Budowa cząsteczki insuliny. Mechanizm działania insuliny.

Arkusz maturalny z biologii rozszerzonej czerwiec 2015 nowa formuła

Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie. Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie.: W. Traczyk, A.Trzebski, Fizjologia czlowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Budowa cząsteczki insuliny. Mechanizm działania insuliny.

Źródło: http://www.interactive-biology.com/3730/the-basics-of-protein-structure-and-function

1. Uzasadnij, że insulina jest białkiem mającym strukturę IV-rzędową.

2. Przyporządkuj wszystkie wymienione poniżej informacje (1-4) do dwóch kategorii: I – czynniki stymulujące wydzielanie insuliny i II – skutki działania insuliny. Zapisz ich numery w odpowiednich kolumnach tabeli.

1. wysoki pozom glukozy we krwi
2. prawidłowy poziom glukozy we krwi
3. wzmożona synteza glikogenu w komórkach mięśni i wątroby
4. wzmożona synteza białek w komórkach mięśni i wątroby

Budowa cząsteczki insuliny. Mechanizm działania insuliny.

3. Określ, czy insulina jest hormonem pobudzającym w komórkach mięśni i wątroby reakcje anaboliczne, czy – kataboliczne. Odpowiedź uzasadnij.

4. Wyjaśnij, dlaczego gen człowieka, warunkujący wytwarzanie insuliny musi być przed wprowadzeniem do komórek bakterii odpowiednio przygotowany, aby uległ w nich prawidłowej ekspresji.

5. Określ, czy zmodyfikowane bakterie Escherichia coli wykorzystywane do wytwarzania insuliny ludzkiej są organizmami transgenicznymi. Odpowiedź uzasadnij.

6. Wykaż, że podawanie człowiekowi choremu na cukrzycę insuliny typu ludzkiego produkowanej przez bakterie ma mniejsze skutki uboczne niż długotrwałe podawanie insuliny zwierzęcej.

Wskazówki:

Zwróć uwagę na ilość podjednostek w cząsteczce insuliny. Ciekawym jest, że wiązania disiarczkowe nie są równorzędne, pełnią różne funkcje i stabilizują różne struktury.

W komókach bakteryjnych w czasie ekspresji genów nie zachodzi obróbka potranskrypcyjna, stąd inny jest mechanizm przygotowywania genów dla organizmów prokariotycznych w celu wykorzystania ich do syntezy leków.

Insulina u poszczególnych gatunków zwierząt może być modyfikowana, mieć różną budowę, a stąd układ immunologiczny może być pobudzony do działania.

Zadanie 12.

2015 czerwiec nr

Żmija zygzakowata jest jednym z nielicznych gadów, którego zasięg występowania przekracza koło podbiegunowe. Środowisko życia żmii zygzakowatej to, przede wszystkim, podmokłe fragmenty lasów, torfowiska, wilgotne łąki, obrzeża bagien i moczarów. W siedliskach tych muszą się znajdować miejsca dobrze naświetlone, ponieważ żmija, tak jak większość zmiennocieplnych gadów, musi w ciągu dnia wygrzewać się na słońcu. Żmije są rozdzielnopłciowe i jajożyworodne. Jesienią przechodzą w stan hibernacji, polegający na znacznym spowolnieniu procesów życiowych i obniżeniu temperatury ciała, w którym trwają aż do wiosny.
Wytwarzany przez żmiję jad służy, przede wszystkim, do zabijania ofiar w celu zdobycia pokarmu, który stanowią ryjówki, krety, myszy i nornice. Jad żmii może być niebezpieczny dla człowieka i dlatego człowiekowi ukąszonemu przez żmiję podaje się surowicę odpornościową przeciw jadowi żmii.

Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Biologia, pod red. A. Urbanka, Warszawa 1999.

1. Na podstawie tekstu podaj dwie cechy żmii zygzakowatej, które umożliwiają jej zamieszkiwanie w chłodnych strefach klimatycznych. Uzasadnij znaczenie adaptacyjne każdej z tych cech.
2. Wyjaśnij, w jaki sposób działa w organizmie surowica odpornościowa podana osobie ukąszonej przez żmiję.
3. Określ, jaką odporność uzyskuje człowiek po podaniu surowicy odpornościowej – z poniższych par wypisz po jednym właściwym określeniu.

bierna/czynna, nabyta/wrodzona, naturalna/sztuczna, nieswoista/swoista

793 790 445 dawidwyrozebski@gmail.com
Skontaktuj się w sprawie rekrutacji