Джефферсон - Сборник упражнений и задач - 2000 / Appendix

Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам

263

Глава 13

1.Ñ2 è Ñ3 соответственно.

2.(а) Транскетолаза.

(á)Трансальдолаза.

(â)Транскетолаза.

3.Лактон имеет замкнутую кольцевую структуру.

4.Изомеры с измененным положением карбонильной и спиртовой групп.

5.Существуют точки разветвления с альтернативными продуктами, так что метаболический путь может обеспечивать различные потребности клетки при изменении условий среды.

6.Они отличаются по стереохимической конфигурации одного атома углерода и, следовательно, являются эпимерами.

7.4Ñ6 + 2Ñ3 → 6Ñ5.

Глава 14

1.Поглощающий свет хлорофилл находится в тилакоидных мембранах хлоропластов, а реакции, обеспечивающие превращение СО2 в углеводы, происходят в строме хлоропласта.

2.Магний.

3.Р700 и Р680 соответственно.

4.Феофитин и пластохинон.

5.Äâà:

Í2Î → 1/2 Î2 + 2Í+ + 2å-.

6.Первым продуктом реакции СО2 â Ñ3-системе является 3-фосфоглицерат, тогда как первый

продукт реакции СО2 â Ñ4-системе представляет собой четырехуглеродную молекулу оксалоацетат.

7.Пластохинон.

8.Это комплекс белков, который захватывает электроны из воды с освобождением кислорода и протонов, и переносит электроны на Р680+.

9.Для восстановления NADР+ или, если это невозможно, на цитохром bf для перекачивания большего количества протонов.

10.Îáå.

11.18 молекул АТР плюс 12 NADPH.

12.Солнце.

Глава 15

1.Фенилкетонурия (ФКУ), болезнь кленового сиропа и алкаптонурия.

2.Гомоцистеин образуется из метионина после переноса метильной группы и является гомологом цистеина, имея на одну СН2 группу больше.

3.Креатин, фосфатидилхолин, адреналин, РНК и ДНК.

Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам	264

4.Аспарагиновая кислота.

5.Катехоламины и нейромедиаторы.

6.Витамин В6.

7.Он образует комплекс с аминогруппой остатка лизина в белке.

8.Удаление воды.

9.Используется серин и образуется α-кетоглутарат.

10.Тетрагидрофолат.

11.Ñ9H14NO3.

12.

Это активированная форма азота, которая может войти в цикл мочевины.

13.NH4+ токсичен для клеток. Его высокие концентрации могут нарушать функцию головного мозга и вызывать кому.

14.Аланин может быть использован печенью для синтеза глюкозы, необходимой для снабжения энергией головного мозга; это особенно актуально в условиях голодания.

Глава 16

1.Болезнь Тея-Сакса, болезнь Помпе и лизосомные болезни.

2.Снаружи во внутрь.

3.Он возвращается к мембране.

4.Он поступает обратно в цитозоль.

5.Через 120 дней остаток сахара сиаловой кислоты удаляется с наружной поверхности клетки, в результате чего раскрываются остатки галактозы.

6.Значение рН в среде цитоплазмы поддерживается на уровне рН 7,3; при этом значении рН лизосомальные ферменты практически полностью неактивны.

Глава 17

1.Эти потенциально токсические соединения становятся более растворимыми в воде.

2.Варфарин является конкурентным ингибитором витамина К.

3.Они имеют дело с иммунной системой.

4.Молекула с неспаренным электроном.

5.Внутренние и внешние механизмы свертывания крови функционируют совместно на уровне фактора Х, который активирует протромбин в тромбин.

6.Фактор VIII.

7.Тканевой активатор плазминогена (ТРА).

Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам	265

8.Помимо эфира, образованного у гидроксила атома углерода С-1, первичная спиртовая группа у С-6 окислена с образованием карбоксильной группы.

9.Ферригемоглобин содержит трехвалентное железо в (Fe3+). Он может быть глутатионом восстановлен до Fe2+ .

10.Фермент глутатионредуктаза, катализирующий эту реакцию, использует NADPH, который образуется в пентозофосфатном пути в качестве кофактора.

Глава 18

1.Штрих (′) названии нуклеотидов указывает на номер атома углерода сахара к которому присоединяется указанная группа (фосфат). Поскольку в рибозо-5-фосфате нумеруется только одна последовательность атомов, штрих не нужен.

2.Урацил.

3.Фосфорный эфир.

4.Нуклеофильное замещение атомом азота основания приведет к обращению [абсолютной конфигурации заместителей] при этом центре, давая желаемую β-конфигурацию.

