Ответ к ситуационной задаче №5.

Лактозный оперон представлен группой тесно связанных генов (промотор, оператор, структурные гены, терминатор), работой которых руководит ген – регулятор. Если питательный материал (лактоза) для кишечной палочки в среде отсутствует, то оперон не работает, т.к. нарабатываемый геном-регулятором белок-репрессор связывается с оператором. Это не позволяет РНК-полимеразе свызаться с промотором и осуществить транскрипцию со структурных генов. Как только появляется индуктор -–лактоза, она связывается с белком-репрессором и такой комплекс не может присоединиться к оператору. РНК-полимераза прикрепляется к промотору, достигает структурных генов и осуществляет транскрипцию со всех структурных генов оперона в виде одного полицистронного транскрипта. С него затем синтезируются отдельные ферменты, участвующие в метаболизме лактозы. Если при работе других оперонов прокариот образуется избыточное количество конечного продукта, то работа оперона на время блокируется в результате объединения конечного продукта с белком-репрессором, он связавшись с оператором блокирует транскрипцию.

 

Ситуационная задача №6.

 

Основным свойством наследственного материала, обеспечивающего непрерывность поколений, является способность к самокопированию или репликации. При удвоении молекул ДНК действует большой комплекс ферментов – репликативная машина.

 

1.Назовите основные ферменты, участвующие в репликации ДНК?

2.Каковы функции ферментов, участвующих в репликации?

3.Почему образование дочерних цепей ДНК идет в разных направлениях?

4.Что такое фрагменты Оказаки и как они образуются?

5.Какие вы знаете способы репликации ДНК? Какой из них является основным?

 

Ответ к ситуационной задаче №6.

Репликативную машину образуют:

Геликаза – расщепляет две цепи ДНК

Праймаза – синтезирует затравку (небольшие фрагменты РНК)

ДНК-полимераза – основной фермент, синтезирующий дочерние цепи ДНК из отдельных нуклеотидов.

Лигаза – сшивает фрагменты ДНК

Топоизомераза – разрезает одну из цепей ДНК и раскручивает ее, снимая напряжение суперспирали перед репликативной вилкой

Синтез ДНК идет только в направлении 5¢ - 3¢, а так как две матричные цепи ДНК антипараллельны, то и образование дочерних цепей идет в противоположных направлениях. При этом одна из новых цепей ДНК (отстающая) образуется из отдельных фрагментов (фрагменты Оказаки), которые синтезируются по мере нарастания репликативной вилки. Возможны три способа репликации ДНК – полуконсервативный, консервативный и дисперсный. Репликация ДНК, как правило, происходит полуконсервативно: в образующихся молекулах одна цепь старая (матричная), другая – новая (дочерняя).

 

Ситуационная задача №7.

Размножение клеток, или пролиферация является основой для роста и восстановления органов. У больного после резекции печени, среди эпителиальных клеток печени (гепатоцитов) обнаружены делящиеся клетки.

 

1. Какими способами могут делиться гепатоциты?

2. Назовите периоды митотического цикла и охарактеризуйте их.

3. Какой набор хромосом и ДНК имеет клетка к началу деления и после выхода из него?

4. Каков жизненный цикл гепатоцитов – как клеток медленно обновляющихся тканей?

5. Назовите механизмы, основанные на митотическом цикле, приводящие к увеличению количества наследственного материала в отдельных клетках.

Ответ к ситуационной задаче №7. Гепатоциты, как и любые клетки тела, могут делиться путем митоза и амитоза. Митоз и автосинтетическая интерфаза составляют митотический цикл. Периоды синтетического цикла: пресинтетический, синтетический и постсинтетический. В G₁ периоде происходит активный рост и функционирование клеток, синтез белков, необходимых для образования клеточных структур. В S-периоде отмечается репликация ДНК, а также синтез белков гистонов, необходимых для упаковки ДНК. В G₂ периоде осуществляется подготовка клеток к делению, в том числе синтез белков веретена деления. В процессе митоза редуплицированные хромосомы расходятся в дочерние клетки. Набор хромосом до начала деления 2n4c, после - 2n2c. Гепатоциты, как клетки медленно обновляющихся тканей, имеют большую продолжительность жизни, редко делятся. Выйдя из митоза, они вступают в фазу G₀ , в которой могут находится достаточно долго, выполняя свои функции. Но гепатоциты, не теряют способность к переходу в G₁ период митотического цикла, и далее делятся. После резекции печени, часть гепатоцитов вступает в размножение, тем самым, обеспечивая регенерацию органа. В отдельных клетках возможен эндомитоз – удвоение числа хромосом без деления цитоплазмы клетки. В результате таких неоконченных митозов возникают полиплоидные клетки.

Ситуационная задача №8.

В красном костном мозге происходит интенсивное размножение клеток. Тем не менее, их количество остается постоянным.

 

1. К какому типу тканей по характеру пролиферативной активности относится красный костный мозг?

2. Какие варианты жизненного цикла клеток возможны в красном костном мозге? Опишите их.

3. Как изменится пролиферация клеток при потере крови?

4. К чему приведет увеличение количества клеток в красном костном мозге при нарушении регуляции пролиферативной активности?

5. Как называются ткани, в которых происходит увеличение количества клеток? Как называются ткани, в которых клетки не делятся?