GR. A

1.

• Podaj definicję genu

podstawowa jednostka dziedziczności, która determinuje powstanie jednego polipeptydu lub kwasów rRNA lub tRNA. Odcinek DNA nadający komórce zdolność do tworzenia RNA i pośrednio kodujący jakieś białko

• Na czym polega ekspresja genów, z jakich etapów się składa i scharakteryzuj wybrany etap.

Ekspresja genu- proces, w którym informacja genetyczna zawarta w genie zostaje odczytana i przepisana na jego produkty, które są białkami lub różnymi formami RNA.

Ekspresja składa się z trzech etapów: replikacji, transkrypcji i translacji

Replikacja DNA − endoenergetyczny proces, w którym podwójna nić DNA (podwójna helisa) ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa.

Kopiowanie podwójnej helisy DNA jest procesem złożonym. Proces dzieli się na fazy inicjalizacji, elongacji (wydłużania) i terminacji. W kolistych cząsteczkach DNA replikacja rozpoczyna się w miejscu inicjacji, o długości ok. 200-300 par nukleotydów. Miejsce to oznacza się skrótem ori od ang. origin. W liniowych chromosomach aktywnych przebiegać może wiele (tysiące) jednoczesnych procesów replikacji. Aby replikacja przebiegła prawidłowo, podczas rozdzielenia obu nici nie może dojść do zaburzenia ich struktury podstawowej (I-rzędowej). Muszą także zostać spełnione następujące warunki:

• matryca DNA musi zostać dokładnie odczytana,

• dostępna musi być odpowiednia ilość wolnych nukleotydów,

• podczas procesu musi zostać zachowana komplementarność nici.

Na koniec musi dojść do terminacji replikacji, ewentualnego uzupełnienia braków na końcu nowo powstałego łańcucha i połączenia nowego łańcucha z łańcuchem macierzystym w helisę. U bakterii zakończenie replikacji następuje niemal automatycznie (po skopiowaniu całego kolistego DNA, który jest pojedynczym replikonem). U eukariotów miejsc replikacji (replikonów) jest wiele. Terminacja replikacji następuje w momencie ukończenia procesów przebiegających jednocześnie w różnych miejscach replikujących się cząsteczek DNA. Do terminacji dochodzi, gdy widełki replikacyjne replikonu natkną się na specjalną sekwencję terminacyjną. Proces replikacji niekolistych (eukariotycznych) cząsteczek DNA wiąże się z problemem wolnych zakończeń powstających cząsteczek DNA. Zakończenia te, zwane telomerami składają się z krótkich wielokrotnie powtórzonych sekwencji. Replikazy wydłużają jedynie istniejące już nici, nie są natomiast w stanie zsyntetyzować końcowych odcinków telomerów. W rezultacie odcinki te narażone są na regularne skracanie. Skracaniu temu zapobiega obecność telomerazy, która przeprowadza odwrotną transkrypcję tych odcinków, posługując się jako "matrycą" nie DNA, ale RNA, będącym częścią składową tego enzymu. Zapobiega to usunięciu znaczących fragmentów DNA.

• Co to jest kod genetyczny- współzależność między sekwencją zasad w DNA a sekwencją aminokwasów w białku

• Wymień i opisz 5 cech kodu

1. Trójkowy- 1 aminokwas, kodowany przez 3 nukleotydy

2. Niezachodzący- tryplety nie mają elementów wspólnych

3. Bezprzecinkowy- między trypletami nie ma przerw ani znaków przestankowych

4. Zdegenerowany- niektóre aminokwasy są kodowane przez więcej niż 1 kodon

5. Jednoznaczny- jeden kodon oznacza jeden aminokwas

• Jaka jest zależność między kodem a genem?

2.

• Z jakich etapów składa się synteza cholesterolu?

1.Synteza pirofosforanu izopentenylu (aktywowanej jednostki izoprenu, podstawowego składnika budującego cholesterol)

2. Kondensacja sześciu cząsteczek pirofosforanu izopentenylu w cząsteczkę skwalenu.

3. Skwalen ulega reakcji cyklizacji, w której czteropierścieniowy produkt jest przekształcany w cholesterol.

• Który enzym jest kluczowy? Podać nazwę substratu który jest wykorzystywany przez ten enzym

Kluczowym enzymem jest reduktaza HMG-CoA. (chyba)

Substrat: HMG-CoA (3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA)

• Podstawowe znaczenie cholesterolu w komórce

Cholesterol jest istotnym składnikiem błon komórkowych modulujący ich płynność oraz jest prekursorem hormonów steroidowych oraz soli żółciowych

• Co to jest dobry i zły cholesterol, co można zrobić aby się pozbyć złego?

