Na zdjęciu numerem 1 oznaczono strukturę zbudowaną z odcinka DNA o długości 140 par zasad powiązanego z ośmioma białkami histonowymi (oktamerem histonowym).
RQjgdor2tzPLu
Ilustracja
Upakowanie DNA.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RmJWUP8CXAQXS
Pierwsze zdjęcie przedstawia strukturę zbudowaną odcinka DNA o długości 140 par zasad powiązanych z ośmioma białkami histonowymi (oktamerem histonowym). Spośród poniższych wybierz poprawną nazwę danej struktury. Możliwe odpowiedzi: 1. solenoid, 2. chromatyna, 3. nukleosom, 4. nukleoid
Spośród poniższych wybierz poprawną nazwę danej struktury.
solenoid
chromatyna
nukleosom
nukleoid
1
Ćwiczenie 1
Rs7LHzSPqyqHq
Podaj definicję nukleosomu.
(Uzupełnij).
RFK0bEKHK48fL2
Ćwiczenie 2
Rozmieszczenie heterochromatyny i euchromatyny w interfazowym jądrze komórkowym człowieka różni się w zależności od tego, z jaką komórką somatyczną mamy do czynienia. Wspólną cechą jest jednak to, że w okolicach porów jądrowych dominują rejony chromatyny upakowanej luźno. Na podstawie: Sebastian P. Sacharowski i Tomasz J. Sarnowski, Postępy Biochemii, 2018.
Zaznacz zdania, które opisują prawdopodobne przyczyny takiego rozlokowania euchromatyny w jądrze komórkowym ludzkiej komórki somatycznej. Możliwe odpowiedzi: 1. Obecność euchromatyny w okolicach porów jądrowych ułatwia eksport powstających w tych rejonach jądra komórkowego cząsteczek RNA do cytoplazmy., 2. Przez pory jądrowe wnikają do jądra komórkowego substancje powodujące dekondensację chromatyny., 3. Przez pory jądrowe docierają do euchromatyny z cytoplazmy czynniki transkrypcyjne i enzymy niezbędne do transkrypcji., 4. Kontakt z otoczką jądrową jest czynnikiem sprzyjającym kondensacji chromatyny, stąd w okolicach porów jądrowych występuje euchromatyna.
Rozmieszczenie heterochromatyny i euchromatyny w interfazowym jądrze komórkowym człowieka różni się w zależności od tego, z jaką komórką somatyczną mamy do czynienia. Wspólną cechą jest jednak to, że w okolicach porów jądrowych dominują rejony chromatyny upakowanej luźno. Na podstawie: Sebastian P. Sacharowski i Tomasz J. Sarnowski, Postępy Biochemii, 2018.
Zaznacz zdania, które opisują prawdopodobne przyczyny takiego rozlokowania euchromatyny w jądrze komórkowym ludzkiej komórki somatycznej.
Obecność euchromatyny w okolicach porów jądrowych ułatwia eksport powstających w tych rejonach jądra komórkowego cząsteczek RNA do cytoplazmy.
Przez pory jądrowe wnikają do jądra komórkowego substancje powodujące dekondensację chromatyny.
Przez pory jądrowe docierają do euchromatyny z cytoplazmy czynniki transkrypcyjne i enzymy niezbędne do transkrypcji.
Kontakt z otoczką jądrową jest czynnikiem sprzyjającym kondensacji chromatyny, stąd w okolicach porów jądrowych występuje euchromatyna.
R72FKy8qbmDmJ2
Ćwiczenie 3
Uszereguj stopnie organizacji materiału genetycznego w kolejności od struktury najprostszej do najbardziej złożonej. Elementy do uszeregowania: 1. nukleofilament, 2. DNA, 3. nukleosom, 4. chromosom metafazowy, 5. solenoid, 6. chromatyna
Uszereguj stopnie organizacji materiału genetycznego w kolejności od struktury najprostszej do najbardziej złożonej. Elementy do uszeregowania: 1. nukleofilament, 2. DNA, 3. nukleosom, 4. chromosom metafazowy, 5. solenoid, 6. chromatyna
Uszereguj stopnie organizacji materiału genetycznego w kolejności od struktury najprostszej do najbardziej złożonej.
