BIOCHEMIA (I termin) ZESTAW 5 1. Z sekwencji 5`TATA3` zrób

BIOCHEMIA (I termin)
ZESTAW 5
1. Z sekwencji 5’TATA3’ zrób tranzycję i transwersję.
Transwersja: TTTA
Tranzycja: TGTA
2. Budowa operonu tryptofanowego.
Operon tryptofanowy - operon kodujący enzymy potrzebne do syntezy aminokwasu - tryptofanu. Składa się z
operatora, promotora i pięciu genów struktury.
Represor operonu trp, kodowany przez gen trpR, jest produkowany w sposób ciągły. Gdy w komórce brak jest
tryptofanu represor pozostaje nieaktywny i nie blokuje on trankrypcję genów struktury. W komórce występuje
w postaci dimerów. Gdy stężenie tryptofanu w komórce wzrasta, jego cząsteczki łączą się z nieaktywnym
represorem. Następuje wówczas zmiana konformacji represora, dzięki czemu staje się on aktywny (tryptofan
jest tu korepresorem). Aktywny represor blokuje operator, co uniemożliwia związanie się polimerazy RNA z DNA
i prowadzenie transkrypcji genów operonu tryptofanowego (jest to więc system reprymowalny). Stan taki
utrzymuje się tak długo, aż stężenie tryptofanu w komórce się zmniejszy. Tryptofan jest stale potrzebny w
komórce, zatem kiedy go zabraknie, nieaktywny represor nie wiąże się z operatorem, dzięki czemu geny
operonu tryptofanowego ulegają transkrypcji.
3. Polimeraza RNA u eukariota.
3 typy polimeraz:
Polimeraza RNA I – występuje w jąderku; prowadzi transkrypcję RNA: 18S, 28S i 5,8S
Polimeraza RNA II – zlokalizowana w nukleoplazmie; transkrybuje prekursory mRNA
Polimeraza RNA III – obecna w nukleoplazmie; syntetyzuje RNA 5S i tRNA oraz drobnocząsteczkowe jądrowe i
cytoplazmatyczne RNA.
4. Inhibicja niekompetycyjna. Wykres. Na czym polega?
Inhibitor niekompetycyjny wiąże się w enzymie z miejscami innymi niż miejsce aktywne i zmniejsza szybkość
katalityczną enzymu, powodując konformacyjną zmianę w jego kształcie przestrzennym. Wpływu inhibitora
niekompetycyjnego nie można przezwyciężyć przez zwiększenie stężenia substratu.
Wykres Lineweavera-Burka ukazuje, że inhibitor niekompetycyjny zmniejsza vmax, ale nie zmienia wartości Km.
Działanie tego inhibitora polega na zmniejszeniu liczby obrotów enzymu, a nie zmniejszeniu liczby jego
cząsteczek wiążących substrat.
Przykład: działanie pepstatyny na enzym reninę.
5. Wiązanie wysoko energetyczne. Dlaczego ATP jest wysoko energetyczna?
Wiązania wysokoenergetyczne, wiązania makroergiczne - wiązania chemiczne, których standardowa energia
swobodna hydrolizy jest równa bądź niższa ("bardziej ujemna") niż dla hydrolizy ADP do AMP.
Do związków zawierających wiązania makroergiczne należą: ADP, ATP, UDP-glukoza, fosfokreatyna, 1,3bisfosfoglicerynian, "aktywny metyl", fosfoenolopirogronian, acetylo-CoA (i inne estry tiolowe koenzymu A), itp.
ATP jest zw. wysokoenergetycznym, ponieważ jest nukleotydem z 3 resztami kw. fosforowego, połączonymi ze
sobą bezwodnikowo. Rozpad 1 takiego wiązania dostarcza 30,5kJ/mol energii.
Związki zawierające wiązania makroergiczne biorą udział w przenoszeniu energii w komórce. Podczas swego
rozpadu uwalniają znaczną ilość energii.
6. Podjednostka, dimer, sekwencja nukleotydów, struktura liniowa – która jest strukturą III-rzędową?
Do struktur III-rzędowych należy podjednostka.
7. Jaki enzym katalizuje przejście akonitazy w cisakonitazę?
Akonitaza - enzym, należący do klasy liaz C-O (rozrywa wiązanie C-O z wydzieleniem wody).