Złym cholesterolem nazywane są Lipoproteiny o małej gęstości (LDL) które są produktem końcowym katabolizmu VLDL i IDL, transportują cholesterol do tkanek pozawątrobowych przez co cholesterol odkłada się w naczyniach krwionośnych

Dobrym cholesterolem nazywane są Lipoproteiny o dużej gęstości (HDL), które biorą udział w metabolizmie VLDL, chylomikronów i cholesterolu, oraz transportują cholesterol z tkanek do wątroby w celu metabolizmu.

3.

• Definicja kwasów omega 3, 6, 9, które należą do NNKT? Co to znaczy?

Kwasy omega 3, 6, 9 to kwasy tłuszczowe które zawierają co najmniej 2 wiązania podwójne jedno odpowiednio przy C6/C3/C9 licząc od ostatniego węgla w łańcuchu (węgiel omega)

Do NNKT należą tylko kwasy omega 3 i 6 (linolowy, alfa-linolenowy, arachidonowy) Oznacza to że są to kwasy tłuszczowe które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu i muszą być dostarczane z pożywieniem.

• Nazwy i wzory dwóch przedstawicieli tych grup

• Gdzie w komórce przebiega proces syntezy kwasów tłuszczowych?

W cytozolu

4.

• Łańcuch oddechowy, gdzie jest umiejscowiony w komórce

Łańcuch oddechowy zachodzi w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Jest to zespół związków chemicznych uszeregowanych według wzrastających potencjałów oksydoredukcyjnych (jeden z etapów oddychania komórkowego) (Jest to układ przenośników elektronów odpowiedzialny za przepływ elektronów z NADH do tlenu)

• Kolejne składniki. Które z nich pełnią funkcję pomp protonowych

Dehydrogenaza NADH, dehydrogenaza bursztynianowa, koenzym Q, kompleks cytochromów bc1, cytochrom c, oksydaza cytochromowa.

Funkcję pomp protonowych pełnią: kompleks dehydrogenazy NADH, kompleks cytochromów bc1 oraz kompleks oksygenazy cytochromowej

• Dlaczego pompy protonowe ważne są w procesie powstawania i magazynowania energii w komórkach? (tu pewna nie jestem czy o to chodziło panu profesorowi ;] )

Pompy protonowe wypompowują jony H+ z matrix mitochondrium przez wewnętrzną błonę mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej- tworzy się gradient H+

• Jakie są finalne skutki utleniania NADH a jakie FADH2 w łańcuchu oddechowym- uzasadnić

Tu też nie jestem przekonana co do poprawności odpowiedzi

NADH + H+ + ½ O2 NAD+ + H2O

Utlenianie NADH prowadzi do syntezy ATP (teoretycznie 7 cząsteczek)

FADH2 utleniany jest za pośrednictwem dehydrogenazy bursztynianowej. Enzym ten przenosi elektrony z FADH2 na ubichinon (CoQ) , które wchodzą do łańcucha elektronów z pominięciem jednej pompy H+. Uwolniona energia dzięki zmianie potencjału redox w łańcuchu oddechowym służy do wypompowywania jonów H+ z matrix mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej.

• Skąd biorą się zredukowane koenzymy?

Zredukowane koenzymy powstają w cyklu Krebsa (cyklu kwasu cytrynowego)

5.

• Nazwy i wzory dwóch dowolnych aminokwasów kontaktowych.

Seryna, Histydyna, Cysteina, Lizyna, Asparaginian, Glutaminian, Treonina

• Jak zbudowane jest centrum aktywne enzymów?

Zbudowane jest z reszt aminokwasowych (aminokwasy kontaktowe), które mogą być w dużym oddaleniu od siebie w liniowej sekwencji aminokwasowej. Biorą bezpośredni udział w tworzeniu i zrywaniu wiązań z substratem. Znajdują się tam również kofaktory i koenzymy.

