ЗАЧЁТ ПО БИО

Экзаменационные вопросы по дисциплине «Медицинская биология» для студентов, обучающихся по специальности «Лечебное дело»

1. Пpинципы структуpно-функциональной организации клетки. Сравнительная характеристика про- и эукариот.

Живые организмы: некл.формы (вирусы,фаги) и клеточн.формы (про и эукариоты).

Клетка состоит из:

1)Оболочка (кл. стенка+цитоплазматич. мембрана у растений или цитоплазматич. мембрана у животных), протоплазма (внутреннее содержимое клетки) делится на цитоплазму (все остальное содержимое клетки) и кариоплазму (субст ядра). Цитоплазма делится на цитозоль (раств часть), органоиды ( мембр и немембр) и запасные питат. в-ва (органич. и неорганич.).

2)Мембранные (лзс, АГ, ЭПС, МТХ, пластиды), немембранные (кл центр, микротрубочки, микрофиламенты, реснички, жгутики)

У прокариот нет ядра, кольцевая ДНК (нуклеоид). У эукариот есть оформленное ядро. У прокариот нет митоза/мейоза. У прокариот рибосомы мелкие (70S), а у эукариот – крупные (80S). У эукариот имеется множество органоидов: митохондрии, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, и т.д. Вместо мембранных органоидов у прокариот есть мезосомы – выросты плазматической мембраны, похожие на кристы митохондрий. Клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему – в 1000 раз. Капсула прокариот- слизистая пектиновая оболочка, кл стенка содержит муреин, а не целлюлозу. У прокариот фимбрии – прикрепление к субстрату и поглощение питат вв. Жгутик прокариот – нить белка флагеллина, движется за счет вращения внутр кольца, а не сокращения самой нити как у эукариот.

2. Клеточная теория. Вклад Р. Вирхова и его критиков в развитие клеточной теории.

1)Клетка представляет собой основу стр. и функц. организации раст и животн;

2)Клетки у всех организмов имеют мембранное строение;

3)Ядро клеткиее главный регуляторный органоид;

4)Клеточное строение живых организмовсвидетельство единства их происхождения;

(основные положения кл.теор II) в период 1855-1859 были внесены дополнения Р.Вирховым:

1)Клетка возникает только из клеток путем размножения;

2)Клетка явл единицей патологии

3. Химический состав и строение биологических мембран.

мембраны состоит из фосфолипидов, гликолипидов, поверхностных белков, холестерола, гликопротеинов, интегральных белков. Рассматриваются как белково-липидные комплексы. Белки и липиды, входящие в их состав, связаны слабыми типами связей (чаще гидрофобными). Соотношение белков и липидов варьирует, обычно бывает 50% белков и 50% липидов. Верхняягидрофильная обл, средняябилипидный слой с гидрофобными головками, внутренняягидрофильная обл.

Функции биологических мембран следующие:

1.Барьернаяотграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы.

2.Обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот.

3.Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сит-налов из окружающей среды, узнавание веществ клеток, тд)

4.Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов).

5.Участвуют в преобразовании энергии.

4. Клеточное ядро – хранилище наследственной информации. Сравнительная характеристика эу- и гетерохроматина.

Обнаружено ботаником Броуном в 1831г. Шаровидный или веретеновидный окружённый двумя мембранами компартмент эукариотической клетки (в клетках прокариот ядро отсутствует). Обычно в клетках эукариот имеется одно ядро, однако некоторые типы клеток не имеют ядра (эритроциты млекопитающих), а другие содержат несколько ядер (лейкоциты, пп мышцы, инфузории).

Состав: ядерная оболочкакариолемма, кариоплазма (нуклеоплазма), ядерный сок, хроматин, ядрышко. Функции: хранение н.и., которая необх для развития целого организма с разнообразием его признаков и свойств; воспроизведение (редупликация) ДНК, что дает возможность при мейозе двум дочерним клеткам получить одинаковый в качественном и количественном отношении ген.материала; обеспечение синтеза иРНК, тРНК, рРНК.

Хроматин- комплекс ДНК и белков (гистоновых и негистоновых), который хорошо окрашивается оснОвными красителями и обеспечивает процессы реализации ген инфы.