solenoid (włókno chromatynowe)
nukleosom
DNA
nukleofilament (włókno nukleosomowe)
chromosom metafazowy
chromatyna interfazowa
Informacja do ćwiczeń 4 i 5
Kod histonowy to hipoteza poparta coraz to liczniejszymi dowodami. Sugeruje ona, że modyfikacje chemiczne białek histonowych powodują konkretne zmiany w kondensacji chromatyny i co za tym idzie – w ekspresji genów. Najczęściej występujące modyfikacje histonów to: acetylacja, metylacja, fosforylacja, ubikwitynacja czy biotynylacja. Acetylacja polega na przyłączeniu grupy acetylowej do konkretnego białka histonowego przez jedną z acetylotransferaz histonowych. Deacetylację przeprowadzają deacetylazy. Acetylacja histonów wiąże się zawsze z promowaniem transkrypcji, podczas gdy reszta wymienionych modyfikacji chemicznych może transkrypcję aktywować lub dezaktywować. Modyfikacje chemiczne histonów zachodzą z największą intensywnością w czasie różnicowania się komórek macierzystych w funkcjonalne komórki somatyczne, np. komórki nerwowe. Istnieją badania potwierdzające wpływ długotrwałego zażywania narkotyków i alkoholu na zmianę kodu histonowego neuronów.
Indeks górny Na podstawie: H.D Kim i wsp., Drug Addiction and Histone Code Alterations, Advances in Experimental Medicine and Biology, 2017. Indeks górny koniecNa podstawie: H.D Kim i wsp., Drug Addiction and Histone Code Alterations, Advances in Experimental Medicine and Biology, 2017.
2
Ćwiczenie 4
RYU8ZSxr87esa
Łączenie par. Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy określ prawdziwość poniższych zdań.. Modyfikacje chemiczne białek histonowych wpływają na sekwencję nukleotydów w DNA, a w konsekwencji na strukturę pierwszorzędową kodowanych przez nie białek.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Konsekwencją fosforylacji białek histonowych może być zarówno kondensacja, jak i dekondensacja chromatyny.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W chromosomach histony występują w formie zdeacetylowanej.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Acetylacja histonów prowadzi do aktywacji transkrypcji, ponieważ acetylowane histony pełnią funkcję polimerazy RNA.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Łączenie par. Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy określ prawdziwość poniższych zdań.. Modyfikacje chemiczne białek histonowych wpływają na sekwencję nukleotydów w DNA, a w konsekwencji na strukturę pierwszorzędową kodowanych przez nie białek.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Konsekwencją fosforylacji białek histonowych może być zarówno kondensacja, jak i dekondensacja chromatyny.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W chromosomach histony występują w formie zdeacetylowanej.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Acetylacja histonów prowadzi do aktywacji transkrypcji, ponieważ acetylowane histony pełnią funkcję polimerazy RNA.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy określ prawdziwość poniższych zdań.
Prawda
Fałsz
Modyfikacje chemiczne białek histonowych wpływają na sekwencję nukleotydów w DNA, a w konsekwencji na strukturę pierwszorzędową kodowanych przez nie białek.
□
□
Konsekwencją fosforylacji białek histonowych może być zarówno kondensacja, jak i dekondensacja chromatyny.
□
□
W chromosomach histony występują w formie zdeacetylowanej.
□
□
Acetylacja histonów prowadzi do aktywacji transkrypcji, ponieważ acetylowane histony pełnią funkcję polimerazy RNA.