• Modele wyjaśniające wiązanie substratu przez enzym

Model zamka i klucza(model Fishera) oraz model indukowanego dopasowania (model Koshlanda)

Być może chodziło też o model Michealisa- Menten

• 3 rodzaje wiązań odpowiedzialnych za wytworzenie kompleksu enzym- substrat

Wiązania wodorowe, siły van der Waalsa, oddziaływania hydrofobowe, oddziaływania elektrostatyczne

• Wykres zależności szybkości reakcji od stężenia substratu dla enzymu allosterycznego

Czy dla enzymu allosterycznego wykres będzie się jakoś różnił w stosunku do normalnego enzymu???

6.

• Wzór G6P, reakcje w których powstaje ten związek oraz reakcje w których jest substratem (podać nazwy substratów i produktów oraz enzymów)

Z glikolizy:

Glukoza+ ATP (heksokinaza) G6P + ADP + H+

G6P (izomeraza glukozo fosforanowa) fruktozo-6-fosforan

Z glukoneogenezy:

G6P + H2O (glukozo-6-fosfataza) glukoza + Pi

Fruktozo-6-fosforan (izomeraza glukozo fosforanowa) G6P

• Dlaczego G6P jest istotnym związkiem w przemianach metabolicznych organizmu?

7.

• Jakie procesy w komórce łączy reakcja pomostowa i gdzie zachodzi?

Reakcja pomostowa łączy proces glikolizy z cyklem Krebsa i zachodzi w matrix mitochondrium

• Napisać wzorami sumaryczną reakcję pomostową, nazwać substraty, produkty i enzym

Pirogronian + CoA + NAD+ acetylo-CoA + CO2 + NADH

Enzym: kompleks dehydrogenazy pirogronianowej

• 4 czynniki które hamują aktywność tego enzymu

-hamowanie produktem: nadmierna ilość NADH i acetylo- CoA hamują aktywność tego enzymu

-odwracalna fosforylacja/defosforylacja (ufosforylowana postać enzymu jest nieaktywna)

-duże stężenie ATP

8.

• Wzór niacyny. Jakie są konsekwencje niedoboru tej witaminy?

Niedobór niacyny(Wit PP, B3, kwas nikotynowy) powoduje: pelagrę, majaczenia, biegunki

• W skład których koenzymów wchodzi ta witamina? Narysuj fragment koenzymu zawierający niacynę, który bierze udział w reakcjach

Niacyna wchodzi w skład NAD+ / NADH oraz NADP+/NADPH

• Przykład dowolnej reakcji z cyklu Krebsa, w której koenzymem jest pochodna niacyny, nazwij enzym, substraty i produkty

Izocytrynian + NAD+ α-ketoglutaran + CO2 +NADH + H+ (enzym: kompleks dehydrogenazy α-ketoglutarowej)

α-ketoglutaran + NAD+ + CoA bursztynylo-CoA + NADH + H+ + CO2 (enzym: syntetaza bursztynylo-CoA)

Gr. B

1.

• Scharakteryzuj insulinę pod względem budowy i sposobu działania w organizmie.

Hormon białkowy, wytwarzany przez komórki b wysp trzustkowych Langerhansa. Jest zbudowana z dwóch łańcuchów polipeptydowych A i B połączonych ze sobą mostkami disiarczkowymi. Trzeci mostek siarczkowy łączy aminokwasy łańcucha A. W łańcuchu A (21 reszt aminokwasowych) aminokwasem N-końcowym jest glicyna a C-końcowym asparagina. W łańcuchu B (30 reszt) - odpowiednio: fenyloalanina i treonina. Insulina jest hormonem, który wiąże się z receptorami membranowymi i uruchamia wtórne cząsteczki sygnałowe w komórkach

• 4 procesy jakie stymuluje ten hormon i 2 jakie hamuje

Stymuluje: glikolizę, syntezę kwasów tłuszczowych, lipogenezę, syntezę białka

Hamuje: proteolizę, lipolizę

• Który hormon ma przeciwstawne działanie do insuliny i z jaką chorobą wiąże się nieprawidłowe działanie insuliny

Antagonistyczne działanie ma glukagon. Choroba: cukrzyca

2.

• Jaki jest bilans ogólny cyklu Krebsa?