Эухроматин светлый, слабо конденсированный, ближе к ядру, активный в интерфазе, не окрашивается. Может превращаться в факультативный гетерохроматин и обратно в эухроматин. Гетерохроматин- спирализованный и сильно конденсированный, окрашивается, неактивный. Делится на факультативный (содержит гены, неактивные в данной клетке в данное время) и конститутивный/структурный (не содержит генов)

5. Химический состав и структура молекулы ДНК.

Полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей+ азотистое основание (А,Т,Ц,Г)+ дезоксирибоза+ остаток фосфорной кислоты. ДНК могут состоять из

миллионов и даже сотен миллионов нуклеотидов. В состав самой длинной молекулы ДНК в клетках человека входит 250 миллионов мономеров. Ее длина больше 8 см.

Дезоксирибонуклеиновая кислота несет основную функциональную нагрузку в составе хроматина. Она имеет первичную вторичную и третичную структуру. Первичная структура (последовательность нуклеотидов в одной линейной цепи), вторичная (две комплиментарные, анти параллельными цепи), третичная (в результате скручивания в пространстве двух комплиментарных цепей в спираль)

Полинуклеотидная цепочка образуется с помощью фосфорнодиэфирных мостиков связывающих С3 – гидроксильную группу одного нуклеотида и С5 – гидроксильную группу второго нуклеотида.

Две полинуклеотидные цепи соединяются между собой водородными связями, образующимися между азотистыми основаниями по принципу комплиментарности. Напротив аденина всегда стоит тимин,а напротив гуанина – цитозин. Две комплементарные цепи ДНК являются антипаралельными.

6. Современные представления о структуре генов про- и эукариот. Функциональная классификация генов.

Функции генов:

·хранение наследственной информации;

·управление биосинтезом белка и других веществ в клетке;

·контроль за развитием и старением клетки.

Классификация:

cтруктурные – контролируют развитие признаков путем синтеза соответствующих ферментов;

регуляторные– управляют деятельностью структурных генов;

Делятся на:

-гены модификаторы-усиливают и снижают активность структурных генов

-гены супрессоры-подавляют активность структурных генов

модуляторные – смещают процесс проявления признаков в сторону его усиления или ослабления, вплоть до полной блокировки.

Св-ва гена: специфичность (синтез определенного полипептида), целостность (при программировании синтеза белка ген как неделимая единицацистрон), дискретность (наличие субъединиц: рекон, мутон), стабильность (устойчивы к внешнему воздействию)

Разновидности генов

Псевдогены (ложные гены) – нуклеотидные последовательности в молекуле ДНК, сходные по строению с известными генами, но утратившие функциональную активность.

Онкогены – нуклеотидные последовательности в молекуле ДНК, присутствующие в хромосомах нормальных клеток, способные активизироваться под влиянием факторов внешней среды и продуцировать белки, вызывающие рост опухолей. Мобильные(прыгающие) гены – гены, не имеющие постоянной локализации не только в хромосоме, но и в пределах хромосомного набора клетки.

1.Геном прокариот.

Основной чертой молекулярной организации прокариот является отсутствие в их клетках ядра, отгороженного ядерной мембраной от цитоплазмы

Ген ПРОКАРИОТ называется опероном, в его состав входят два основных участка:

регуляторный (неинформативный)

-К регуляторным элементам генов прокариот относятся участки управляющие работой

гена: промотор, оператор, терминатор.

Промотор определяет начало транскрипции (участок инициации). С промотором соединяется фермент РНК-полимераза, осуществляющий синтез мРНК. Другой элемент, управляющий процессом транскрипции, – оператор -этот участок может быть свободным, тогда РНК-полимераза соединяется с промотором и начинается транскрипция.

Если оператор связан с белком-репрессором, РНК-полимераза не может нормально соединиться с промотором, и транскрипция невозможна.

Терминатор – находится за структурной областью и содержит сигнальный участок остановки транскрипции.

На основе информации гена-регулятора синтезируется белок-репрессор; если он активный, он связывается с геном-оператором, перекрывая путь для РНК-полимеразы – процесс трансляции и последующего синтеза белка выключается (запрещается). Если появляется индуктор (например, лактоза в lac-опероне), он присоединяется с белкурепрессору, приводя его в неактивное состояние. Оператор становится активным и включает процесс считывания информации со структурных генов – разрешает трансляцию. Происходит считывание информации с ДНК, начинается синтез необходимого белка – фермента (например, β-галактозидазы в lac-опероне).

