Nguồn đề ôn tập cho đội tuyển Hóa sinh tế bào Vi sinh 1 Hiệu ứng Warburg Otto Warburg là một trong những nhà nghiên cứu tiên phong về quá trình đường phân Ông có một nghiên cứu thú vị về tế bào ung thư Các tế bào bình thường trong cơ thể chủ yếu dựa vào quá trình hô hấp hiếu khí để sản sinh ATP, nhưng khi không có O2 thì chuyển sang thực hiện đường phân để sinh năng lượng Ngược lại, các tế bào UT sản sinh ATP hoàn toàn nhờ vào quá trình đường phân, không quan trọng sự có mặt của O2 Các tế bào UT.
Nguồn đề ơn tập cho đội tuyển Hóa sinh tế bào - Vi sinh Hiệu ứng Warburg Otto Warburg nhà nghiên cứu tiên phong q trình đường phân Ơng có nghiên cứu thú vị tế bào ung thư.Các tế bào bình thường thể chủ yếu dựa vào q trình hơ hấp hiếu khí để sản sinh ATP, khơng có O2 chuyển sang thực đường phân để sinh lượng Ngược lại, tế bào UT sản sinh ATP hồn tồn nhờ vào q trình đường phân, khơng quan trọng có mặt O2.Các tế bào UT tang cường q trình đường phân gấp 200 lần so với tế b bình thường Hiện tượng này, biết đến Hiệu ứng Warburg a) Những kiện sau cung cấp chứng hiệu ứng Warburg: i ii iii A B C D Gia tăng oxi hóa pyruvate Gia tăng lượng CO2 giải phóng Gia tăng lượng lactate giải phóng I II III I II b) Bạn muốn điều chế loại thuốc tiêu diệt đặc hiệu tế bào UT Hiểu hiệu ứng Warburg, bạn giả thiết tế bào UT mẫn cảm với ức chế đường phân Thuốc ức chế UT hiệu tác động lên đích sau đây: A B C D Acetyl CoA Isocitrate dehydrogenase Pyruvate kinase Chuỗi truyền electron c) Tế bào UT phân chia khơng giới hạn Sử dụng q trình đường phân để sinh lượng bất lợi sinh ATP hơ hấp hiếu khí sinh 36 ATP Chọn ý giải thích cho việc sử dụng q trình đường phân có lợi cho phân chia liên tục tế bào UT: A Đường phân tạo NADH -> nguồn lực khử dồi giúp giảm lượng cần cho việc tổng hợp đại phân tử B Đường phân tạo nhiều hợp chất hữu trung gian -> nguyên liệu tổng hợp đại phân tử cho sinh trưởng tế bào UT C Đường phân tạo nhiều NADH hô hấp hiếu khí -> nguồn lượng D Khơng giống hơ hấp hiếu khí, đường phân tạo axit béo nguồn dự trữ lượng d) Hiệu ứng Warburg sở cho phương pháp nhận biết khối u y học ngày Trong phương pháp này, phân tử X gắn với Flourine phóng xạ (F18) , sau tín hiệu phóng xạ phát thiết bị chuyên nghiệp Biết phân tử X sử dụng tế bào khối u Phân tử X là: A Acetyl CoA B Glucose C Lactate D Pyruvate *Hướng dẫn chấm: a) C - Ở tế bào dựa trình đường phân để sinh ATP, sản phẩm cuối đường phân pyruvate chuyển thành lactate giải phóng sản phẩm phụ - Sự giải phóng CO2 oxi hóa pyruvate địi hỏi điều kiện hiếu khí -> khơng chứng minh cho hiệu ứng Warburg b) C - Pyruvate kinase tổng hợp pyruvate trình đường phân -> ức chế enzyme ức chế đường phân -> ức chế UT - Các đích cịn lại liên quan đến q trình hơ hấp hiếu khí c) B - Đường phân tạo HCHC trung gian -> nguyên liệu tổng hợp đại phân tử cho sinh trưởng không giới hạn tế bào UT - Ý A sai NADH nguồn lượng, nguồn electron cho hơ hấp kị khí Tác dụng làm giảm lượng cho q trình đồng hóa NADPH - Ý C sai đường phân tạo NADH ho hấp hiếu khí - Ý D sai đường phân khơng tạo axit béo d) B Vì glucose nguyên liệu đường phân, phân tử lại sản