שחזורים

Question 1

מי מהחוקרים השתמש בבקטריופאג’ים כחלק מהניסיון להבין מהו החומר הגנטי?

Answer 1

הרשי וצ’ייס

Question 2

.איזה אנזים לא דורש ATP ?

Question 3

סיפור על סטודנטית שחוקרת חלבון… השאלה נטו היא: במה אפשר להחליף ser אחרי
שעברה זרחון?

Answer 3

Asp
זרחון מקנה לחומצה האמינית מטען שלילי )המטען הזה יכול לשנות את המבנה המרחב י של
המולקולה וככה אפשר להפעיל/להשתיק חלבון( . בשביל לדמות את המטען השלילי הזה
אפשר להחליף את Ser בחומצה אמינית עם מטען שלילי ב pH פיזיולוגי – חומצה אספרטית.
)זרחון מתרחש בחומצות האמינו שיש בהן קבוצת OH ,שהן סרין, טראונין, טירוזין.

Question 4

מה לא נכון לגבי דיאליזה :

Answer 4

א. ככל שנבצע יותר החלפות של הבופר תפחת היעילות

Question 5

רצף דנא חיידקי שמקודד לחלבון מה אורך החלבון?
ATGCAAGGAGGTCTGCCTATGCAGCCTGCAATTCAAGTATGGTTTGGAGAAGATCTGCCTTAA
א. 20 חומצות אמינו
ב. 21 חומצות אמינו
ג. 14 חומצות אמינו
ד. 15 חומצות אמינו

Answer 5

4 חומצות אמינו
ברצף DNA פרוקריוטי צריך לחפש את רצף שיין דגלרנו ורק אחריו לחפש את קודון ההתחלה
AUG ולספור חומצות עד קודון הסיום. קודון הסיום לא נחשב חומצה אמינית, הוא רק מראה
את נקודת סוף התרגום.

ATGCAAGGAGGTCTGCCT ATG CAG CCT GCA ATT CAA GTA TGG TTT GGA GAA GAT CTG CCT TAA

Question 6

3 )לפניך חמישה פפטידים קצרים. דרג/י את הפפטידים ע”פ יכולתם לבלוע אור באורך גל 280nm .
Ala-Val-Gly-Ser-Trp-Ala-Ile .a
Tyr-Ala-Phe-Ile-Val Trp-Gly .b
Ile-Phe-Phe-Val-Gly-Tyr-Trp .c
Ala-Trp-Cys-Tyr-Leu-Thr-Ala .d
Gly-Phe-Trp-Tyr-Leu-Trp-Phe .e
Val-Ala-Leu-Tyr-Ser-Ala-Gly .f

Answer 6

1 )פפטיד e בולע במידה הרבה ביותר, אחריו לפי הסדר פפטידים c ,b ,d ולבסוף a ו-f באותה מידה.

Question 7

תמר היא סטודנטית שקדנית החוקרת את ההשפעה של זירחון על פעילותו של חלבון חדש אותו גלתה.
לצורך המחקר החליטה תמר להחליף את החומצה האמינית העוברת זירחון ) Ser )בחומצה אמינית אחרת
שתדמה את המצב המזורחן של החלבון בצורה הטובה ביותר. תמר עובדת ב- 4.7-pH .באיזה חומצה
אמינית היית מציע/ה לתמר להחליף את ה- Ser הנתונה?

Question 8

בשלב השני של טיטרציה של חומצות חלשות ה-pH כמעט ולא משתנה כי כל פרוטון שנלקח מהמערכת ע”י יון OH- לקבלת מולקולת מים מוחזר למערכת ע”י פירוק של חומצה HA.

Answer 8

לפלאטו הזה חשיבות גדולה מאוד במערכות ביולוגיות.

Question 9

עקומת טיטרציה גבוהה יותר- חומצה חלשה שהיא חלשה יותר כי הבסיס המצומד מחזיק היטב את הפרוטון ולא משחרר אותו בקלות. מעיד גם על בסיס מצומד חזק יותר.

Question 10

כיצד אפשר להגיע ישירות לנקודת האמצע מבלי לטטר כל פעם קצת?

