1
Pokaż ćwiczenia:
R1EKM1Cjr9GdX1
Ćwiczenie 1
Przeczytaj następujący fragment: „W procesie tym podwójna helisa DNA jest rozplatana, a do każdej z pojedynczych nici dobudowana jest druga – komplementarna. Powstają dwie cząsteczki DNA, każda składa się z jednej »starej« i jednej nowo zsyntetyzowanej nici”. W tekście mowa o procesie: Możliwe odpowiedzi: 1. translacji., 2. transkrypcji., 3. replikacji., 4. duplikacji.
R10D3AKZoTWlU1
Ćwiczenie 2
Uporządkuj w odpowiedniej kolejności etapy replikacji zachodzącej u organizmów eukariotycznych. Elementy do uszeregowania: 1. Wypełnianie luk po starterach komplementarnych DNA syntezowanym przez polimerazę DNA., 2. Synteza komplementarnych nici DNA przez polimerazę DNA., 3. Przyłączenie krótkich starterów RNA do pojedynczych nici DNA., 4. Rozplecenie podwójnej helisy DNA przez helikazę., 5. Łączenie fragmentów nici DNA katalizowane przez ligazę., 6. Usuwanie starterów.
RN7xfJQvFQ13q1
Ćwiczenie 3
Łączenie par. Oznacz poniższe zdania dotyczące przebiegu replikacji jako prawdziwe lub fałszywe.. Fragmenty Okazaki powstają na nici opóźnionej ze względu na fakt, że kierunek rozplatania podwójnej helisy DNA jest identyczny jak kierunek syntezy nici komplementarnej (nowej) do nici matrycowej (starej).. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Replikacja DNA u wszystkich organizmów żywych ma charakter semikonserwatywny (półzachowawczy).. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Replikacja dwuniciowej cząsteczki DNA skutkuje powstaniem dwóch dwuniciowych cząsteczek DNA. Jedna z nich składa się z dwóch nici matrycowych, a druga z dwóch nici nowo zsyntezowanych.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Oczka replikacyjne powstałe podczas inicjacji replikacji materiału genetycznego organizmów prokariotycznych łączą się po czasie.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
RlH9oD1idx7ce2
Ćwiczenie 4
Uzupełnij poniższy tekst tak, żeby stanowił poprawną informację. W tym celu wybierz odpowiednie określenia. W obrębie jednego oczka replikacyjnego rozplatanie podwójnej cząsteczki DNA przeprowadza jedna cząsteczka helikazyprzeprowadzają dwie cząsteczki helikazy. Helikaza jest enzymem rozrywającym wiązania wodorowewiązania fosfodiestrowe. Na nici wiodącej, polimeraza DNA przeprowadza syntezę nici komplementarnej w kierunku od 5’ do 3’ nowej niciod 5’ do 3’ starej nici. Oznacza to, że kierunek syntezy nici wiodącej jest taki saminny niż kierunek rozplatania podwójnej helisy przez helikazę. Synteza nici wiodącej odbywa się więc w sposób ciągłynieciągły. Ze względu na łączenie się oczek replikacyjnych, kompletna, nowa nić DNA składa się wyłącznie z nici wiodącej lub opóźnionejfragmentów nici opóźnionych i wiodących.
R14RZBEQrPlc82
Ćwiczenie 5
Połącz nazwy elementów uczestniczących w procesie replikacji DNA z ich opisem. Białka SSB Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA. Topoizomeraza Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA. Helikaza Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA. Polimeraza DNA Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA. Ligaza Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA. Fragment Okazaki Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA. Nukleotyd (trifosfonukleozyd) Możliwe odpowiedzi: 1. Składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy., 2. Wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA., 3. Zmienia napięcie torsyjne w obrębie podwójnej helisy zmieniając jej stopień skręcenia., 4. Fragment nici opóźnionej., 5. Rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi., 6. Dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA., 7. Białka stabilizujące pojedyncze nici DNA.
RGsff8Iy9PF3I2
Ćwiczenie 6
Wybierz jedną odpowiedź, poprawnie wyjaśniającą kierunek syntezy komplementarnych nici DNA. Możliwe odpowiedzi: 1. Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe pomiędzy grupą -OH znajdującą się przy 3 węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd posiada więc wolną grupę -OH przy 3 węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisujemy jako od 5’ do 3’., 2. Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe pomiędzy grupą -OH znajdującą się przy 5 węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd posiada więc wolną grupę -OH przy 5 węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisujemy jako od 5’ do 3’., 3. Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe pomiędzy grupą -OH znajdującą się przy 3 węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd posiada więc wolną grupę -OH przy 3 węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisujemy jako od 3’ do 5’., 4. Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe pomiędzy grupą -OH znajdującą się przy 5 węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd posiada więc wolną grupę -OH przy 5 węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisujemy jako od 3’ do 5’.
31
Ćwiczenie 7