phẩm đường phân tạo sau đường phân Chu kỳ tế bào Các tế bào đánh dấu phân tử phóng xạ gắn vào DNA Nồng độ phóng xạ tương ứng với nồng độ DNA tế bào Kết thu sau: a) Tế bào sơ đồ pha G1,S,G2,M? Giải thích b) Bổ sung chất ức chế pha G1,S, M sơ đồ nào? Vẽ giải thích *Hướng dẫn chấm: a) - Phân tử phóng xạ gắn vào DNA-> nồng độ phóng xạ tương ứng với nồng độ DNA - Đỉnh với nồng độ DNA thấp -> G1 DNA chưa nhân đôi Đỉnh với nồng độ DNA cao -> G2 M DNA nhân đôi.Các tế bào pha S nhân đơi DNA nên có mức phóng xạ trung gian b) - Bổ sung chất ức chế G1 M thu đỉnh tế bào tế bào có hàm lượng DNA nhân Ức chế G1 -> tất tế bào có mức DNA thấp 2n bị chặn G1 Ức chế M -> tất tế bào có mức DNA cao 4n bị chặn M - Bổ sung chất ức chế pha S -> thu dãy nồng độ DNA nhân tế bào do: tế bào pha S giai đoạn khác trình nhân đơi DNA nên hàm lượng DNA khác nhau, tế bào pha lại bị dừng trước pha S tạo nên đỉnh hình Khi kháng nguyên kết hợp đặc hiệu với kháng thể kết hợp với bổ thể Bổ thể protein lưu hành huyết tương dạng bất hoạt Khi phức hợp kháng nguyên kháng thể kết hợp với bổ thể hoạt hóa bổ thể tạo phức hợp công màng làm tế bào tan Bổ thể bị hỏng nhiệt độ cao, kháng thể bị hỏng nhiệt độ cao.Để tìm hiểu chất đáp ứng miễn dịch thể dịch tác nhân gây bệnh, người ta gây miễn dịch cho nhóm chuột thực nghiệm sau: - Nhóm đối chứng Sau tuần, tách huyết không chứa kháng thể ký hiệu HT1 - Nhóm gây miễn dịch cách tiêm vi khuẩn Ecoli (E) Sau tuần tách huyết chứa kháng thể kháng E ký hiệu HT2 - Nhóm gây miễn dịch cách tiêm vi khuẩn Proteus vulgaris (P) Sau tuần tách huyết chứa kháng thể kháng P ký hiệu HT3 Dùng huyết chứa kháng thể đặc hiệu thu nói tiến hành thí nghiệm đây: - Cho vi khuẩn E P vào ống chứa HT1 E P khơng bị tan Cho E vào ống chứa HT2 E tan Cho P vào ống chứa HT3 P tan Cho P vào ống chứa HT2 P khơng tan Cho E vào ống chứa HT3 E khơng tan - Đun HT2 55 độ 30 phút, để nguội, thêm E E khơng tan Đun HT3 55 độ 30 phút, để nguội, thêm P P khơng tan Đun HT2 55 độ 30 phút, để nguội, thêm HT1 E E tan Đun HT2 55 độ 30 phút, để nguội, thêm HT1 (đã đun 55 độ 30 phút, để nguội) thêm E E không tan - Đun HT2 55 độ 30 phút, để nguội, thêm HT3 E E tan Dựa vào kết trên, trả lời câu hỏi đây: a) Nếu đun HT3 55 độ 30 phút,để nguội, trộn với HT1 thêm E P vào vi khuẩn tan? b) Nếu đun HT2 55 độ 30 phút,để nguội, trộn với HT1 thêm E P vào vi khuẩn tan? c) Nếu đun HT2 55 độ 30 phút,để nguội, trộn với HT3 thêm E P vào vi khuẩn tan? d) Nếu đun loại huyết 90 độ 30 phút, để nguội, thêm E P vi khuẩn tan? *Hướng dẫn chấm: a) Chỉ vi khuẩn P bị tan bổ thể HT3 bị hỏng kháng thể HT3 gắn với bổ thể nguyên vẹn HT1 b) Chỉ vi khuẩn E bị tan kháng thể HT2 gắn với bổ thể nguyên vẹn HT1 c) Cả vi khuẩn E P bị tan kháng thể HT2 gắn với bổ thể nguyên vẹn HT3 Còn HT3 chứa kháng thể bổ thể nguyên vẹn d) Khơng vi khuẩn bị tan 90 độ tất protein bị hỏng a) Ở người, từ tế bào gốc toàn ban đầu phát triển thành dạng tế bào chuyên biệt khác Em nêu chế giải thích hiên tượng b) Để xâm nhập vào tế bào vật chủ, giai đoạn hấp phụ, virus thường phải gắn vào thụ thể đặc trưng Điều có nghĩa khơng có thụ thể với virus tế bào