Тест по биологии: Иммунитет бактерий (10 класс)
Тест по биологии «Иммунитет бактерий» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для оценки знаний учащихся о молекулярных механизмах защиты прокариотических клеток от вирусов. Тест охватывает темы строения системы CRISPR-Cas, принципы формирования бактериальной «памяти» и перспективы использования этих природных механизмов в генной инженерии.
1
В каком году биологи смогли окончательно разгадать загадку уникальной системы иммунитета прокариотов, обнаружив механизм CRISPR-Cas?
Правильный ответ:
В 2002 г.Пояснение:
Именно в 2002 году термин CRISPR был официально утвержден для описания особых повторяющихся последовательностей в геноме бактерий, и была установлена их связь с генами Cas, что положило начало пониманию этой системы как адаптивного иммунитета.2
Что представляют собой спейсеры в структуре CRISPR кассеты?
Правильный ответ:
Это участки ДНК вирусов (бактериофагов), которые когда-то пытались заразить данную клетку и были сохранены ею «на память».Пояснение:
Спейсеры — это ключевой элемент иммунной памяти бактерии. Они являются фрагментами чужеродной ДНК (обычно вирусной), встроенными между повторами. Именно они служат образцами для опознания врага при повторном вторжении.3
Какую функцию выполняют белки Cas в системе бактериального иммунитета?
Правильный ответ:
Они находят чужеродную нуклеиновую кислоту, отмеченную crРНК, и уничтожают её, разрезая как молекулярные ножницы.Пояснение:
Белки Cas (CRISPR-associated proteins) являются исполнительными механизмами системы. Получив сигнал от направляющей РНК, они связываются с ДНК вируса и вносят в нее разрывы, тем самым физически уничтожая генетический материал агрессора.4
Что такое crРНК и какова её роль?
Правильный ответ:
Это короткая РНК, содержащая копию спейсера, которая служит «навигатором» для белков Cas, указывая им на цель.Пояснение:
crРНК (CRISPR-РНК) синтезируется на матрице участка CRISPR. Она комплементарна ДНК вируса и, связываясь с ней, позволяет белку Cas точно определить, что перед ним именно враг, а не собственная ДНК клетки.5
Как расшифровывается аббревиатура CRISPR?
Правильный ответ:
Короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats).Пояснение:
Название точно описывает структуру локуса в геноме: группы коротких повторяющихся последовательностей, которые читаются одинаково в обе стороны (палиндромы) и разделены уникальными промежутками (спейсерами).6
Каким образом бактерия «запоминает» новую инфекцию?
Правильный ответ:
Она вырезает кусочек ДНК вируса и вставляет его в свой геном в участок CRISPR в качестве нового спейсера.Пояснение:
Процесс адаптации заключается в физическом включении фрагмента генома агрессора в собственную ДНК бактерии. Это позволяет сохранить информацию о вирусе и передать её потомкам при делении клетки.7
Почему ученые называют систему CRISPR-Cas «генетическими ножницами»?
Правильный ответ:
Потому что белки этой системы способны делать точные разрезы в молекуле ДНК в строго заданном месте.Пояснение:
Основная ферментативная активность белков Cas — это нуклеазная активность, то есть способность расщеплять фосфодиэфирные связи в цепи ДНК. Благодаря направляющей РНК, этот разрез происходит исключительно точно в определенном месте.8
Какое практическое применение нашли ученые для системы CRISPR-Cas?
Правильный ответ:
Редактирование генома: исправление генетических дефектов, создание новых сортов растений и лечение заболеваний.Пояснение:
Открытие программируемости белков Cas позволило создать универсальный инструмент для генной инженерии. Задавая последовательность гид-РНК, можно нацелить «ножницы» на любой ген любого организма для его выключения или замены.9
Чем бактериальный иммунитет CRISPR отличается от врожденного иммунитета человека (например, фагоцитоза)?
Правильный ответ:
Он является адаптивным и обладает «памятью», основанной на сохранении генетической информации о конкретном возбудителе.Пояснение:
В отличие от неспецифических механизмов защиты, система CRISPR реагирует на конкретного возбудителя, с которым клетка (или её предки) уже сталкивалась, используя записанную в ДНК информацию для быстрого и точного ответа.10
Что означает термин «палиндромный повтор» в контексте ДНК?