- Cường độ huỳnh quang sau đó xuất hiện ở B rồi giảm dần, điều này thể hiện rằng protein được vận chuyển đến đây nhưng sau đó lại được tiếp tục được vận chuyển đi nơi khác, chứng tỏ B là bộ máy Golgi.

- Cường độ huỳnh quang xuất hiện muộn nhất ở C và tăng dần theo thời gian nên C là vị trí đích mà protein được vận chuyển đến, C chính là màng tế bào.

b) Do cường độ huỳnh quang đo được phụ thuộc vào lượng protein được tổng hợp nên chất ức chế tổng hợp protein sẽ làm cường độ huỳnh quang không (hoặc rất ít) xuất hiện ở lưới nội chất (A) và không xuất hiện ở bộ máy gôngi (B) và màng tế bào (C).

Câu 2

1.1. Tính thấm qua màng sinh học của các chất tan khác nhau là khác nhau. Tuy nhiên, màng nhân tạo được tạo thành từ lớp kép lipid có thể khác về tính thấm so với màng sinh học. Tính thấm của một số chất tan qua màng tế bào thần kinh ở người và lớp kép lipid nhân tạo đã được đo và kết quả của thí nghiệm được thể hiện trong Bảng 2. Giả sử rằng tính thấm của một số chất có ít khác biệt nên không thể chỉ sử dụng khác biệt về kích thước, mức phân cực và mức tích điện để phân biệt các chất.

Bảng 2.

Chất tan

A

B

C

D

E

F

G

Tốc độ thấm qua (cm/s)

Màng lipid nhân

tạo

10-2

10-3

10-4

10-9

10-10

10-10

10

Màng tế bào người

10-2

3.10^-²

10-4

10-6

10-6

5.10^-⁹

10

Dựa trên dữ liệu trong Bảng 2, hãy cho biết các chất tan nói trên (A-G) tương ứng với chất nào trong các chất sau đây: Glucose, O2, CO2, K⁺, Cl^-, Ethanol, H2O? Giải thích.

Xem đáp án

Lời giải

- Các chất: A: CO2 , B: H2O , C: Ethanol , D:Glucose , E: K⁺ , F: Cl^- , G:O2

- Giải thích:

+ O2, CO2, Ethanol là những chất không có kênh vận chuyển ở cả 2 loại màng thì tốc độ vận chuyển sẽ giống nhau ở cả 2 loại màng tế bào àA, C, G có thể là O2, CO2 hoặc Ethanol

+ Ethanol (C2H5OH) có gốc -OH ưa nước sẽ khó đi qua màng lipid không phân cực nên tốc độ thấm của ethanol là thấp nhất (10) à C: Ethanol

+ CO2 và O2 đều không phân cực. Tuy nhiên, khối lượng CO2 (44) lớn hơn so với O2(32) nên tốc độ thấm của CO2 (10^-4) nhỏ hơn so với O2 (10^-2) à A: CO2 , G: O2

- Glucose, K⁺, Cl^-, H2O là những chất có kênh vận chuyển ở màng tế bào người nên tốc độ vận chuyển qua màng tế bào người nhanh hơn màng lipid nhân tạo à B, D, E, F có thể là Glucose, K⁺, Cl^- hoặc H2O.

+ K⁺ và Cl^- là những ion tích điện nên sẽ khó đi qua màng lipid không phân cưc. Do đó, tốc độ thấm qua màng

lipid nhân tạo là thấp nhất (10^-10). Số lượng kênh ion K⁺ lớn hơn kênh Cl^- ở màng tế bào người nên tốc độ thấm qua màng tế bào người K⁺ (10^-6) lớn hơn Cl^- (5.10^-9) à E: K⁺, F: Cl^-

+ Khối lượng Glucose (180) nặng hơn so với H2O (18) và số lượng kênh vận chuyển trên màng tế bào người Glucose ít hơn H2O. Do đó, tốc độ vận chuyển Glucose (10^-9, 10^-6 ) thấp hơn H2O (10^-3, 3.10^-2) à B: H2O , D: Glucose

Câu 3

Các thụ thể GPCR có thể hoạt hoá hoặc ức chế cyclase qua sự tương tác với các protein Gs và Gi tương ứng.