□
□
RIcrsLNOayYzz2
Ćwiczenie 5
Na podstawie tekstu i własnej wiedzy z poniższych zdań wybierz to, które poprawnie opisuje ekspresję genów w komórkach macierzystych. Możliwe odpowiedzi: 1. Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi wyłącznie do takich modyfikacji chemicznych, które promują ekspresję genów. Nukleosomy w komórce nerwowej znajdują się więc bliżej siebie niż w przypadku komórek macierzystych., 2. Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi wyłącznie do takich modyfikacji chemicznych, które promują ekspresję genów. Nukleosomy w komórce nerwowej znajdują się więc dalej od siebie niż w przypadku komórek macierzystych., 3. Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi do takich modyfikacji chemicznych, które promują i hamują ekspresję różnych genów. Nukleosomy fragmentów DNA ulegających transkrypcji znajdują się w komórce nerwowej bliżej siebie niż te z nawiniętym DNA nieulegającym transkrypcji., 4. Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi do takich modyfikacji chemicznych, które promują i hamują ekspresję różnych genów. Nukleosomy fragmentów DNA ulegających transkrypcji znajdują się w komórce nerwowej dalej od siebie niż te z nawiniętym DNA nieulegającym transkrypcji.
Na podstawie tekstu i własnej wiedzy z poniższych zdań wybierz to, które poprawnie opisuje ekspresję genów w komórkach macierzystych.
Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi wyłącznie do takich modyfikacji chemicznych, które promują ekspresję genów. Nukleosomy w komórce nerwowej znajdują się więc bliżej siebie niż w przypadku komórek macierzystych.
Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi wyłącznie do takich modyfikacji chemicznych, które promują ekspresję genów. Nukleosomy w komórce nerwowej znajdują się więc dalej od siebie niż w przypadku komórek macierzystych.
Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi do takich modyfikacji chemicznych, które promują i hamują ekspresję różnych genów. Nukleosomy fragmentów DNA ulegających transkrypcji znajdują się w komórce nerwowej bliżej siebie niż te z nawiniętym DNA nieulegającym transkrypcji.
Podczas różnicowania komórek macierzystych w neurony dochodzi do takich modyfikacji chemicznych, które promują i hamują ekspresję różnych genów. Nukleosomy fragmentów DNA ulegających transkrypcji znajdują się w komórce nerwowej dalej od siebie niż te z nawiniętym DNA nieulegającym transkrypcji.
Rt0ItoEwATxz22
Ćwiczenie 6
Histony to niewielkie białka bogate w lizynę i argininę występujące w jądrach komórkowych organizmów eukariotycznych i u archeonów. W połączeniu z DNA tworzą nukleoproteiny obojętne zarówno pod względem pH jak i ładunku elektrycznego.
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy uzupełnij poniższy tekst właściwymi określeniami. DNA ma ładunek dodatni ujemny. Wynika on z obecności w budowie tego kwasu reszt kwasu ortofosforowego zasad azotowych. Podczas elektroforezy cząsteczki DNA przemieszczają się więc w kierunku elektrody dodatniej ujemnej. Ładunek DNA zostaje zrównoważony dzięki dodatnio ujemnie naładowanym resztom aminokwasów obecnych w białkach histonowych.
Histony to niewielkie białka bogate w lizynę i argininę występujące w jądrach komórkowych organizmów eukariotycznych i u archeonów. W połączeniu z DNA tworzą nukleoproteiny obojętne zarówno pod względem pH jak i ładunku elektrycznego.
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy uzupełnij poniższy tekst właściwymi określeniami. DNA ma ładunek dodatni ujemny. Wynika on z obecności w budowie tego kwasu reszt kwasu ortofosforowego zasad azotowych. Podczas elektroforezy cząsteczki DNA przemieszczają się więc w kierunku elektrody dodatniej ujemnej. Ładunek DNA zostaje zrównoważony dzięki dodatnio ujemnie naładowanym resztom aminokwasów obecnych w białkach histonowych.
Histony to niewielkie białka bogate w lizynę i argininę występujące w jądrach komórkowych organizmów eukariotycznych i u archeonów. W połączeniu z DNA tworzą nukleoproteiny obojętne zarówno pod względem pH jak i ładunku elektrycznego.
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy uzupełnij poniższy tekst właściwymi określeniami.
DNA ma ładunek {dodatni} {#ujemny}. Wynika on z obecności w budowie tego kwasu {#reszt kwasu ortofosforowego} {zasad azotowych}. Podczas elektroforezy cząsteczki DNA przemieszczają się więc w kierunku elektrody {#dodatniej} {ujemnej}. Ładunek DNA zostaje zrównoważony dzięki {#dodatnio} {ujemnie} naładowanym resztom aminokwasów obecnych w białkach histonowych.