khơng bị nhiễm virus Em giải thích cấu trúc tế bào lại tồn cấu trúc theo kiểu “dẫn rắn cắn gà nhà” vậy? *Hướng dẫn chấm: a) - Con đường quan trọng : Từ tế bào gốc ban đầu tiết Hoocmon điều hoà khác nhau, tế bào xa nguồn tiếp xúc với nồng độ thấp.Mỗi gen tế bào lại có ngưỡng hoạt hố định, tuỳ thuộc vào nồng độ Hoocmon mà gen hoạt hố, gen khác lại khơng, từ phát triển thành tế bào khác -Vị trí tế bào quy định việc tế bào trở thành dạng tế bào vị trí khác phơi tiếp xúc với tổ hợp Hoocmon khác từ tế bào lân cận dẫn đến phát triển thành tế bào khác b) Vì: - Thụ thể cấu trúc nằm màng sinh chất tham gia vào trình truyền tin tế bào chủ Vì lí virus lợi dụng cấu trúc để xâm nhập vào tế bào - Cấu trúc thực chức định tế bào nên không bị chọn lọc tự nhiên đào thải - Hoặc chúng khơng cịn thực chức thời gian tiến hóa chưa đủ dài để đào thải gen quy định cúng khỏi hệ gen loài EF-TU ( tham khảo thêm sách thầy Đinh Đoàn Long) EF-Tu yếu tố kéo dài với GTP tham gia giai đoạn kéo dài chuỗi pôlipeptit tế bào nhân sơ EF-Tu gắn với tất phức hợp aminoaxyltARN(aa-tARN) với lực gần để đưa chúng đến ribôxôm với tần xuất giống Sau kết thí nghiệm xác định liên kết EF-Tu phức hợp aminoaxyl-tARN bắt cặp xác khơng xác Phức hợp aminoaxyl-tARN Hệ số phân ly(nM) Ala-tARN Ala 6,2 Gln-tARN Ala 0,05 Gln –tARN Gln 4,4 Ala-tARN Gln 260 a) Dựa vào số liệu giải thích hệ thống nhận biết tARN- EF-Tu ngăn ngừa ghép sai axit amin trình dịch mã? b) Hãy vai trò EF-Tu trình dịch mã *Hướng dẫn chấm: a) Phức hợp aminoaxyl-tARN bắt cặp xác (Ala-tARN Ala Gln-tARN Gln ) có lực gần với EF-Tu chuyển đến vị trí A ribơxơm - Phức hợp bắt cặp khơng xác Ala-tARN Gln gắn với EF-Tu lỏng lẻo nhiều phân ly với EF-Tu trước tiến đến ribôxôm - Phức hợp Gln-tARN Ala gắn chặt với EF-Tu làm cho EF-Tu không tách khỏi chúng ribơxơm - Do đó, dù lực gắn kết cao hay thấp ảnh hưởng đến hoạt động EF-Tu làm giảm tốc độ gắn vào vị trí A ribơxơm phức hợp aminoaxyl-tARN bắt cặp sai b) Vai trò EF-Tu giúp bắt cặp xác ba đối mã tARN với ba mã hóa mARN - Sự thủy phân GTP gắn với EF-Tu có cặp đơi xác tạo cấu hình phù hợp cho tương tác cơđon- anticơđon đảm bảo cho hình thành liên kết peptit xảy Kháng thể edeine ức chế tổng hợp protein không ảnh hưởng lên tổng hợp DNA hay RNA Khi bổ sung edeine vào dịch chiết chứa tế bào, edeine làm dừng dịch mã sau giai đoạn lag ngắn Ngược lại, bổ sung cycloheximide dịch mã bị dừng Kiểm tra dịch chiết có bổ sung edeine q trình dịch mã bị dừng lại, khơng có diện polyribosome; thay vào đó, người ta thấy xuất mRNA, tARN tiểu phần nhỏ ribosome a) Edeine ức chế giai đoạn trình dịch mã? Giải thích b) Tại lại xuất giai đoạn lag bổ sung Edeine? Điều định chiều dài giai đoạn lag? c) Nếu bổ sung cycloheximide đồng thời với edeine polyribosome có biến không? *Hướng dẫn chấm: a) - Edeine ức chế đặc hiệu khởi đầu dịch mã cách ngăn cản gắn kết tiểu đơn vị lớn ribosome 60S vào phức hệ gồm tiểu đơn vị bé 40S-tRNA-mRNA - Sự kéo dài chuỗi polipeptide không bị ngăn cản nên ribosome khởi đầu dịch mã trước thêm edeine tổng hợp hoàn chỉnh chuỗi polipeptide tách khỏi mRNA -> sau bổ sung edeine thời gian tổng