5.Гипоксантин - это название азотистого основания, входящего в состав IMP. Ксантин отличается от гипоксантина тем, что имеет дополнительную карбонильную группу во втором положении.

6.Глутаминовая кислота.

7.Глицин и аспарагиновая кислота.

8.Глутамин.

9.Гидролиз Шиффова основания.

10.Это заболевание характеризуется иммунодефицитом, который прежде «лечили» только путем помещения больного ребенка в стерильную пластиковую камеру. Болезнь была впервые успешно излечена с помощью генотерапии, когда нормальный ген аденозиндезаминазы встроили in vitro в стволовые клетки костного мозга и пересадили пациенту.

11.Первый этап этого пути является регуляторным. Монофосфаты ингибируют образование больших количеств монофосфатов, что направлено на ограничение их общей концентрации. Трифосфаты стимулируют синтез других трифосфатов (синтез АТР → GTP и синтез GTP → ATP) для обеспечения образования сбалансированных количеств этих соединений.

12.Аспартат.

13.Метотрексат имеет аминогруппу вместо карбонильной у атома углерода С-4 и метильную группу у атома азота N-10. Наличие метильной группы предотвращает участие атома азота в положении N-10 в переносе одноуглеродной формильной группы.

Глава 19

1.5′-гидроксил.

2.Как она упакована в ядре.

266	Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам

3.Í2Î.

4.циклический 2′,3′- фосфат.

5.Две между А и Т и три между G и С.

6.30-40 пар оснований ДНК.

7.Шесть миллиардов.

8.1-2 метра.

9.В ней заключена информация о последовательности аминокислот в белке.

10.3′ССТААGGTACG5′.

Глава 20

1.500 копий пар оснований/секунду.

2.Этот фермент разделяет две сцепленные кольцевые молекулы ДНК, после чего первая реплицируется.

3.В результате корригирующей функции ДНК-полимеразы III частота ошибок в новосинтезированной ДНК снижается с одной на 105-106 пар оснований до менее чем одной на каждые 1010 пар оснований.

4.Фрагмент РНК используется для инициации синтеза новой цепи и служит в качестве праймера.

5.Лидирующая цепь копируется непрерывно и читается в направлении 3′ → 5′; новая цепь синтезируется в 5′ → 3′ направлении. Запаздывающая цепь синтезируется из фрагментов, каждый из которых образует петлю в правильной ориентации. Затем фрагменты соединяются вместе.

6.Этот фермент «склеивает» разрывы цепи между фрагментами Оказаки.

7.Ядрышковый антиген пролиферирующих клеток представляет собой механизм катящегося кольца, который удерживает фермент полимеразу прикрепленным к цепи ДНК.

8.Атом кислорода 3′ОН группы растущей цепи взаимодействует с атомом фосфора, ближайшим

ê5′-кислородному атому добавляемого основания.

9.Хеликаза.

10.Урацил.

11.(а) Прямая репарация структуры.

(б) Удаление всего основания и остатка сахара, с последующим замещением.

(в) Удаление поврежденного основания, не затрагивающее остаток сахара, с последующим замещением.

Глава 21

1. Другим продуктом реакции является пирофосфат (PPi). Этот соединение гидролизуется до двух молекул неорганического фосфата, что сопровождается выделением большого количества энергии и приводит сопряженную реакцию к завершению.

Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам	267

2.Матричная цепь, которая непосредственно используется для синтеза комплементарной цепи РНК.

3.Структура шпилечной петли предотвращает связывание мРНК с матрицей; что облегчает отделение мРНК.

4.β-Галактозидаза катализирует реакцию гидролиза гликозидной связи в лактозе с образованием продуктов - галактозы и глюкозы.

5.Белок-активатор катаболизма (САР) взаимодействует с сАМР и связывается с оператором в lac опероне. Это является частью последовательности событий, необходимых для протекания транскрипции.

6.Кэп представляет собой N7-метилгуаниновый нуклеотид, соединенный 5′-5′ трифосфатной

связью с 5′-концевым нуклеотидом мРНК; кроме того в процессе кепирования может метилироваться 2′-гидроксилом второго, а иногда и третьего нуклеотида. Кэп защищает конец мРНК от атаки эндонуклеазы и участвует в инициации трансляции.

7.Сплайсосомы.

8.ТАТА связывающий белок (ТВР) вместе с рядом ТВР-ассоциированных факторов (TAFs), образует комплекс - фактор транскрипции D для полимеразы II (TFIID), - который связывается

ñРНК-полимеразой II и другими белками с формированием основного инициаторного комплекса.