Jest to enzym katalizujący stereospecyficzną izomeryzację cytrynianu do izocytrynianu poprzez cis-akonitan w
cyklu Krebsa (cyklu kwasu cytrynowego). Jest to reakcja 2stopniowa ze związkiem pośrednim, od którego
pochodzi nazwa enzymu.
8. Napisz przejście katalizowane przez aldolazę i fosfofruktokinazę.
Aldolaza katalizuje rozszczepienie glukozo-1,6-bisfosforanu do fosfodehydroksyacetonu i aldehydu 3fosfoglicerynowego w 2 etapie glikolizy.
Fosfofruktokinaza katalizuje fosforylację fruktozo-6-fosforanu do fruktozo-1,6-bisfosforanu w 1 etapie glikolizy.
9. Aminokwasy wchodzące całkowicie lub częściowo w glukoneogenezę.
Do glukoneogenezy wchodzą:
- 3-fosfoglicerynian: seryna, cysteina, glicyna,
- pirogronian: alanina, valina, leucyna,
- szczawiooctan: asparaginian, lizyna, asparagina, metionina, treonina, izoleucyna,
- fosfoenolopirogronian + erytrozo-4-fosforan: fenyloalanina, tyrozyna i tryptofan
10. 3-metylo-3-glutarylo-CoA. Narysuj i napisz 2 procesy, od których zaczyna się HMGO?
Przy obecności szczawiooctanu acetylo-CoA pochodzący z β-oksydacji wchodzi do cyklu kw. cytrynowego
(Krebsa). Przy braku szczawiooctanu acetylo-CoA jest wykorzystywany do tworzenia zcetooctanu i D-3hydroksymaślanu w procesie zwanym ketogenezą:
1) 2 CH3-CO-S-CoA -> CH3-CO-CH2-CO-S-CoA [acetoacetylo-CoA] + CoA
2) CH3-CO-CH2-CO-S-CoA + CH3-CO-S-CoA + H2O -> COO—-CH2-C(CH3,OH)-CH2-CO-S-CoA [3-hydroksy-3metyloglutarylo-CoA] + CoA
3) COO—-CH2-C(CH3,OH)-CH2-CO-S-CoA -> COO—CH2-CO-CH3 [acetooctan] + CH3-CO-S-CoA
4) a) COO—CH2-CO-CH3 + NADH + H+ -> CH3-CH(OH)-CH2-COO- [D-3-hydroksymaślan] + NAD+
b) COO—CH2-CO-CH3 -> CH3-CO-CH3 [aceton] + CO2
HMGO bierze też udział syntezie cholesterolu.
11. THFA
12. Jaką sekwencję ma L – immunoglobulina?
13. Różnica między reakcją chemiczną zachodzącą w sposób naturalny w przedżołądkach, a wywołana w sposób
sztuczny.
14. γ-semialdehyd glutaminianu.
Podczas rozkładu prolina i arginina ulegają przekształceniu w γ-semialdehyd glutaminianowy, a następnie
utlenieniu do glutaminianu.
15. Wymień czynniki świadczące o aktywności enzymu.
O aktywności enzymu świadczą czynniki:
a) działające szybko – aktywność enzymu:
* stężenie substratu, produktu, kofaktorów
* hamowanie nieodwracalne i odwracalne
* kooperatywność
* allosteria
* stężenie czynników zmieniających specyficzność enzymu
* odwracalne i nieodwracalne modyfikacje kowalencyjne
* zmiana pH
* zmiana temperatury
b) działające powoli – bezwzględna ilość białek enzymatycznych:
* czynniki zmieniające szybkość syntezy białek enzymatycznych (regulatory ekspresji genów)
* czynniki regulujące szybkość degradacji białek enzymatycznych
16. Synteza glukagonu a glukoneogeneza.
Glukagon - jest polipeptydowym hormonem wytwarzanym przez komórki A (α) wysp trzustkowych. Hormon ten
ma znaczenie w gospodarce węglowodanowej; wykazuje działanie antagonistycznie w stosunku do insuliny,
które przede wszystkim objawia się zwiększeniem stężenia glukozy we krwi. Wzmaga on procesy
glukoneogenezy i glikogenolizy oraz utleniania kwasów tłuszczowych.