Answer 10

ניתן מראש להכין את התמיסה כך שמגיעים לנקודת האמצע ע”י שימוש בחומצה חלשה ובמלח שלה בריכוז זהה (חומצה אצטית CH3COOH והמלח שלה סודיום אצטט- CH3COO-NA+). הסודיום אצטט נכנס למים ומתפרק ל-Na+ שלא מעניין אותנו ול- CH3COO- שהוא למעשה ה-A- של החומצה האצטית. ואז שניהם נמצאים באותו ריכוז–>
ואז גורמים לכך שה- pH=pKa (מהנדרסון הסלבך)

Question 11

אינדקס הבופר

Answer 11

כמות מולרית של חומצה או בסיס שיש להוסיף לליטר בופר על מנת לגרום שינוי של יחידת pH אחת.

Question 12

בופרים בגוף

Answer 12

הבופר התוך תאי הוא בופר פוספאט
סביבה חוץ תאית כמו דם - בופר ביקרבונט הוא בופר כ”כ חזק כך שאם לליטר דם נוסיף 1 מ”ל של HCL בריכוז 10M ההרדה של ה-pH תהיה מ-7.4 ל-7.2/
אותה כמות מורידה מ-7 ל-2 אם נו==מוספת לתמיסה פיזיולוגית.

Question 13

מה הסיבה שחומצות הגרעין הן חומצות?

Answer 13

בגלל קבוצת הפוספט.

Question 14

קבוצת הפוספט בבופר התוך תאי

Answer 14

המולקולה של החומצה הזרחתית היא למעשה 3 חומצות נפרדות. החומצה האמצעית H2PO4- שהופך ל- HPO4– ה-pKa שם בסביבות 7 ולכן זה הבופר התוך תאי.

Question 15

פוספורילציה

Answer 15

קישור של קבוצת פוספט למולקולות שונות. חלבונים מבוקרים ע”י פוספורילציה- כאשר לפעמים קישור קבוצת הפוספט גורם לחלבון הלא פעיל להיות פעיל. לפעמים מצב הפוך (פעיל->לא). לפעמים המיקום התוך תאי של החלבון מבוקר ע”י הפוספורילציה. משפחת האנזימים שקושרים את קבוצת הפוספט היא משפחת הקינאזות. משפחת האנזימים שמורידים אותה היא משפחת הפוספטאזות.

Question 16

המטבע האנרגטי- קבוצת פוספט

Answer 16

כאשר יש תגובה בתא שדורשת אנרגיה אז התא יכול להשתמש במולקולה ATP. הקשר פוספט-פוספט הוא קשר עתיר אנרגיה וכאשר התא צריך אנרגיה הוא פשוט מפרק את הקשר בין פוספט בטא לפוספט גמא ומרוויח 31kjoul/mole. האנרגיה הזו יכולה לשמש לתהליכםים שונים שדורשים אנרגיה. למשל- הוצאת יונים של נתרן בניגוד למפל הריכוזים מתוך התא אל מחוץ לתא וזה תהליך שדורש אנרגיה ובו התא דורש ATP. מתקבל ADP + קבוצת פוספט שנשארה בודדה.

Question 17

שלד דנ”א/רנ”א- קבוצת פוספט

Answer 17

המינוח חומצות גרעין בגלל קבוצת הפוספט שהיא מולקולה של חומצה זרחתית. ב-pH=7 ראינו שהשלד שמורכב מקבוצת פוספט-סוכר-קבוצת פוספט וכו’ הוא טעון שלילית כי עברנו את ה-pKa שלה ולכן המולקולה הזו שחררה את הפרוטון והפוספט טעון שלילית ומקנה מטען שלילי גם לDNA וגם ל-RNA.

Question 18

אמינים

Answer 18

קבוצת חנקן שקשורה לקבוצה אלקילית. היכולת של אטום החנקן בקבוצה האמינית לקשור עוד פרוטון על זוג אלקטרוני בלתי מזווג. הפרוטון הזה נקשר בקשר קואורדינטיבי/סמי פולרי. ברגע שהוא נקשר אותה קבוצה אמינית הופכת להיות חומצה חלשה שיכולה לשחרר את הפרוטון הזה כשאנחנו נעבור את ה-pKa. בדרך כלל הערך שלו גבוה כי הקבוצה האמינית היא בסיס מצומד חזק.