Sự khác biệt giữa Gs và Gi thể hiện ở tiểu đơn vị 𝛼 tiểu đơn vị liên kết và thủy phân GTP. Chu trình hoạt động của protein Gs được minh họa ở Hình 2.1.

Một phòng thí nghiệm đang nghiên cứu một cặp thụ thể GPCR mới được xác định, GPCR-A và GPCR-B. Mỗi loại thụ thể này liên kết với cùng một loại phối tử nhỏ với ái lực như nhau nhưng hoạt hoá các G protein khác nhau tác động đến adenylyl cyclase. Khi được hoạt hoá, GPCR-A làm tăng hoạt động của adenylyl cyclase, còn GPCR-B làm giảm hoạt động adenylyl cyclase. Người ta có một dòng tế bào biểu hiện cả GPCR-A, GPCR-B, các G protein tương ứng và adenylyl cyclase. Adenylyl cyclase hoạt động ở mức cơ bản tạo ra nồng độ cAMP ở mức cơ bản. Khi nghiên cứu về một loại vi khuẩn gây bệnh, một thành viên của phòng thí nghiệm đã phát hiện vi khuẩn này tiết ra một loại độc tố gây cản trở con đường truyền tín hiệu đã mô tả ở Hình 2.2. Để xác định hoạt động của độc tố này, cô ấy đã tiến hành thí nghiệm xác định mức cAMP nội bào trong các tế bào không được xử lý và các tế bào được xử lý độc tố (phối tử không được thêm vào trong cả hai lô của thí nghiệm).

a. Hãy cho biết mỗi đột biến sau ảnh hưởng như thế nào đến hàm lượng cAMP nội bào khi có mặt phối tử trong điều kiện không xử lý độc tố

- Đột biến ở GPCR-A ngăn chặn sự hoạt hoá G protein

- Đột biến ở GPCR-B ngăn chặn sự hoạt hoá G protein

b. Giải thích cơ chế tác động của độc tố được mô tả ở phía trên đến hoạt động của adenylyl cyclase?

c. Độc tố ho gà gây nên hiện tượng ho liên tục ở bệnh nhân, biết rằng độc tố này ức chế tiểu phần Gαi của G-protein, hãy giải thích cơ chế gây ho của độc tố ho gà?

Xem đáp án

Lời giải

a) - Đột biến GPCR-A ngăn chặn sự hoạt hoá G protein sẽ làm giảm lượng cAMP.

+ Vì GPCR-A hoạt động sẽ liên kết với phối tử làm tăng hoạt hóa Gα-protein --> tăng hoạt động của adenylyl cyclase -> tăng lượng cAMP -> khi GPCR-A bị đột biến làm ngăn chặn hoạt hóa Gα-protein -> giảm cAMP.

- Đột biến ở GPCR-B ngăn chặn sự hoạt hoá G protein sẽ làm tăng lượng cAMP

+ Do GPCR-B hoạt động sẽ liên kết với phối tử làm ức chế Gα-protein -> làm cho Gα-protein liên kết chặt với ADP và ức chế enzyme adenylyl cyclase -> làm giảm cAMP nên đột biến GPCR-B ngăn chặn sự hoạt hoá G protein sẽ làm tăng cAMP.

b) - Protein liên kết với thụ thể GPCR-A điều chỉnh tiểu đơn vị α của protein G có tên là Gs, độc tố vi khuẩn điều chỉnh Gsα làm ngăn sự thủy phân GTP do đó khóa protein G ở trạng thái hoạt động, liên tục kích thích adenylyl cyclase.

