Pytania powtórkowe do lekcji “Ekspresja genów”

Odpowiedzi

1. Gen to fragment DNA zawierający informację potrzebną do wytworzenia produktu funkcjonalnego. Produktem tym może być łańcuch polipeptydowy albo cząsteczka RNA.
2. Na podstawie genu mogą powstawać białka albo funkcjonalne cząsteczki RNA, np. tRNA, rRNA, snRNA czy miRNA.
3. Gen nazywamy podstawową jednostką dziedziczności, ponieważ to właśnie on stanowi odcinek materiału genetycznego przekazywany potomstwu i warunkujący określone cechy.
4. W genie wyróżnia się część regulatorową oraz część strukturalną. Część strukturalna zawiera informację o produkcie genu.
5. Część regulatorowa genu odpowiada za kontrolę odczytywania informacji genetycznej, czyli za to, czy i kiedy gen będzie ulegał ekspresji.
6. Promotor to sekwencja DNA, do której przyłącza się polimeraza RNA, rozpoczynając transkrypcję. Terminator to sekwencja sygnalizująca zakończenie transkrypcji.
7. Gen ciągły to taki gen, którego część strukturalna zawiera wyłącznie sekwencje kodujące. Taka budowa jest typowa dla większości genów prokariontów.
8. Gen nieciągły to gen, w którym sekwencje kodujące są przerywane sekwencjami niekodującymi. Taka budowa jest charakterystyczna dla genów eukariontów.
9. Eksony to odcinki genu, które po obróbce RNA pozostają w dojrzałym mRNA i niosą informację wykorzystywaną podczas syntezy białka.
10. Introny to sekwencje niekodujące obecne w genie eukariotycznym, które są wycinane z pre-mRNA podczas splicingu.
11. Typowy gen prokariontów zawiera promotor, sekwencję kodującą i terminator. Zwykle jest to gen ciągły, pozbawiony intronów.
12. Typowy gen eukariontów zawiera część regulatorową oraz część strukturalną złożoną z eksonów i intronów. Jest więc zwykle genem nieciągłym.
13. Wspólna transkrypcja kilku genów u prokariontów wynika nie z ich krótkiej długości, lecz z organizacji w operony, czyli zespoły genów kontrolowane przez jeden promotor.
14. Genom to całkowita informacja genetyczna organizmu, obejmująca całe DNA obecne w komórce.
15. Genom prokariontów obejmuje zwykle chromosom bakteryjny oraz często plazmidy.
16. Plazmidy to niewielkie, najczęściej koliste cząsteczki DNA, które mogą zawierać geny przydatne bakterii, np. geny oporności na antybiotyki. Zwykle nie są jednak niezbędne do podstawowych funkcji życiowych.
17. Genom eukariontów obejmuje genom jądrowy oraz genomy organellowe, czyli genom mitochondrialny, a u roślin także genom plastydowy.
18. Genom organellowy to materiał genetyczny obecny w mitochondriach i u roślin także w plastydach. Jest on odrębny od genomu jądrowego.
19. DNA pozagenowe to część DNA, która nie stanowi sekwencji genów kodujących produkty funkcjonalne. Obejmuje m.in. pseudogeny, sekwencje powtarzalne i inne odcinki pełniące funkcje strukturalne lub regulatorowe.
20. Pseudogeny to sekwencje DNA podobne do genów, ale zazwyczaj niekodujące funkcjonalnego produktu. Często są pozostałością dawnych, aktywnych genów.
21. Sekwencje powtarzalne to odcinki DNA, w których pewne motywy nukleotydowe występują wielokrotnie. Mogą pełnić funkcje strukturalne, np. w telomerach.
22. Dogmat biologii molekularnej opisuje podstawowy kierunek przepływu informacji genetycznej: DNA → RNA → białko. Obejmuje też replikację DNA.
23. Odwrotna transkrypcja polega na przepisaniu informacji z RNA na DNA. Zachodzi m.in. u retrowirusów, które mają enzym odwrotną transkryptazę.
24. Ekspresja genów to proces, w którym informacja zawarta w genie zostaje odczytana i wykorzystana do wytworzenia produktu genu.
25. Nie. Ekspresja części genów kończy się na etapie powstania funkcjonalnego RNA, a nie białka.
26. Ekspresja genów kodujących białka obejmuje dwa główne etapy: transkrypcję i translację.
27. Transkrypcja to proces przepisywania informacji genetycznej z DNA na RNA na zasadzie komplementarności zasad.
28. U eukariontów transkrypcja zachodzi w jądrze komórkowym, a u prokariontów w cytozolu, ponieważ nie mają jądra.
29. Transkrypcję przeprowadza polimeraza RNA zależna od DNA. W przeciwieństwie do polimerazy DNA nie wymaga startera i ma większą częstość popełniania błędów.