Question 19

הקבוצה הסולפידרילית

Answer 19

קבוצת SH-R. חשיבותה בכך ששתי מולקולת שמכילות אותה יכולות לעבור תהליך חמצון ולתת קשרי SS קשרים די סולפידיים ובצורה כזו הופכת להיות מולקולה אחת כאשר הקשרים הם קשרי קוולנטיים. פתיחת קשרים אלו ייעשה בתהליך של חיזור- למשל b mercaptoethanol שגורם להיפרדות המולקולה.

Question 20

אילו תאים מכילים חלבונים?

Answer 20

כל תא חי מכיל חלבונים. חלבונים מצויים בכל אזור ובכל אברוני התא.

Question 21

מה ההסבר לכך שחומצת אמינו שאינה מתוך ה-20 תופיע בחלבון?

Answer 21

כשהחלבון נבנה הוא נבנה אך ורק מאותן חומצות אמינו (20). יכול להיות שבשלב מסויים אחת מחומצות האמינו עברה מודיפיקציה - שינוי שקרה לאחר שהחלבון כבר נבנה.

Question 22

מדוע חומצות האמינו הן חומצות?

Answer 22

מכילות קבוצה קרבוקסילית

Question 23

חומצה אלפא אמינית וחומצה אלפא קרבוקסילית

Answer 23

אלפא אמינית חומצה יותר חזקה ובסיס מצומד יותר חזק מחומצה קרבוקסילית

Question 24

צוויטריון

Answer 24

מצב של יון כפול- שבו יש מטען שלילי ומטען חיובי ולכן נטו המטען 0.

Question 25

מה מאפיין את קבוצת ה-R של ח”א Valine?

Answer 25

אופי הידרופובי

Question 26

חומצות אמינו לא פולריות= בעלות אופי הידרופובי

Answer 26

גליצין, אלאנין, ואלין, לאוצין, איזולאוצין, מתיונין, פרולין, פנילאלאנין, טריפטופן.

Question 27

פרולין

Answer 27

ח”א יחידה שאין בה ק. אלפא אמינית נפרדת אלא הקבוצה הזו היא חלק מהטבעת שנחשבת קבוצת R. ההשלכות- כשנמצאת בתוך חלבון תשפיע על מבנהו.

Question 28

טבעת ארומטית

Answer 28

אחד המאפיינים שלה הוא האופי ההידרופובי שלה.
דבר נוסף- יציבות.

Question 29

חומצות אמינו עם שייר פולרי- עם אטום חמצן או חנקן שמקנה תכונות פולריות בגלל האלקטרונגטיביות שלהם או שהמולקולה הזו יכולה לקבל מטען חשמלי

Answer 29

סרין- בקבוצת ה-R יש OH, תראונין- גם,
אספרגין וגלוטאמין- שתיהן מולקולות של אמיד שמקנה פולריות כי גם החמצן וגם החנקן יסודות אלקטרונגטיביים חזקים.
תירוזין- יש טבעת ארומטית שהיא לא פולרית, אבל אליה קשורה קבוצת OH והוא מקנה מטען ואף הפרוטון שלו יכול להשתחרר. כלומר יש כאן pKR. כלומר קבוצת ה-R כאן היא חומצית.
ציסטאין- ח”א יחידה שיש לה קבוצה סולפידרילית- נזכור שיש 2 אזורים בחלבון שיש להם קבוצה סולפידרילית יכולים להיקשר קשר SS. גם כאן יש PKR

Question 30

פנול

Answer 30

מבנה שבו טבעת בנזן אליה קשורה הידרוקסיל. פנול הוא חומצי.

Question 31

ח”א שמכילות גופרית

Answer 31

ציסטאין
מתיונין- אך לא מופיע כאן כקבוצה סולפידרלית ולכן לא
SS משפיע על הפולריות ועל היכולת ליצור קשרי

Question 32

3 חומצות בסיסיות - שבקבוצת ה-R שלהן יש חנקן שיכול לקשור פרוטון (ולכן בסיסי)

Answer 32

ליזין NH3+ שהיא קבוצה אפסילון אמינו שיכולה לקשור פרוטון. בPH נמוך תקנה 2 מטענים חיוביים

ארגינין- קבוצה אמינית שיכולה לקשור פרוטון. יש לה pKR מאוד גבוה- בסביבות 12. לכן היא החומצה האמינית הכי בסיסית

היסטידין- יש מעין טבעת מחומשת שנקראת אימידזולית.
יש אטום חנקן.

