклеотидів ДНК, які не діляться на три, і всі кодони та всі амінокислоти після цього додавання або видалення зазвичай неправильні. (ANS)
1. мутація сенсу
2. нісенітниця мутація
3. мутація зрушення кадру
4. мутація missense
Коротко опишемо 3 способи роботи хімічних мутагенів. (ANS)
Порівняйте ультрафіолетове випромінювання та гамма-випромінювання з точки зору того, як вони викликають мутацію. (ANS)
В результаті заміщення мутації триплет бази ДНК AGA змінюється на AGG. Вкажіть конкретно, який вплив це матиме на отриманий білок (див. Рис. (ANS)
Третя триплет в бактеріальному гені - ТТТ. Мутація заміщення змінює його на ATT. Вкажіть конкретно, який вплив це матиме на отриманий білок (див. Рис. (ANS)