структурный (информативный).

-Структурная область генов прокариот (единица транскрипции) может быть представлена одним кодирующим участком, который называется цистроном, либо несколькими кодирующими участками (полицистронная единица транскрипции).

-В структурной зоне закодирована информация о последовательности аминокислот в виде генетического кода.

вва клетки (ферменты и структуры клетки ). Синтез промежуточных соединений из низкомолекулярных в-в (органических кислот, альдегидов)

2) Катаболизм- диссимиляция, энергетический обмен, распад орг.вв. Катаболическая система (ЛЗС, микротельца, МТХ дают АТФ): без О2

Подготовительный этап- в фагосомахрасщепление крпных орг молекул . Энергия рассеивается в виде тепла.

Бескислородный- гликолиз расщепление макромолекул на простые субъединицы. (Происходит в ЖКТ). Разрушаются пищеварительными ферментами. Выделяется только тепловая энергия. ГЛЮКОЗА+2АДФ+2Н3РО4=2С3Н4О3+2АТФ+2Н2О

Кислородный – в МТХ 2С3Н4О3+6О2+36АДФ+36Н3РО4=36АТФ+6СО2+42Н2О

3) Клеточное дыхание- окисление глюкозы

Бескислородный этап- в цитоплазме. Из глюкозы образуется ПВК и 2 АТФ

Кислородный- в МТХиз ПВК образуется СО2 и 36 АТФ (Цикл Кребса в матриксе, окислительное фосфорилированиевнутр.мембр. МТХ)

10.Виды трансмембранного транспорта. Перенос воды через мембрану: влияние гипертонических, изотонических и гипотонических растворов на состояние клеток.

·Пассивный транспорт. 1. Простая диффузия – без затраты энергии, по градиенту концентрации (из области высокой концентрации в область более низкой). неконтролируемая – через липидный бислой. контролируемая – через белковые каналы. 2.Облегченная диффузия – перенос не очень крупных заряженных молекул (сахара, аминокислоты, нуклеотиды) и ионов осуществляется при помощи специальных белковпереносчиков ПЕРМЕАЗ

·Активный транспорт – с энергозатратами (сопряженная и несопряженная: несопряженная – транспорт вещества осуществляется в одном направлении. Сопряженная

– переносчики транспортируют одновременно два различных вещества)

Активный перенос. 2. За счёт изменения конформации мембраны: а) эндоцитоз ( фаго- и пиноцитоз) б) экзоцитоз.

Растворы:

1.Изтонические – растворы, концентрация которых равна концентрации солей в цитоплазме, т.е. меньше 0,9%; При помещении клетки в изотонический раствор кол-во воды в клетке не меняется

2.Гипотонические-растворы, концентрация которых меньше концентрации солей в цитоплазме, т.е. меньше 0,9%; В гипотоническом растворе вода из раствора переходит в клетку.

3. Гипертонические - растворы, концентрация которых выше, чем в клетке. Гипертонические растворы, напротив, поглощают воду из клеток.

11.Образование энергии в животной клетке и ее утилизация.

Небольшие количества АТФ образуется в клетках входе гликолиза и реакций цикла Кребса. Основные энергетические потребности клетки удовлетворяются благодаря синтезу АТФ в ходе окислительного фосфорилирования в элетронтранспотной цепи митохондрий. При этом поставщиком энергии служат ионы водорода, образующиеся при катоболизме в основном углеводов и жиров. И транспортируемые на кристы митохондрий никотинамидадениндинуклеотидом(НАДН) и флавинадениндинуклеотидом(ФАДН).