Question 33

חומצה גלוטמית
חומצה אספרטית

Answer 33

בקבוצת ה-R יש להן קבוצה קרבוקסילית לכן נחשבות לח”א חומציות.

Question 34

מה הסיבה ל-pKR שונה עבור חומצות אמינו עם שיירים של קבוצות קרבוקסיליות?

Answer 34

קשור לכך שיש עוד פחמנים ב”דרך” לקבוצה הקרבוקסילית. זה נקרא האפקט האינדוקטיבי. אם נסתכל על אטום החנקן בקבוצה האלפא אמינית- הוא טעון חיובית. חוץ מזה אטום החנקן הוא יסוד מאוד אלקטרונגטיבי. לכן יש לו שאיפה מאוד חזקה למשוך אליו את האלקטרון של הקשר בינו ובין פחמן אלפא. זה לא יהיה קשר קוולנטי רגיל- אלא קוולנטי שבו האלקטרון של הפחמן יבלה רוב הזמן סביב אטום החנקן הזה. לכן פחמן אלפא יהיה קצת יותר חיובי/אופי חיובי. לכן בקשר בין פחמן אלפא לפחמן הקרבונילי של הקבוצה האלפא קרבוקסילית, בגלל שפחמן אלפא יותר חיובי הוא ימשוך את האלקטרון של הפחמן הקרבונילי בקשר הזה יותר אליו. זה אומר שעכשיו בקשר בין הפחמן הקרבונילי לבין אטום החמצן שהיה קשור בעבר ל-OH עכשיו, החמצן שהוא מטבעו אלקטרונגטיבי מאוד ומושך אליו את האלקטרון של הקשר, במקרה זה דווקא תהיה לו עבודה יותר קשה כי הפחמן הזה קצת יותר חיובי מפחמן רגיל. לכן עכשיו הפחמן הקרבונילי פחות ירצה לוותר על האלקטרון שלו—> החמצן יהיה פחות שלילי (אווירה פחות שלילית)—> יכולתו לשמור את הפרוטון טובה פחות—> כבר ב-pH=2 הפרוטון משתחרר מהקבוצה הקרבוקסילית.
ככל שנתרחק מהחנקן הזה האפקט הזה הולך וקטן, ולכן בחומצה האספרטית כשיש עוד פחמן באמצע - אז האפקט האינדוקטיבי ייחלש. לכן pKa יותר גבוה.
בחומצה הגלוטמית יש עוד פחמן באמצע

Question 35

ח”א עם טבעת ארומטית

Answer 35

פנילאלאנין, תירוזין, טריפטופן.
טבעת ארומטית מקנה תכונות הידרופוביות - ולכן פנילאלאנין וטריפטופן הן בעלות אופי לא פולרי. לגבי תירוזין בגלל ה-OH היא פולרית. מעבר לעובדה הזו מסתבר שהבליעה של האור בתחום ה-UV באורך גל של כ-280nm היא מוגברת ע”י הטבעות הארומטיות האלו. לח”א יש תרומה מאוד חשובה לכך שהחלבונים בולעים. מעניין כי- אספקט מחקרי- לקבל הערכה על כמות החלבון ניתן להשתמש בתכונה הזו של בליעת אור ע”י החלבונים (במכשיר שנקרא ספקטרופוטומטר).

Question 36

OH שמופיע בסרין, בתריאונין ובטירוזין

Answer 36

פוספורילציה הוא מנגנון בקרה מאוד מרכזי לפעילות של חלבונים- כי הקישור הזה מקנה מטען שלילי שמשפיע על המבנה המרחבי.אם יש OH אז יחד עם קבוצת הפוספט יוצאת מולקולת מים וקבוצת הפוספט נקשרת למולקולת היעד. אם מולקולת היעד היא חלבונים אז יש לנו 3 חומצות אמינו שיש להן OH בקבוצת R. מה שאומר שפוספורילציה של חלבונים תתבצע כמעט תמיד דרך 3 חומצות האמינו האלו. באמת יש אנזימים שיודעים לקשור ביעילות את קבוצת הפוספט- serine/threonine protein kinase וגם
threonine kinase.

ישנם מקרים בודדים שהם יוצאי דופן, שהזרחון מתבצע דווקא על היסטידין.