9.Стероид-чувствительный элемент, сАМР-чувствительный элемент и тканеспецифичный элемент.

10.(а) и (в) соответствуют палиндромным последовательностям, поскольку они могут образовывать шпилечную структуру. Это следует из того, что комплементарная цепь имеет такую же последовательность оснований в обратном направлении.

11.В аминокислотной последовательности белка каждая седьмая аминокислота представлена остатком лейцина. В спирали все остатки лейцина находятся на одной стороне и образуют гидрофобную поверхность, общую для двух субъединиц, которая служит участком их присоединения.

12.Чем выше стабильность мРНК в течение определенного периода времени ее функционирования, тем большее количество белка может быть синтезировано с использованием содержащейся в ней информации.

13.(à) ПолиА-хвост.

(á) 3′ петля шпильки.

(в) Железо-чувствительный элемент трансферриновой мРНК.

(г) AU-богатый элемент.

14.Гистидин и цистеин.

15.Транспортная РНК (тРНК) и рибосомальная РНК (рРНК).

268	Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам

Глава 22

1. +Í3N-Met-Thr-Lys-His-Ser-CO2 -.

2.Указанные основания напечатаны жирным шрифтом: AUGACAAAACACUCAUGA.

3.Это сокращение указывает, что молекула тРНК, специфичная для гистидина, «нагружена» гистидином, этерифицированным по концевой 3′-ОН группе.

4.Двойная селективность обусловлена существованием специфических ферментов, ответственных за «загрузку» тРНК аминокислотами и избирательное расщепление эфирной связи между молекулой тРНК и “ошибочной” аминокислотой.

5.“S” - стандартная единица Сведберга, характеризующая размер частиц, которая определяется как скорость осаждения частицы при ультрацентрифугировании. Обратите внимание, что при ассоциации 50S и 30S субчастиц образуется 70S-рибосома; то есть конечная величина не является результатом простого арифметического сложения.

6.30S субчастица рибосома имеет область, комплементарную последовательности ШайнаДальгарно, которая способствует правильному расположению рибосомы относительно инициациаторного кодона.

7.К нуклеопротеинам, состоящим из РНК (рРНК) и белков.

8.Цитоплазматический фактор инициации IF3 связывается с 30S субчастицей рибосомы и предотвращает реассоциацию 30S субчастицы с 50S с образованием 70S рибосомы. Инициация трансляции включает связывание 30S субчастицы с мРНК.

9.“f” значает то, что метионин формилирован одноуглеродным карбонильным соединением

по аминогруппе. Существует специфическая тРНКf для этой модифицированной аминокислоты.

10.Одна молекула для инициации и две для каждой пептидной связи: 1 + (2х9) = 19.

11.После того, как 40S субчастица найдет AUG кодон, и освободятся GDP, Pi и факторы инициации.

12.Гидрофобные области из 10-15 аминокислот, окруженные короткими, содержащими полярные аминокислоты районами.

13.Цис-сторона обращена в сторону эндоплазматического ретикулума, а транс-сторона - в противоположную.

14.Elvis Preslåy.

15.Этот сигнальный участок ответственен за встраивание пептида интегральных мембранных белков в мембрану ЭР.

16.Для того, чтобы они смогли пройти через митохондриальную мембрану.

Глава 23

1. “Раздетый” эндоцитозный пузырек, содержащий вирус, сливается с кислой эндосомой. Кислое значение рН вызывает слияние мембраны вируса с мембраной эндосомы.

Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам	269

2.50 000 пар оснований.

3.Фермент копирует одноцепочечную вирусной РНК в одноцепочечную ДНК, а затем копирует последнюю в двуцепочечную молекулу ДНК, названную провирусной ДНК.

4.Азидотимидин содержит азидную группу (N3) ó 3′-углеродного атома сахара рибозы в этом

нуклеозиде вместо природной ОН-группы. N3 группа не может участвовать в образовании фосфоэфирную связи. Имея фосфат при 5′-ОН группе азидотимидин присоединяется к растущей цепи ДНК, завершая элонгацию последней из-за отсутствия 3′-ÎÍ.

5.Это нормальный клеточный ген, который кодирует белок, обычно участвующий в важном регуляторном механизме клетки, и часто являющийся мишенью для вызывающих рак вирусов.

6.Онкогены могут кодировать синтез участвующего в клеточной регуляции аномального белка в аномальных количествах.

7.5-10 ëåò.