Powyżej przedstawiono wzory niektórych aminokwasów budujących białka. Są to kolejno: lizyna, arginina oraz kwas asparaginowy. Aminokwasy takie jak kwas glutaminowy czy kwas asparaginowy charakteryzują się niskim punktem izoelektryczny, a ich roztwory – niskim pH. Dzieje się tak z powodu wysokiego stosunku kwasowych grup (-COOH) do grup zasadowych (-NH i -NHIndeks dolny 22) w cząsteczkach tych aminokwasów.
RGiydibW3qICI
Na podstawie tekstu do ćwiczenia 6 oraz powyższych informacji wyjaśnij, dlaczego kompleksy histonów z DNA (nukleoproteiny) są obojętne pod względem pH. W odpowiedzi odnieś się zarówno do budowy histonów, jak i charakteru chemicznego DNA. (Uzupełnij).
R1bee1H2CUISi
Aminokwasy budujące białka to kolejno: lizyna, arginina oraz kwas asparaginowy. Aminokwasy takie jak kwas glutaminowy czy kwas asparaginowy charakteryzują się niskim punktem izoelektryczny, a ich roztwory – niskim pH. Dzieje się tak z powodu wysokiego stosunku kwasowych grup (-COOH) do grup zasadowych (-NH i -NH indeks dolny 2) w cząsteczkach tych aminokwasów.
Na podstawie powyższych informacji wyjaśnij, dlaczego kompleksy histonów z DNA (nukleoproteiny) są obojętne pod względem pH. W odpowiedzi odnieś się zarówno do budowy histonów, jak i charakteru chemicznego DNA.
(Uzupełnij).
Przypomnij sobie, jak brzmi pełna nazwa DNA. Jaki wniosek o charakterze chemicznym tej substancji możemy wyciągnąć z samej nazwy?
DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) to związek o charakterze kwasowym. Histony są natomiast białkami zasadowymi. Zasadowy charakter histonów wynika z wysokiej zawartości w nich aminokwasów (lizyny i argininy), w których liczba zasadowych grup (-NHIndeks dolny 22 i -NH) przeważa nad liczbą grup kwasowych (-COOH). Połączenie kwasu deoksyrybonukleinowego i zasadowych histonów daje więc obojętne nukleoproteiny.
31
Ćwiczenie 8
Wszystkie somatyczne komórki ludzkiego organizmu (te, które zawierają jądro komórkowe) mają identyczny zestaw genów. Oznacza to na przykład, że w jądrze neuronu znajdują się geny odpowiedzialne za syntezę insuliny. W danej komórce somatycznej w określonym momencie ulega ekspresji niewielka część wszystkich jej genów. Co więcej, pod wpływem zmiany czynników zewnętrznych komórka somatyczna może rozpocząć produkcję nowego (zmienionego) zestawu białek.
R19zzhdXcYKg3
Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy wyjaśnij, w jaki sposób komórki somatyczne kontrolują liczbę i rodzaj genów ulegających ekspresji na poziomie transkrypcji. W odpowiedzi uwzględnij budowę chromatyny. (Uzupełnij).
Gen insuliny nie będzie ulegał ekspresji w komórkach nerwowych, jeśli niemożliwe będzie przyłączenie się do niego polimerazy RNA.
Zmiana stopnia kondensacji poszczególnych rejonów chromatyny wpływa na liczbę i rodzaj genów ulegających w danym momencie ekspresji – geny znajdujące się w silnie skondensowanej heterochromatynie nie ulegają ekspresji, ponieważ w tym rejonie DNA niemożliwe jest przyłączanie się polimerazy RNA i czynników transkrypcyjnych niezbędnych do przeprowadzenia transkrypcji genu. Ekspresji ulegają natomiast geny znajdujące się w luźno upakowanej euchromatynie. Kondensacja poszczególnych rejonów chromatyny może ulegać zmianom czasie.
