Тест по биологии: Белки-наставники (10 класс)
Тест по биологии «Белки-наставники» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для углубленного контроля знаний учащихся о механизмах фолдинга белков. Тест охватывает темы денатурации и ренатурации, функции белков теплового шока (шаперонов), их роль в предотвращении заболеваний и применении в медицине и косметологии.
1
Какова основная функция белков-шаперонов в живой клетке?
Правильный ответ:
Восстановление природной структуры белков и помощь в их правильном сворачивании (фолдинге).Пояснение:
Шапероны (от фр. chaperone — наставник) — это специализированный класс белков, главная задача которых заключается в помощи другим белкам принять правильную пространственную конформацию (третичную или четвертичную структуру), а также в предотвращении их неправильного слипания (агрегации).2
Какое второе название имеют шапероны, отражающее историю их открытия?
Правильный ответ:
Белки теплового шока.Пояснение:
Шапероны часто называют белками теплового шока (Heat Shock Proteins, HSP). Это название возникло потому, что их синтез в клетке резко возрастает при повышении температуры, когда необходимо спасать и восстанавливать структуру других белков, пострадавших от перегрева (денатурации).3
С какими участками денатурированного белка связываются шапероны для выполнения своей функции?
Правильный ответ:
С гидрофобными участками.Пояснение:
В правильно свернутом белке гидрофобные (водоотталкивающие) участки спрятаны внутри глобулы. При денатурации белок разворачивается, и эти участки оказываются снаружи. Шапероны узнают их и связываются с ними, предотвращая слипание белков друг с другом и помогая спрятать гидрофобные части обратно внутрь.4
В каком случае шапероны НЕ способны восстановить структуру поврежденного белка?
Правильный ответ:
Если разрушена вторичная структура и полипептидная цепь необратимо повреждена.Пояснение:
Шапероны могут помочь восстановить третичную и четвертичную структуры, то есть правильно уложить уже сформированные спирали и складки. Однако если денатурация зашла слишком далеко и разрушена вторичная структура (спирали и слои) или сама полипептидная цепь, шапероны бессильны.5
К какому заболеванию приводят мутации в генах шаперонов, отвечающих за сворачивание белков хрусталика глаза?
Правильный ответ:
К катаракте.Пояснение:
Прозрачность хрусталика зависит от строгой упорядоченности белков a-кристаллинов. Если шапероны не работают, эти белки начинают слипаться в беспорядочные агрегаты. Это приводит к помутнению хрусталика, которое в медицине называется катарактой.6
Каким образом шапероны используются в современной косметологии?
Правильный ответ:
Для борьбы со старением кожи, способствуя правильной укладке белков цитоскелета.Пояснение:
С возрастом количество собственных шаперонов в клетках кожи снижается, что ведет к накоплению поврежденных белков и потере упругости. Косметические средства с белками теплового шока призваны помочь клеткам кожи восстановить правильную структуру белков и замедлить старение.7
Какую роль, помимо сворачивания белков, выполняют шапероны в митохондриях и эндоплазматической сети?
Правильный ответ:
Участвуют в транспортировке веществ сквозь мембраны.Пояснение:
Крупные белковые молекулы не могут пройти сквозь мембраны органоидов в свернутом виде. Шапероны удерживают их в развернутом (линейном) состоянии во время прохождения через мембранные каналы, а затем помогают свернуться уже внутри органоида.8
Какое негативное последствие может иметь ошибочная деятельность шаперонов в процессе протеолиза?
Правильный ответ:
Развитие нейродегенеративных заболеваний (Паркинсона, Альцгеймера).Пояснение:
Шапероны иногда участвуют в подготовке белков к частичному расщеплению (ограниченному протеолизу). Сбои в этом процессе могут привести к накоплению токсичных фрагментов белков в нервных клетках, что является причиной гибели нейронов при болезнях Альцгеймера и Паркинсона.9
От какого слова происходит название белков «шапероны»?
Правильный ответ:
От французского «chaperones» — наставники (или компаньонки).Пояснение:
Термин был заимствован из социальной сферы. Во Франции «шаперонами» называли пожилых дам, которые сопровождали молодых девушек на балах, оберегая их репутацию. По аналогии, белки-шапероны оберегают «молодые» белки от неправильных контактов.10
Какой процесс предотвращают шапероны, связываясь с гидрофобными участками белков?
Правильный ответ:
Агрегирование (склеивание) белков.Пояснение:
Агрегация — это процесс, при котором денатурированные или не до конца свернутые белки слипаются в нерастворимые комки из-за взаимодействия их открытых гидрофобных участков. Шапероны изолируют эти участки, не давая белкам склеиваться в бесполезную массу.11
Какой белок хрусталика глаза нуждается в помощи шаперонов для приобретения правильной третичной структуры?
Правильный ответ:
Альфа-кристаллин.Пояснение:
Альфа-кристаллин — это основной структурный белок хрусталика. Интересно, что он сам обладает шапероноподобной активностью, предотвращая агрегацию других белков, но для собственного правильного фолдинга ему также необходима помощь системы клеточных наставников.12
Что происходит с количеством шаперонов в клетках кожи с возрастом?
Правильный ответ:
Оно уменьшается (клетка производит всё меньше шаперонов).Пояснение:
Старение организма сопровождается общим снижением эффективности систем репарации и защиты. Экспрессия генов, кодирующих белки теплового шока, с возрастом падает, что приводит к накоплению поврежденных белков и ухудшению состояния тканей, в том числе кожи.13
Как называется процесс частичного разрушения пептидов, в котором могут участвовать шапероны?
Правильный ответ:
Ограниченный протеолиз.Пояснение:
Протеолиз — это расщепление белков. Ограниченный протеолиз — это процесс, когда от белка отрезается только определенная часть (например, сигнальный пептид), что часто необходимо для активации белка. Шапероны могут контролировать доступность белка для ферментов-протеаз.14
Почему денатурация вредна для клетки?
Правильный ответ:
Потому что денатурированные белки теряют свою активность и не могут выполнять свои функции.Пояснение:
Функция белка неразрывно связана с его структурой. Активный центр фермента или участок связывания рецептора формируются только при правильной укладке цепи. Развернутый (денатурированный) белок — это просто цепочка аминокислот, которая не может работать и лишь засоряет клетку.15
Что такое цитоскелет, в поддержании структуры которого участвуют шапероны?