·В ходе катаболических реакций все пищевые продукты подвержены разложению до углекислого газа и воды. В процессе катаболизма образуется АТФ. В клетке она расходуется на 3 основных вида работы: 1) механическую работу (биение жгутиков, мышечное сокращение и.т.д.); 2) транспорт веществ через мембраны . 3) обеспечение анаболических реакций (биосинтез)

·Анаболизм и катаболизм в клетке неразрывно взаимосвязаны. Биосинтез макромолекул обеспечивается обращением основных реакций катаболизма. Однако некоторые звенья требуют больших затрат энергии и осуществления дополнительных биохимических реакций. Исходным материалом для синтеза макромолекул, характерных для клетки, могут служить как мономеры (аминокислоты, моносахара, глицерин и жирные кислоты), так и компоненты цикла Кребса.

12.Механизмы репликации ДНК.

Репликация — это механизм самокопирования и основное свойство наследственного материала, которым выступают молекулы ДНК (процесс воспроизведения ДНК)

В процессе репликации цепи материнской молекулы ДНК расходятся, и на каждой строится новая комплементарная цепь. В результате из одной двойной спирали образуется две, идентичные исходной. Т. е. из одной молекулы ДНК образуются две, идентичные матричной и между собой.

Таким образом, репликация ДНК происходит полуконсервативным способом, когда каждая дочерняя молекула содержит одну материнскую цепь и одну вновь синтезированную.

У эукариот репликация происходит в S-фазе интерфазы клеточного цикла. 1.репликация начинается под действием фермента-полимеразы, при этом комплиментарные цепи молекул ДНК раскручиваются и расходятся 2.затем каждая цепь начинает синтезировать новую

ДНК-хеликаза разрывает водородные связи между комплиментарными цепями и образует репликационную вилку

3.далее праймаза синтезирует короткие фрагменты РНК, которые ДНКполимераза использует как праймер для синтеза дочерних цепей ДНК Цепи ДНК антипараллельны ДНК-полимераза может вести синтез ДНК

только от 5’ к 3’ концу, а синтез лидирующей цепи идет непрерывно, а

синтез отстающей цепи идет короткими фрагментами (фрагментами

Оказаки)

4.в дальнейшем праймеры вырезаются фрагментом ДНК-лигазой и на их место вливаются дезоксирибонуклеотиды.

13.Механизмы транскрипции. Посттранскрипционные изменения наследственного материала.

Транскрипция-процесс переписывания информации с молекулы ДНК на молекулу иРНК Синтез молекул РНК осуществляется под действием фермента РНК-

полимераза и движется в направлении по молекуле ДНК 3'-5' конец Ед. транскрипции бактерий-оперон

Впроцессе созревания иРНК у бактерий происходи отщепление концов молекул

Врезультате транскррипции у прокариот образуется полицистронная мРНК (единицы информации-цистроны) В каждом цистроне заключена информация об аминокислотном составе 1 полипептидной цепи У эукариот-интрон

Впроцессе созревания РНК специальные ферменты вырезают интроны и сшивают оставшиеся участки, поэтому последовательность нуклеотидов созревшей РНК не является полностью комплиментароной нуклеотидам ДНК Первичные транскрипты РНК эукариот состоят из участков,

комплиментарных экзонам и интронам, кодирующие части генов Посттранскрипционные модификации мРНК, в ходе которой образуются зрелые РНК, включают :кепирование, сплайсинг Кепирование-присоединение на 5' конец незрелой мРНК, это нужно для осуществления сплайсинга Сплайсинг- вырезания из молекулы незрелой мРНК интронов и сшивание между собой экзонов.

Процессы связанные с созреванием иРНК, называются процессингом. Осуществляются в ядре во время перехода иРНК из ядра в цитоплазму

14. Генетический код и его свойства.

Генетический код – единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Свойства: однозначность (1триплет=1а/к), триплетность (кодонтриплет нуклеотидов), непрерывность (без знаков препинания), универсальность(большинство имеет одинаковый ген.код ), избыточность (1а/к может кодироваться разными триплетами), однонаправленность (код читается в одном направлении с ДНК 3*5*), неперекрываемость (нуклеотид не может одновременно входить в разные кодоны, триплеты не перекрывают друг друга),

наличие стоп-кодонов (УАА,УГА,УАГ)

15.Биосинтез белка.

Биосинтез белка — это один из видов пластического обмена, в ходе которого наследственная информация, закодированная в генах ДНК, реализуется в определённую последовательность аминокислот в белковых молекулах

Процесс биосинтеза белка состоит из двух этапов: транскрипции и трансляции.