hợp protein dừng lại -> xuất tRNA khởi đầu tiểu phần nhỏ ribosome b) Sau bổ sung edeine vài phút tổng hợp protein dừng lại edeine ức chế khởi đầu dịch mã không ức chế giai đoạn kéo dài -> ribosme khởi đầu dịch mã trước thêm edeine tổng hợp hoàn chỉnh chuỗi polipeptide tách khỏi mRNA -> thời gian trì hỗn thời gian tổng hợp hết phân tử protein c) - Sau bổ sung cycloheximide dịch mã dừng lại -> cycloheximide ức chế kéo dài chuỗi polipeptide -> ức chế hoạt tính peptidyl transferase tiểu phần ribosome lớn - Nếu cycloheximide thêm vào đồng thời với edeine polyribosome bị ‘kẹt’ lại mRNA Sự phá vỡ ribosome chất ức chế khởi đầu dịch mã cần chuyển động ribosome mRNA -> bị ngăn cản chất ức chế giai đoạn kéo dài -> polyribosome không biến Sắp xếp theo thứ tự giảm dần khả thấm qua màng phân tử sau: Ca2+ , Co2 , Ethanol , Glucose , ARN , H20 *Hướng dẫn chấm: CO2 > Ethanol = H20 > Glucose > Ca2+ > ARN - Khả thấm qua màng phân tử phụ thuộc vào kích thước trạng thái phân cực hay tích điện nó: + Kích thước: Nhỏ > lớn + Trạng thái : Không phân cực > Phân cực > Tích điện Tại số phân tử đạt trạng thái cân qua màng dù nồng độ phân tử hai bên màng không nhau? Sự cân phân tử tích điện phụ thuộc vào gradient điện hóa ( gradient nồng độ + gradient điện màng) Ví dụ: K+ cân qua màng dù nồng độ K+ bên màng cao bên 30 lần, chênh lệch gradient nồng dộ cân điện màng (âm bên K+ nhiều) -> cản trở vận chuyển cation tế bào Tế bào não phụ thuộc vào glucose để sinh lượng, sử dụng thể vận chuyển GLUT3, có Km=1.5mM ( Km nồng độ chất tan mà tốc độ vận chuyển đạt nửa Vmax, mM=miliosmol) Tế bào gan dự trữ glucose sau bữa ăn dạng glycogen giải phóng glucose cách xa bữa ăn, sử dụng thể vận chuyển GLUT2, có Km=15mM Những đặc điểm phù hợp với chức sinh lý não gan nào? *Hướng dẫn chấm: - Tế bào não sử dụng glucose nguồn lượng chính, lấy vào glucose với tốc độ tỉ lệ dù nồng độ glucose máu thay đổi Do hấp thu glucose tế bào não phải ổn định hiệu -> nhờ vào Km thấp thể vận chuyển GLUT3 nên dù nồng độ glucose thấp hay cao tốc độ vận chuyển glucose vào tế bào não ln trì, trừ trường hợp nồng độ glucose thấp - Tế bào gan có nhiệm vụ điều hịa nồng độ glucose máu ổn định, hấp thu biến đổi glucose thành glycogen nồng độ glucose máu cao, chuyển glycogen dự trữ thành glucose giải phóng vào máu nồng độ glucose máu thấp -> Km cao thể vận chuyển GLUT2 phù hợp với chức gan -> nồng độ glucose thấp, gan không cạnh tranh glucose với quan khác nồng độ glucose cao nhanh chóng vận chuyển vào gan để chuyển hóa thành glycogen ... nguyên liệu tổng hợp đại phân tử cho sinh trưởng không giới hạn tế bào UT - Ý A sai NADH nguồn lượng, nguồn electron cho hô hấp kị khí Tác dụng làm giảm lượng cho q trình đồng hóa NADPH - Ý C... hành thí nghiệm đây: - Cho vi khuẩn E P vào ống chứa HT1 E P khơng bị tan Cho E vào ống chứa HT2 E tan Cho P vào ống chứa HT3 P tan Cho P vào ống chứa HT2 P khơng tan Cho E vào ống chứa HT3 E... đường phân để sinh ATP, sản phẩm cuối đường phân pyruvate chuyển thành lactate giải phóng sản phẩm phụ - Sự giải phóng CO2 oxi hóa pyruvate địi hỏi điều kiện hiếu khí -> khơng chứng minh cho hiệu