- Độc tố này liên kết với thụ thể kết cặp GPCR-B, độc tố vi khuẩn điều chỉnh Giα làm Giα luôn ở trạng thái liên kết với GDP-> ức chế sự kích hoạt Gi, kích thích adenylyl cyclase -> tăng cAMP.

c) Khi có độc tố ho gà, độc tố sẽ liên kết với thụ thể kết cặp G-protein và ngăn quá trình hoạt hóa Giα – protein làm cho Giα bị giữ ở trạng thái liên kết với GDP -> gây hoạt hóa liên tục adenylyl cyclase làm tăng lượng cAMP truyền tín hiệu gây ho liên tục.

Câu 4

Người ta tiến hành thí nghiệm trên một loại tế bào khối u được nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng phù hợp. Bổ sung một chất X vào môi trường nuôi cấy. Sau một thời gian, môi trường nuôi cấy được thay bằng môi trường mới không có chất X. Tại những thời điểm nhất định ngay sau đó, các tế bào được thu nhận từ các mẫu có xử lý chất X và nuôi cấy trong điều kiện giống nhau, sau đó phân tích bằng phương pháp phân loại tế bào hoạt hóa bởi tín hiệu huỳnh quang (FACS) hay dòng chảy tế bào (flow cytometry). Kết quả được thể hiện ở Hình 3.

Hãy trả lời các ý hỏi sau đây và giải thích:

a. Chất X có tác động như thế nào đến tế bào khối u này?

b. Hàm lượng M cyclin sẽ tăng lên ở giai đoạn nào? Helicase được phosphoryl hóa ở một số tế bào ở trong giai đoạn nào?

c. Nếu bổ sung chất X vào thời điểm 8h và ủ một thời gian, kết quả thí nghiệm giống như thời điểm nào trong Hình 3?

Xem đáp án

Lời giải

a) - Chất X ngăn cản tế bào vượt qua điểm kiểm soát G1/S.

- Tại thời điểm 0 (vừa mới chuyển sang môi trường không có chất X), chỉ quan sát được tế bào có hàm lượng DNA là 1, sau khi chuyển sang môi trường mới mới có tế bào tiến vào pha S và G2 → X đã giữ tế bào ở lại pha G1.

b) - M cyclin sẽ tăng lên bắt đầu ở pha S, cao nhất ở kì giữa của pha M và giảm dần ở kì sau (4-8h và 16-24h)

- Helicase được phosphoryl hoá giúp giãn xoắn DNA phục vụ cho nhân đôi → giai đoạn pha S.

c) - Bổ sung X → tế bào không vượt qua G1 được.

- Nếu ủ chưa đủ dài, có thể quay về đồ thị giống đồ thị 12h do ở 8h có những tế bào đã vượt qua được điểm kiểm soát G1/S.

- Nếu ủ đủ dài → quay về giống đồ thị lúc 0h.

Câu 5

5.1. Hiện nay, virus được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau, như chế tạo vaccine, sản xuất các loại thuốc trừ sâu, sử dụng virus làm vector trong công nghệ di truyền… Để chuyển gene vào động vật, các nhà khoa học có thể sử dụng thể truyền là retrovirus. Nêu ưu điểm và nhược điểm chính của loại thể truyền này.

Xem đáp án

Lời giải

- Ưu điểm: Virus có thể tích hợp và chèn vào NST của người, nếu virus mang gene cần chuyển thì nó sẽ giúp gene đó chèn vào NST của người bệnh.

- Nhược điểm:

+ Do virus chèn ngẫu nhiên vào NST nên xác suất gene cần chuyển được chèn đúng vị trí trên NST rất thấp -> gene cần chuyển không được biểu hiện, hoặc biểu hiện không đúng vị trí, không đúng thời điểm

+ Do virus chèn gene ngẫu nhiên vào NST -> có thể gây đứt gẫy các gene khác hoặc chèn vào giữa và gây hỏng gene bình thường của người -> gây đột biến mới.

+ Thể truyền có bản chất virus nên tiềm ẩn nhiều nguy cơ về an toàn sinh học như khả năng gây bệnh hoặc trong cơ thể chủ các chủng virus xảy ra sự trao đổi vật chất di truyền -> hình thành nên các chủng gây bệnh mới.

Câu 6