הכנה למבחן ביולוגיה של התא

המשפט שתיארת מערבב בין שתי נקודות בקרה (Checkpoints) שונות במחזור התא: 1. בדיקת סיבי הכישור: הבדיקה שמוודאת שכל הכרומוזומים מחוברים כראוי לסיבי הכישור (נקראת Spindle Checkpoint) מתרחשת בשלב ה-M (במהלך המיטוזה, בין המטפאזה לאנפאזה), ולא ב-G2. 2. בדיקת תנאי הסביבה: הבדיקה העיקרית של תנאי הסביבה (כמו נוטריאנטים, סימני גדילה וגודל התא) מתרחשת בנקודת הבקרה של שלב G1. מה נבדק בנקודת הבקרה של G2? נקודת הבקרה בסוף שלב G2 (לפני הכניסה למיטוזה) היא "בקרת איכות" שמתמקדת בשני דברים עיקריים: • הכפלת ה-DNA: האם כל ה-DNA שוכפל במלואו (בשלב ה-S שקדם לו)? • תקינות ה-DNA: האם יש נזקים ב-DNA שצריך לתקן לפני שהתא מתחלק?

התשובה היא שלב S. הנה ההסבר המדעי לכך: השם של שלב ה-S מגיע מהמילה Synthesis (סינתזה/בנייה). זהו השלב במחזור התא שבו התא משכפל את המטען הגנטי שלו (ה-DNA) לקראת החלוקה הצפויה. האנזים DNA פולימראז הוא ה"פועל" המרכזי בתהליך זה – הוא זה שבונה גדיל DNA חדש על גבי הגדיל הקיים. כדי לעזור לך לזכור את סדר השלבים: • שלב G1: התא גדל ומייצר חלבונים ומרכיבים אחרים. • שלב S: הכפלת ה-DNA (כאן ה-DNA פולימראז נכנס לעבודה אינטנסיבית). • שלב G2: התא ממשיך לגדול ובודק שה-DNA הוכפל כראוי. • שלב M (מיטוזה): השלב שבו התא מתחלק פיזית לשני תאי בת. הערה קטנה: בעוד שקיימת פעילות מסוימת של DNA פולימראז בשלבים אחרים (לצורך תיקון נזקי DNA מזדמנים), בהקשר של שאלות על מחזור התא, הכוונה היא תמיד לשלב ה-S שבו מתרחשת ההכפלה העיקרית.

כשאת רואה Filopodia וMicrofilaments, המוח שלך צריך לקפוץ ישר ל-Formin (או ל-ARP2/3 אם מדובר במבנים מסועפים יותר כמו למליפודיה). למה שאר התשובות אינן נכונות? • Tau (טאו): חלבון שקשור למיקרוטובולי (צינוריות זעירות), ולא למיקרופילמנטים. הוא נמצא בעיקר באקסונים של תאי עצב ומסייע לייצוב שלהם. (הוא מוכר בהקשר שלילי של מחלת האלצהיימר כשהוא מפסיק לתפקד). • \{\gamma}-Tubulin (גמא-טובולין): חלבון שחיוני לתחילת הבנייה (נוקלאציה) של מיקרוטובולי, בדרך כלל במרכז הארגון של התא (Centrosome). הוא לא קשור לאקטין או לפילופודיה. • Keratin (קרטין): שייך למשפחת הקוריאנטרמדיאט (Intermediate filaments). הוא מעניק חוזק מכני לתאים (כמו בתאי עור או בשיער), אבל הוא לא מעורב בתנועה או ביצירת שלוחות דינמיות כמו פילופודיה.

צומת חסימה (Tight Junction) יוצר "איטום" בין תאים סמוכים ברקמת אפיתל. תפקידו העיקרי הוא למנוע דליפה של נוזלים וחומרים במרווח שבין התאים (מסלול פארא-צלולרי), ובכך הוא מכריח חומרים לעבור דרך התאים עצמם במידה והם רוצים לחצות את הרקמה.