Inicjację replikacji DNA należy rozpatrywać również w kontekście epigenetycznych zmian w kondensacji chromatyny. Podczas fazy S cyklu komórkowego człowieka dochodzi do wytworzenia setek tysięcy widełek replikacyjnych, przy czym nie powstają one w tym samym momencie. Zarówno samo powstawanie, jak i synchronizacja powstawania widełek replikacyjnych jest zależna od aktywności kompleksów białkowych powodujących acetylację białek histonowych wchodzących w skład nukleosomów. Acetylacja ogonów białek histonowych prowadzi do rozluźnienia się struktury chromatyny.

Indeks górny Na podstawie: Courtney. G. Sansam i in., A mechanism for epigenetic control of DNA replication, Genes and Development, 2018. Indeks górny koniec

RhlhC1gguYLdb
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy wyjaśnij, dlaczego kompleksy białkowe odpowiedzialne za acetylację histonów są niezbędne do inicjacji replikacji. (Uzupełnij).
31
Ćwiczenie 8

Skracanie się zakończeń chromosomów (telomerów) po każdym cyklu replikacyjnym występuje w komórkach eukariotycznych. Poniższy rysunek obrazuje mechanizm skracania się telomerów.

ROXOcePgSxvP8
Ilustracja interaktywna 1. Widełki replikacyjne , 2. Synteza nici wiodącej , 3. Synteza nici opóźnionej , 4. Usunięcie starterów RNA prowadzące do skrócenia chromosomu
Źródło: EnglishSquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ponieważ polimeraza DNA dobudowuje nić (komplementarnie do nici matrycowej) zawsze w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici, nić wiodąca (kolor szary na rysunku) powstaje bez utrudnień – w tym samym kierunku, w jakim zachodzi rozplatanie podwójnej helisy DNA. Nić opóźniona (kolor zielony na rysunku) również powstaje w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici. W jej przypadku polimeraza DNA musi jednak „czekać”, aż rozpleciony zostanie kolejny fragment podwójnej helisy. Oznacza to, że na nici opóźnionej replikacja zaczyna się wielokrotnie – nić opóźniona zawiera wiele starterów, które należy wyciąć po replikacji. Sytuacja po wycięciu startera na końcu chromosomu zobrazowana jest na dole rysunku, w podpunkcie 4. Oznaczenie końców 5’ i 3’ dotyczy nici matrycowej. Nić opóźniona ma oznaczenia przeciwne. Skoro polimeraza dobudowuje nową nić zawsze w kierunku od 5’ do 3’, musiałaby rozpocząć pracę od strony 5' nici opóźnionej. Jest to jednak niemożliwe. Telomery skracają się – aby temu zapobiec, niezbędne jest działanie wyjątkowej polimerazy, jaką jest telomeraza.

Skracanie się zakończeń chromosomów (telomerów) po każdym cyklu replikacyjnym występuje w komórkach eukariotycznych. Ponieważ polimeraza DNA dobudowuje nić (komplementarnie do nici matrycowej) zawsze w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici, nić wiodąca (kolor szary na rysunku) powstaje bez utrudnień – w tym samym kierunku, w jakim zachodzi rozplatanie podwójnej helisy DNA. Nić opóźniona (kolor zielony na rysunku) również powstaje w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici. W jej przypadku polimeraza DNA musi jednak „czekać”, aż rozpleciony zostanie kolejny fragment podwójnej helisy. Oznacza to, że na nici opóźnionej replikacja zaczyna się wielokrotnie – nić opóźniona zawiera wiele starterów, które należy wyciąć po replikacji. Sytuacja po wycięciu startera na końcu chromosomu zobrazowana jest na dole rysunku, w podpunkcie 4. Oznaczenie końców 5’ i 3’ dotyczy nici matrycowej. Nić opóźniona ma oznaczenia przeciwne. Skoro polimeraza dobudowuje nową nić zawsze w kierunku od 5’ do 3’, musiałaby rozpocząć pracę od strony 5' nici opóźnionej. Jest to jednak niemożliwe. Telomery skracają się – aby temu zapobiec, niezbędne jest działanie wyjątkowej polimerazy, jaką jest telomeraza.

R15p1HAgeoSzw
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy wyjaśnij, jaka właściwość polimerazy DNA powoduje, że telomery ulegają skróceniu, a do ich wydłużenia konieczna jest aktywność telomerazy. (Uzupełnij).