8.Провирусная ДНК вырезается из хромосомы хозяина и клетка вступает в литический цикл развития, при котором она разрушается и происходит высвобождение новых фаговых частиц.

Глава 24

1.Они называются по названию бактериального штамма, из которого они выделены; нумерация римскими цифрами указывает на существование двух и более таких ферментов.

2.Продуцирующий фаг штамм E.coli может быть выращен в больших количествах и покоящиеся клетки могут быть заморожены и сохранены в течение длительного периода времени. Кроме того, изолированные фаги могут быть всегда использованы для инфицирования свежих клеток

E.coli.

3.(г); обратите внимание, что приведенная последовательность длиннее геля.

4.Поскольку термофильная полимераза термостабильна, то она не инактивируется, когда цепи ДНК разделяются на стадии отжига. Этап нагревания/охлаждения может быть циклизован и автоматизирован.

5.Исходная цепь, использованная в качестве матрицы, является комплементарной и антипараллельной.

6.4 → 8 →16 → 32 → 64 → 128 цепей.

7.Этот метод включает разрезание ДНК одним или несколькими ферментами рестрикции, разделение фрагментов электрофорезом в геле, перенос фрагментов на мембрану и анализ мембраны с гено-специфической радиоактивной гибридизационной пробой.

8.Это метод использует RFLP-анализ для установления того, кто из родственников больного страдает заболеванием и, вероятно, имеет аномальный ген.

9.Распределение фрагментов RFLP в геле обнаруживает высокую вариабельность между индивидуумами, так что вероятность обнаружения одной и той же картины RFLP у двух разных лиц крайне низка. Каждый индивидуум имеет уникальный, присущий только ему тип RFLP.

270	Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам

Глава 25

1.Антиген представляет собой соединение (обычно углевод или белок), которое связывается с антителом. Иммунологи используют термин иммуноген для характеристики вещества, которое при введении в организм вызывает иммунный ответ.

2.Лейкоциты.

3.Стволовые клетки могут дифференцироваться в клетки нескольких типов.

4.Образование эритроцитов - красных кровяных клеток.

5.Ýòî В-клетки, которые не активируются при связывании антигена.

6.Некоторые компоненты, такие как липополисахариды, стенки грам-отрицательных бактерий. Они называются тимус-независимыми антигенами.

7.Специфический участок антигена, который узнается антителом.

8.Äà.

9.Клетки памяти представляют собой долгоживущие клетки, которые являются основой длительного иммунитета от повторной инфекции. Любое последующее вторжение соответствующего антигена будет запускать более быстрый иммунный ответ.

10.Цитокины представляют собой гормоноподобные молекулы, которые секретируются клетками многих типов; цитокины сигнализируют другим клеткам о необходимости специфического реагирования: часто это касается стимуляции роста, переключения образования антител различного класса или созревания.

Глава 26

1.Используйте список сокращений, который находится в начале основного учебника.

2.Вследствие неполярной природы молекулы способны проникать через мембрану и взаимодействовать с внутриклеточным рецептором.

3.TSH, ACTH, гонадотропины, ADH, паратиреоидный гормон, адреналин, глюкагон и соматостатин. .

4.Паракринные регуляторы оказывают локальное действие и диффундируют лишь на короткое расстояние. Аутокринные регуляторы воздействуют на секретирующие их клетки.

5.Адреналин имеет метильную группу, присоединенную к аминному азоту.

6.Гормон-релизинг факторы гипоталамуса вызывают высвобождение тропных гормонов передней долей гипофиза, которые затем подают сигнал щитовидной железе.

7.Если высвободившиеся сигнальные молекулы почему-то не удаляются из метаболического пути, то исходный сигнал может продолжаеться неопределенно долгое время.

8.Тестостерон и прогестерон сходны по строению с холестерином. В структуре этих обоих стероидов имеются карбонильная кето-группа взамен спиртовой группы в молекуле холестерина и дополнительный атом кислорода. Поэтому данные стероиды более полярны, чем холестерин и обусловленные ими химические взаимодействия не ограничиваются мембранами.

Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам	271

9.Рецептор для гормона образует комплекс с Hsp, который диссоциирует при связывании гормона с его рецептором.

10.Рецептор может претерпевать аллостерическое конформационное изменение в районе цитоплазматического домена или может происходить димеризация мембранных рецепторов.

11.Вторичный мессенджер может быть удален, а фосфорилированные белки могут быть дефосфорилированы.

12.Ñåìü.

13.α-GTP должен превратиться в α-GDP, а последний должен возвратиться к рецептору для обмена GDP на GTP. В этой последовательности событий аденилатциклаза никогда не стала бы активной.