Glukoneogeneza uruchamiana jest , gdy okres głodu się przedłuża i nie wystarczają zapasy glikogenu w wątrobie.
Wtedy to glukoza powstaje z niecukrowych substratów (m.in. mleczan, glicerol, pirogronian).
17. Hemoglobina. Jej proces przyłączania tlenu.
Hb jest białkiem allosterycznym. Wiązanie tlenu jest kooperatywne (związanie tlenu do jednej z podjednostek
powoduje zmiany konformacyjne, co ułatwia wiązanie kolejnych cząsteczek tlenu). Krzywa dysocjacji tlenu dla
Hb ma kształt sigmoidalny (odzwierciadla to wiązanie kooperatywne).
18. Różna ilość aminokwasów jest kodowana przez różne kodony. Jaka to cecha kodu genetycznego?
Kod jest zdegenerowany.
19. Genomowe biblioteki cDNA
Zawierają kopie poszczególnych rodzajów mRNA podlegających ekspresji w określonej komórce. Brak w nich
intronów, sekwencji promotorowych i regulatorów. Tworzy się je dzięki polimerazia DNA zależnej od RNA
(odwrotna transkryptaza).
20. Synteza puryny
Główne etapy w syntezie pierścienia purynowego:
1) PRPP [5-fosforybozylo-1-pirofosforan] + glutamina –(aminofosforybozylotransferaza)-> 5-fosforybozylo-1amina + glutaminian
2) powstanie fosforybonukleotydu 5-aminoimidazolu
3) powstawanie inozynianu [IMP]
21. Wzór ATP
22. Gdzie przechodzi glukoza z cyklu pentozofosforanowego?
Szlak pentozofosforanowy pełni 2 ważne funkcje:
- tworzenie NADPH
- przekształcanie heksoz (np. glukoza) w pentozy (gł. rybozo-5-fosforan)
NADPH używany jest w syntezie kw. tłuszczowych i steroidów, a rybozo-5-P i jego pochodne do syntezy kw.
nukleinowych, NAD, FAD, ATP, CoA i innych ważnych cząstek.
23. Hydratacja w β-oksydacji
Jest to 2 reakcja β-oksydacji:
R-CH2-CH=CH-CO-S-CoA [transenoilo-CoA] + H2O –(hydrataza enoilo-CoA)-> R-CH2-CH(OH)-CH2-CO-S-CoA [3hydroksyacylo-CoA]
24. Przez co następuje i w jaki sposób działa naprawa DNA?
Naprawa DNA, zależnie od rodzaju uszkodzenia, może przebiegać w różny sposób, przy udziale różnych zespołów
enzymów. Prawie zawsze wykorzystywany jest fakt, że istnieją 2 kopie informacji genetycznej w postaci 2
łańcuchów podwójnej helisy.
Podstawowy szlak naprawy DNA obejmuje 3 etapy:
1) Uszkodzony DNA jest rozpoznawany i usuwany przez 1 z wielu specyficznych nukleaz. Enzymy te rozszczepiają
wiązania łączące uszkodzone nukleotydy z pozostałą nicią, pozostawiając w ten sposób mały ubytek w 1 z nici
DNA.
2) Polimeraza DNA I, biorąca udział w naprawie DNA, wiąże się do końca 3’ uszkodzonego DNA i uzupełnia
powstałą lukę, wykorzystując komplementarną nić.
3) Pęknięcia w łańcuchach cukrowo-fosforanowych są uzupełniane przez ligazy DNA.
25. Dlaczego 2 cząsteczki o takiej samej ilości DNA i takiej samej sekwencji nukleotydów mają różną
elektroforetyczność?
Cząsteczki mogą mieć różne formy np. liniową i kolistą – kolista przechodzi szybciej.
26. Lipidy w osłonce mielinowej.
Osłonka mielinowa bogata jest w fosfolipidy i glikolipidy.
Do fosfolipidów zaliczamy fosfosfingozydy (sfingomielina), a do glikolipidów: cerebrozydy (galaktocerebrozyd)
i gangliozydy (kw. N-acetyloneuraminowy).