30. Trzy etapy transkrypcji to inicjacja, elongacja i terminacja.
31. Podczas inicjacji polimeraza RNA rozpoznaje promotor, przyłącza się do niego i powoduje miejscowe rozplecenie DNA.
32. W czasie elongacji polimeraza RNA przesuwa się po nici matrycowej DNA i dobudowuje kolejne nukleotydy, tworząc łańcuch RNA.
33. Nić matrycowa jest wykorzystywana przez polimerazę RNA jako wzorzec do syntezy RNA. Nić kodująca ma sekwencję taką samą jak RNA, z tą różnicą, że w DNA występuje tymina zamiast uracylu.
34. RNA jest syntetyzowany zawsze w kierunku 5’ → 3’.
35. Dla danego genu transkrypcji ulega tylko jedna nić DNA, ponieważ tylko ona w tym miejscu pełni funkcję nici matrycowej. Nie oznacza to jednak, że w całym chromosomie zawsze ta sama nić jest używana dla wszystkich genów.
36. Podczas terminacji polimeraza RNA dociera do sekwencji kończącej, odłącza się od DNA, a nowo powstały transkrypt zostaje uwolniony.
37. Pre-mRNA to pierwotny transkrypt powstały u eukariontów, który nie został jeszcze zmodyfikowany i zawiera zarówno eksony, jak i introny.
38. U eukariontów zachodzą modyfikacje potranskrypcyjne, takie jak splicing, dołączenie czapeczki 5’ oraz ogona poli(A).
39. Splicing polega na wycięciu intronów z pre-mRNA i połączeniu ze sobą eksonów, dzięki czemu powstaje bardziej dojrzała cząsteczka RNA.
40. Alternatywny splicing polega na tym, że z jednego pre-mRNA mogą powstawać różne wersje dojrzałego mRNA, a więc także różne warianty białek. Zwiększa to różnorodność produktów genowych.
41. Czapeczka 5’ i ogon poli(A) chronią mRNA przed degradacją, ułatwiają jego transport z jądra do cytoplazmy i biorą udział w inicjacji translacji.
42. Kod genetyczny to zestaw reguł określających zależność między sekwencją nukleotydów w mRNA a sekwencją aminokwasów w białku.
43. Kod genetyczny jest trójkowy, jednoznaczny, zdegenerowany, bezprzecinkowy, niezachodzący i prawie uniwersalny.
44. Kodon START rozpoczyna translację; najczęściej jest to AUG, kodujący metioninę. Kodony STOP (UAA, UAG, UGA) sygnalizują zakończenie translacji i nie kodują aminokwasów.
45. tRNA to transportujący RNA, którego funkcją jest dostarczanie aminokwasów do rybosomu podczas translacji.
46. tRNA ma miejsce przyłączenia aminokwasu na końcu 3’ oraz antykodon, czyli trójkę nukleotydów komplementarną do kodonu mRNA. W zapisie schematycznym przypomina koniczynę, a w przestrzeni ma kształt litery L.
47. Aminoacylo-tRNA to cząsteczka tRNA, do której został przyłączony odpowiedni aminokwas. Jest to bezpośredni „dostawca” aminokwasu do rybosomu.
48. Rybosom zbudowany jest z rRNA i białek rybosomowych oraz składa się z małej i dużej podjednostki. rRNA pełni w nim funkcję nie tylko strukturalną, ale też katalityczną, uczestnicząc w tworzeniu wiązania peptydowego.
49. Miejsce A wiąże nowy aminoacylo-tRNA, miejsce P utrzymuje tRNA z rosnącym łańcuchem polipeptydowym, a miejsce E jest miejscem wyjścia pustego tRNA z rybosomu.
50. Translacja to proces tłumaczenia sekwencji kodonów mRNA na sekwencję aminokwasów białka. Składa się z inicjacji, elongacji i terminacji.
51. Polirybosomy to zespoły wielu rybosomów jednocześnie związanych z jedną cząsteczką mRNA. Dzięki temu z jednej cząsteczki mRNA może równocześnie powstawać wiele kopii tego samego polipeptydu.
52. Modyfikacje potranslacyjne to zmiany zachodzące w białku po translacji, które prowadzą do uzyskania formy aktywnej biologicznie. Obejmują m.in. fałdowanie, odcięcie fragmentu łańcucha, fosforylację, glikozylację czy tworzenie mostków disiarczkowych.
53. U eukariontów regulacja ekspresji genów może zachodzić na poziomie chromatyny, inicjacji transkrypcji, obróbki potranskrypcyjnej RNA oraz translacji. Ważne znaczenie mają tu m.in. acetylacja i deacetylacja histonów, czynniki transkrypcyjne, alternatywny splicing oraz miRNA.