Question 37

ציסטאין

Answer 37

מכילה את הקבוצה הסולפידרילית. החשיבות הגדולה- אם יש 2 מולקולות של ציסטאין אז בתהליך של חמצון אפשר לקבל קשר דיסולפידי. ז”א אם יש 2 שרשראות של חומצות אמינו כאלה ועל כל אחת מהן יש ציסטאין, אז בתהליך חמצון 2 השרשראות יכולות להיקשר אחת לשנייה ונקבל מ-2 מולקולות- מולקולה אחת של שתי שרשראות שקשורות בקשר דיסולפידי.
ניתן גם לקבל קיפול בחלבון דרך קשר דיסולפידי.

Question 38

עקומת טיטרציה

Answer 38

אם יש 3 חומצות- 3 עקומות נפרדות
אם יש ח”א שללא קבוצת R שיכולה לשחרר פרוטון- 2 עקומות נפרדות

Question 39

בשלבים שונים למולקולה (למשל ח”א) יש מטענים שונים.

Answer 39

יש דרך להפריד בין מולקולות שונות להפריד בין מטענים שונים. ניתן להריץ אותן בשדה חשמלי. לשיטה זו קוראים אלקטרופורזה. הפרדה על בסיס הבדלים בשדה החשמלי.

Question 40

בטיטרציה הפרדה גדולה בין הפאזות תתרחש כאשר יש הבדלים גדולים בין ה-pKaים

Answer 40

אם המרחקים קצרים אז אין הפרדה “יפה”.

היסטידין ליזין וארגינין אחרי 2 אקוויולנטים יהיה pI
שאר ח”א יהיה אחרי קוויולנט אחד יהיה pI

Question 41

חלבון vs שרשרת פוליפפטידית

Answer 41

חלבון- היחידה הפונקציונלית שיכולה לתפקד ומורכבת משרשרת פוליפפטידית אחת אז השרשרת הפוליפפטידית היא החלבון.

אם כמו בהמוגלובין החלבון שעושה את העבודה מורכב מ4 שרשראות פוליפפטידיות אז כל אחת היא רק תת יחידה של החלבון הפונקציונלי .

Question 42

ייצוב מבנים של חלבונים

Answer 42

ייצוב מבנה שניוני- קשרי מימן בעלי תפקיד חשוב
שלישוני- אינטרקציות הידרופוביות, קשרי SS
רבעוני-קשרי SS

מטענים יכולים לייצב מבנה רבעוני (גשרי מלח)

אינטרקציות הידרופוביות- שומן למשל מעדיף לצמצם את שטח הפנים שבמגע עם המים.למולקולות הידרופוביות יש נטייה להתאחד במיוחד אם הסביבה היא מימית

Question 43

דנטורציה

Answer 43

דנטורציה= מצב של פתיחה של המבנה המרחבי נגרמת ע”י זה שהחום מתגבר על קשרי המימן( שמורכבים אך ורק מזיקה ואין ממש שיתוף של אלקטרונים). החום יכול להתגבר על גשרי המלח כי זו גם זיקה ובחימום אנחנו יכולים גם להתגבר על האינטרקציות ההידרופוביות.
במקום חימום אפשר גם לשנות את ה-pH באופן קיצוני משתנים המטענים-> משתנים גשרי המלח.
ז”א כאן יש פירוק של קשרי הזיקה מבלי לשבור קשרים קוולנטיים.

לא נקבל פתיחה של קשרי SS ולא נקבל פתיחה של הקשרים הפפטידיים (מבנה ראשוני). ע”מ לפתוח את קשרי ה-SS יש צורך בתגובת חיזור. דנטורציה/חימום רגיל לא יפתח אותם כי לא פותח קשרים קוולנטיים. הוא כן ישפיע על קשרי המימן ועל גשרי המלח והאינטרקציות ההידרופוביות.

ישנם חלבונים שאם הם עוברים דנטורציה–> המבנה המרחבי נפתח, אם נניח אותם:
- יש חלבונים שיעברו רנטורציה. לא ניתן לדעת כמה זמן זה יכול לקחת (יש אינסוף אפשרויות לחלבון להתקפל. בהנחה שהצורה היציבה ביותר היא הצורה הפעילה, הקיפול יכול זמן רב)
-יש חלבונים שלעולם לא יחזרו למצב הפעיל (ביצה אחרי בישול למשל- לא תחזור להיות חיה).