14.CREB должен быть фосфорилирован протеинкиназой А, после чего он связывается с CRE и активирует транскрипцию специфического гена.

15.Эффекты сGMP более специализированны, чем сАМР. Специфические примеры включают расслабление гладкой мускулатуры и влияние на нервные клетки и зрение.

16.NO образуется из гуанидиновой группы аргинина при участии фермента синтазы оксида азота.

17.Необычные размеры кольца (такие как семиуглеродные и трехчленные кольца).

18.Четыре.

19.ÄÀÃ, IP3 è Ñà2+.

20.Диацилглицерин и Са2+ связываются с протеинкиназой С и белок перемещается из цитозоля к плазматической мембране.

21.Èîíû Ñà2+ поступают из эндоплазматического ретикулума и перекачиваются обратно Са2+ / АТР-азой, которая активируется Са2+-кальмодулином.

22.SH2 домен представляет собой фрагмент молекулы белка, связывающийся с рецептором фактора роста (GRB), который взаимодействует с активированным фосфорилированным димерным рецептором.

23.MAPK означает митоген-активируемая протеинкиназа. MAPK-киназы являются частью протеинкиназного каскада, который в конечном счете активируют транскрипционные факторы, что ведет к активации генов и клеточной пролиферации.

24.Комплекс Ras-GTP, ответственный за активацию Raf протеинкиназ, обладает GTPазной активностью. Эту активность стимулируют белки, активирующие GTPазу (GAPs).

25.Белки, содержащие SH2 доменами.

26.STAT-белки (передатчик сигнала и активатор транскрипции) связываются SH2 доменами с фосфорилированными рецепторами и фосфорилируются JAK киназой. Далее они перемещаются в ядро, где объединяются в активный транскрипционный фактор и активируют транскрипцию элемента ДНК, отвечающего за стимуляцию интерфероном типа I (ISRE).

27.Высокая концентрация К+ внутри и Na+ снаружи клетки, с относительной низким уровнем каждого из ионов на соответствующей стороне.

272	Приложение: Ответы на дополнительные вопросы к главам

28.Открытие с потенциал-зависимых Са2+ каналов обусловливает приток Са2+ в синапс, вызывающий экзоцитоз ацетилхолиновых пузырьков. Ацетилхолин высвобождается в нервномышечном соединении и запускает сокращение поперечно-полосатой мышцы.

29.В присутствии высоких концентраций сGMP лиганд-зависимые катионные каналы открыты, поэтому потенциал клеточной мембраны поддерживается на низком уровне.

30.сGMP-фосфодиэстераза снижает концентрацию сGMP в ответ на G-белок, который в результате активации родопсина светом, осуществляет обмен GTP до GDP. Снижение концентрации сGMP под действием фосфодиэстеразы приводит к закрытию лиганд-зависимых каналов, что вызывает гиперполяризацию мембраны палочек и импульс в зрительном нерве.

Глава 27

1.160 миллионов.

2.Эритропоэтин стимулирует образование эритроцитов (красных кровяных клеток) из гемопоэтических стволовых клеток.

3.Глицин и сукцинил-СоА.

4.Четыре.

5.Железо запасается в эритроцитах в виде ферритина, который представляет собой комплекс неорганического железа с белком апоферритином.

6.Ингибируется связывание факторов инициации трансляции, так что мРНК не транслируется, фермент ALA-синтаза не продуцируется и гем не синтезируется.

7.Окисление с раскрытием кольца, восстановление биливердина в билирубин; в этих этапах используются О2 è NADPH.

8.Расслабленное состояние имеет более высокое сродство к кислороду.

9.ДФГ связывается с напряженной формой белка и поэтому снижает сродство гемоглобина к кислороду.

10.Hb + 4Î2 Hb(Î2)4 + nH+, ãäå n » 2.

11.ÑÎ2 + Í2Î Í2ÑÎ3.

12.Гемоглобин поглощает протоны и высвобождает кислород. Эти протоны могут поступать в

результате диссоциации угольной кислоты (Н2ÑÎ3), которая образуется при действии карбоангидразы на СО2, поглощаемой из тканей. СО2 является побочным продуктом катаболического окисления, которое происходит, например, в цикле лимонной кислоты.

13. Кодонами мРНК для глутаминовой кислоты являются GAA и GAG. В клетках при серповидноклеточной анемии центральное основание А замещено на U. Оба кодона GUA и GUG кодируют валин.

Глава 28

1. Это означает, что фосфорилирование ADP за счет креатинфосфата термодинамически благоприятно.