Студенческий 2018/19
| № | Название | Формулировка задачи | Автор |
|---|---|---|---|
| 1 | Невидимки | Вирусы, патогенные бактерии и протисты, поражающие различных животных, могут различным образом модифицировать свою поверхность для ухода от иммунного ответа хозяина. Это позволяет им реализовать две основные стратегии маскировки: 1) пассивная «игра в прятки» и уменьшение антигенного разнообразия такого патогена, либо 2) активное «запутывание» хозяина при помощи модулирования его собственных сигналов и мимикрии под его собственные белки. Какие принципы организации и механизмы позволяют указанным патогенам реализовать данные стратегии? Какой из приведенных вами механизмов является наиболее универсальным среди указанных патогенов для ухода от иммунного ответа хозяина? Предложите, как его можно усовершенствовать. | Никитин Д.М. |
| 2 | Гликозимы | В настоящее время показано, что широкое распространение в живых клетках имеют каталитические белки (классические ферменты) и РНК (рибозимы), однако пока не обнаружено никаких свидетельств в пользу существования каталитических углеводов. Предложите основные принципы структуры и функционирования биокатализаторов на основе углеводов. Какие реакции они могли бы катализировать наиболее эффективно? Какие преимущества и недостатки были бы характерны для таких гликозимов по сравнению с классическими ферментами и рибозимами? Предложите основные причины, по которым углеводные биокатализаторы не распространены в природе. | Шилов Е.С. |
| 3 | Другая вилка | Репликативные ДНК-полимеразы способны присоединять новые нуклеотидные остатки только на 3'-конец растущей цепи ДНК. Какие преимущества и недостатки может иметь альтернативная модель синтеза ДНК, где происходит удлинение 5'-конца растущей цепи ДНК? Рассмотрите как изменится белковый состав репликативной вилки и механизм ее функционирования в случае двух альтернативных моделей репликации: 1) синтез ДНК за счет ДНК-полимеразы, способной удлинять растущую цепь как с 3'-конца, так и с 5'-конца; 2) синтез ДНК за счет ДНК-полимеразы, удлиняющей растущую цепь только с 5'-конца. Какие нуклеотиды и почему было бы выгоднее использовать в качестве субстратов в каждой из этих моделей? | Ломов Н.А. |
| 4 | Ахиллес и черепаха | Скорость работы ферментов характеризуется числом оборотов Kcat и может значительно различаться у ферментов из разных источников, но обладающих одинаковой субстратной специфичностью. Какие преимущества и недостатки для функционирования живой клетки будет иметь увеличение значения Kcat в случае какого-либо фермента? Какие факторы накладывают ограничения на скорость работы ферментов? Сравните потенциальную возможность увеличения в ходе эволюции скорости работы ферментов в случаях прокариот и эукариот. К каким изменениям в метаболизме бактерии приведет превращение всех ее ферментов в максимально «быстрые»? | Кузин И.А. |
| 5 | Расширенный код | Генетический код является почти универсальным для всех живых организмов, однако в ряде случаев возникает необходимость закодировать некоторые дополнительные аминокислоты. Изменение смысла отдельных кодонов приведет к нарушению синтеза белков с уже имеющихся в геноме последовательностей, а также ограничит обмен информацией с другими организмами. Предложите несколько способов закодировать в геноме новые белки, содержащие четыре или более произвольные новые аминокислоты, без "перекодировки" уже существующих генов. Какой из способов будет наиболее простым и универсальным? | Пупов Д.В. |
| 6 | Вторичные митохондрии | При возникновении фотосинтезирующих эукариот в процессе эндосимбиоза с предками пластид приобретение и потеря симбионта происходили многократно и параллельно в разных систематических группах. Однако в случае возникновения митохондрий путем эндосимбиоза такого не обнаружено. По каким причинам в случае митохондрий не распространены случаи вторичного эндосимбиоза? В каких условиях и каким образом эукариотическая клетка могла сначала потерять митохондрии в ходе эволюции, а затем приобрести новые? | Пуховая Е.М. |
| 7 | И ад следовал за ним | Природно-очаговые инфекции являются естественной защитой биомов от вторжения инвазивных видов. Для нормального функционирования системы природно-очаговой инфекции кроме самого возбудителя требуются также животные-переносчики, активно заражающие других существ, и животные-резервуары, в популяциях которых осуществляется долговременное существование возбудителя. Однако иногда инвазивные виды не погибают, а напротив, становятся новыми резервуарами для инфекции, позволяя ей значительно расширить свой природный очаг (например, так произошло с крысами и чумой в Средние века). Выделите признаки, которыми должно обладать оптимальное животное-резервуар. Предложите пять животных, перспективных для того, чтобы сделать их новыми резервуарами пяти любых природно-очаговых инфекций в максимально возможном количестве различных биотопов и климатических зон. | Пащенко Д.И. |
| 8 | Вирусные коммуникации | Недавно у некоторых бактериофагов было обнаружено чувство кворума. Кажется логичным, что коммуникация между вирусными частицами одного или нескольких разных вирусов могла бы быть выгодна для более успешной инфекции и их размножения. Предположите, какие пять функций с наибольшей вероятностью могла бы выполнять коммуникация между вирусами? Для каждой из этих пяти функций предложите правдоподобный механизм коммуникации между вирусами. В каких группах вирусов наиболее вероятно существование предложенных вами механизмов коммуникации? | Кузин И.А. |
| 9 | Гендерная инженерия | На жалобы горожан о тополином пухе чиновники часто отвечают, что они посадили аллею «мужских» тополей, но деревья сменили пол. Рассмотрите существующие механизмы определения пола у различных двудомных цветковых растений. Предложите наиболее универсальные биотехнологические способы намеренного изменения пола, а также предотвращения спонтанного изменения пола у растения в генеративном возрастном состоянии. | Ковалева Е.Б. |
| 10 | Белки-трансформеры | На заре молекулярной биологии была популярна гипотеза, что функциональная трехмерная структура белков определяется не собственно аминокислотной последовательностью, а в результате комплементарного взаимодействия с какими-либо другими молекулами. При этом белки с разными первичными структурами могут приобретать одинаковую третичную структуру, а с одинаковой первичной структурой - разные третичные. Предложите, как могла бы быть устроена такая система «молекул-матриц», которые бы определяли третичную структуру взаимодействующих с ними белков. С какими недостатками и преимуществами был бы связан такой механизм приобретения белками функциональной третичной структуры? Предположите, в каких биохимических и молекулярно-биологических процессах он мог бы быть полезен. | Кузин И.А., Либерзон А.Н., Костюк А.И. |
Любое использование и перепечатка задач, представленных в данной базе, возможны только при условии указания авторства Методической комиссии ВТЮБ и ссылки на сайт Турнира. Пример: "Задача предоставлена Методической комиссией Всероссийского Турнира юных биологов. Сайт Турнира: bioturnir.ru"