תהליך ה"שפעול" (Activation) של חומצה אמינית הוא השלב שבו חומצת האמינו נקשרת למולקולת ה-tRNA הספציפית שלה. ללא השלב הזה, הריבוזום לא יוכל "לדעת" איזו חומצה להביא בהתאם לקודון. • למה ב'? האנזים האחראי לכך נקרא Aminoacyl-tRNA synthetase. הוא מבצע התאמה מדויקת בין חומצת האמינו לבין ה-\{tRNA} המתאים לה (לפי האנטי-קודון). זהו תהליך שצורך אנרגיה (ATP). • למה האחרות לא? * א': החומצה האמינית לא נקשרת ישירות לקודון, אלא ה-{tRNA} הוא זה שמתחבר לקודון. • ג': אין חיבור ישיר בין ה-DNA ל-{tRNA} בתהליך התרגום. • ד': הפרומוטור הוא אזור ב-{DNA} שקשור לתחילת השעתוק, לא לשפעול חומצות אמינו.

הפרומוטור הוא רצף בקרה ב-DNA שנמצא "במעלה הזרם" (Upstream) לאזור המקודד של הגן. הוא משמש כנקודת הקישור של האנזים RNA פולימראז, שאומר לו "הנה כאן מתחיל גן, תתחיל לשעתק מכאן". כיוון שהגנים מוגדרים לפי הגדיל המקודד {5'} ל-3', הפרומוטור נמצא לפני קצה ה-{5'} שלו.

למרות ש-RNA הוא לרוב חד-גדילי, המולקולה יכולה להתקפל על עצמה וליצור אזורים של זיווג בסיסים משלים (כמו במבנה ה"עלה תלתן" של ה-tRNA או במבני hairpin). • למה האחרות לא? • א': הפרומוטור והטרמינטור הם רצפים ב-DNA, לא ב-RNA עצמו. • ג': הסוכר ב-RNA הוא ריבוז (ב-DNA הוא דאוקסיריבוז). • ד': RNA מכיל ארבעה סוגי בסיסים (A, C, G, U), ולא חמישה.

חלבון האדנילט-ציקלאז (המסומן ב-C באיור) הוא חלבון טרנסממברנלי, כלומר הוא מעוגן בתוך ממברנת התא. כאשר חלבון ממברנלי כזה משתבש או מסיים את תפקידו, התא מפרק אותו במסלול הבא:  • אנדוציטוזיס: החלבון מוכנס מהממברנה אל פנים התא בתוך שלפוחית (וסיקולה).  • אנדוזום: השלפוחית מתאחה עם אברון מיון שנקרא אנדוזום, שמעביר את התכולה המיועדת לפירוק הלאה.  • ליזוזום: זהו "פח האשפה" של התא. האנדוזום מתאחה עם הליזוזום, ושם החלבון מתפרק ליחידות הבניין שלו.  • פרוטאז: אלו הם האנזימים הספציפיים שנמצאים בתוך הליזוזום ואחראים על חיתוך ופירוק החלבונים.  מדוע שאר התשובות שגויות? • תשובה א': מציינת ליפאז, שהוא אנזים המפרק שומנים (ליפידים) ולא חלבונים.  • תשובה ב': כוללת אקסוציטוזיס, שהוא תהליך של הפרשת חומרים אל מחוץ לתא, ולא פירוק שלהם בתוכו.  • תשובה ג': מציינת את הפרוטאוזום. בעוד שחלק מחלבוני הממברנה מסומנים ביוביקויטין, הפרוטאוזום אחראי בעיקר על פירוק חלבונים בציטוזול או בגרעין, בעוד שחלבונים ממברנליים שלמים מפורקים לרוב בליזוזום. 

הסבר: שלב G1 הוא שלב הגידול והפעילות המטבולית העיקרי של התא, שבו הוא מגיב לאותות חיצוניים ומבצע פונקציות תאיות שגרתיות. חלבוני הולכת אותות כמו אדנילט-ציקלאז חיוניים לתפקוד התא בשלב זה. 

הסבר: חלבון D הוא CREB, פקטור שעתוק הפועל בתוך הגרעין. כדי שחלבון יוכל להיכנס דרך נקבי הגרעין, הוא חייב להכיל רצף סיגנל ספציפי הנקרא NLS (Nuclear Localization Signal). הוא אינו מכיל SP או Stop transfer sequence מכיוון שהוא מסונתז על ריבוזומים חופשיים בציטוזול ולא על גבי ה-ER.