Utlenianie grup acetylowych acetylo-CoA do 2 CO2

Uwolnienie 4 par elektronów w postaci 3x NADH i 1x FADH2

Powstaje energia w postaci GTP (ATP u roślin)

Powstają prekursorzy dla wielu szlaków metabolicznych

• Po jednej reakcji z cyklu Krebsa, w której powstaje FADH2 i NADH i enzymy

Izocytrynian + NAD+ α-ketoglutaran + NADH + H+ + CO2 (enzym: dehydrogenaza izocytrynianowa)

Bursztynian + FAD fumaran + FADH2 (enzym: dehydrogenaza bursztynianowa)

• Jaki jest dalszy los FADH2 i NADH?

• Jaki to ma związek z powstawaniem energii w komórce?

3.

• Wzór pirogronianu, reakcje w których powstaje i w których jest substratem (nazwy substratów, produktów i enzymów)

• Dlaczego pirogronian jest istotnym związkiem w przemianach metabolicznych organizmu?

4.

• Jakie znasz teorie dotyczące wiązania enzymu i substratu?

• Czego dotyczy teoria Michealisa-Menten- wykres i wzór

• Czy ta teoria dotyczy wszystkich enzymów? Odp. Uzasadnij

• 4 czynniki mające wpływ na szybkość reakcji i dla dwóch wykresy

Stężenie enzymu, stężenie substratu, pH, temperatura

5.

• Napisz wzorami nieodwracalny proces asymilacji NH4+, nazwij enzym, koenzym, substraty i produkty.

Enzymy: syntetaza glutaminowa (GS) , syntetaza glutaminianowa (GOGAT)

Koenzym: NADPH zredukowana forma kationu fosforanowego dinuklotydu nikotynamidoadeninowego

• W jaki sposób zasymilowany azot rozprowadzany jest po organizmie człowieka- odp uzasadnij

Zasymilowany azot w postaci glutaminianu może być rozprowadzany i przetwarzany na inne aminokwasy- glutaminę, prolinę i argininę. (jak uzasadnić nie wiem, i odp tez nie jest pewna)

6.

• 3 gr związków organicznych, niezbędnych dla funkcjonowania organizmu które muszą być dostarczane z pożywieniem

NNKT, witaminy, aminokwasy egzogenne

• Wzory i nazwy dwóch cząsteczek z różnych wymienionych grup i skutki ich niedoboru

Witamina C niedobór: szkorbut, zaćma

Arginina niedobór u mężczyzn może powodować bezpłodność

7.

• Jak nazywa się anaboliczny proces w którym powstaje glukoza?

Glukoneogeneza

• W jakich okolicznościach przebiega on szczególnie intensywnie?

Szczególnie intensywnie przebiega w momencie gdy we krwi maleje stężenie glukozy (???)

• Napisz dwie charakterystyczne reakcje dla tej przemiany. Jedną przedstaw wzorami, podaj substraty, produkty, enzymy oraz miejsce w komórce gdzie zachodzi

8.

• Zdefiniuj proces replikacji i transkrypcji.

Replikacja DNA − endoenergetyczny proces, w którym podwójna nić DNA (podwójna helisa) ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa.

Transkrypcja w genetyce oznacza proces syntezy RNA na matrycy DNA przez różne polimerazy RNA, czyli przepisywanie informacji zawartej w DNA na RNA.

Matryca jest odczytywana w kierunku 3' → 5', a nowa cząsteczka RNA powstaje w kierunku 5' → 3'. Transkrypcji podlega odcinek DNA od promotora do terminatora. Nazywamy go jednostką transkrypcji.

Podczas transkrypcji polimeraza RNA buduje cząsteczkę RNA łącząc zgodnie z zasadą komplementarności pojedyncze rybonukleotydy według kodu matrycowej nici DNA.

• Napisz wzory i podaj nazwy dowolnego substratu w tych procesach

Substratami dla syntezy kwasów nukleinowych są trifosforany deoksy- i rybonukleotydów (np. tri fosforan deoksyadenozyny, tri fosforan adenozyny)

• Jak się nazywa i gdzie w komórce przebiega proces biosyntezy białka?

Translacja. Przebiega na błonach siateczki śródplazmatycznej szorstkiej.

• Jaką rolę w tym procesie pełnią cząsteczki tRNA? Odp. Uzasadnij

Zadaniem tRNA jest przyłączanie wolnych aminokwasów w cytoplazmie i transportowanie ich do rybosomów, gdzie w trakcie procesu translacji zostają włączone do powstającego łańcucha polipeptydowego.

---